DFM обзор и анализ при производстве печатных плат

Очевидно, что любое электронное устройство проектируется с условием соответствия проекта возможностям производства.

Но в реальности случается всякое, особенно у неопытных разработчиков. Именно поэтому создан специальный принцип — DFM.

DFM (design for manufacturing) — является принципом разработки, который создан для того, чтобы готовое изделие можно было реализовать и успешно выпустить.

Принцип позволяет контролировать процесс разработки так, чтобы в итоге не вышло ситуации, что разработанное и протестированное устройство невозможно выпустить крупной серией или, например, плата по заявленным в проекте размерам не помещается в нужное электронное устройство.

Если коротко: принцип DFM контролирует разработку для того, чтобы готовое изделие можно было успешно производить с учетом технических возможностей и ограничений.

Важной точкой в производстве печатных плат, как и любого устройства, это создание функционала и возможностей платы так, как это указано в техзадании.

Подробнее о принципе DFM

Обычно в техническом задании указаны все требования к плате – например, расположение элементов, слой диэлектрика, размеры переходных отверстий и прочее. Там же в техническом задании указаны требования к готовому изделию по износостойкости, сроку годности и прочему. Это важно чтобы заказчик не получил в итоге на руки плату, которая отлично работает на производстве в сложных условиях, которых нет у заказчика.

В принципах DFM как раз заложены стандарты производства и поэтапно разложен подход к работе над проектом.

Работая по этим принципам, можно рассчитать и минимизировать финансовые и временные затраты, а также четко знать до начала разработки печатной платы, какие конкретно на производстве потребуются элементы и оборудование.

Требования принципа заостряют внимания разработчиков на последней стадии реализации проекта – производстве – что, в свою очередь, заставляет собирать данные об возможностях производственного цеха, на котором устройство планируют собирать, а также информацию обо всех поставщиках каждой детали и элемента, который потребуется для готовой печатной платы.

Все эти данные собираются до начала проектировки, чтобы, в случае чего, быстро внести правки в перечень элементов, поставщиков или оборудования, и не проектировать дизайн платы с использованием деталей, которые не получится достать в нужном количестве.

Теперь подробнее разберем каждый из четырех этапов принципа.

На первом этапе идет максимально полный сбор информации о производственных возможностях. Здесь важно собрать абсолютно все данные, ведь даже, казалось бы, маленькое упущение может доставить кучу хлопот на последующих этапах проектировки.

Также, важно выбрать производителей для каждой детали. При выборе производителя важно ориентироваться на возможности своего производства, и, главное, не совершить ошибку некоторых неопытных разработчиков — заранее выясняйте, можно ли заказать деталь для будущего серийного производства крупными партиями. Ведь нередки ситуации, где был выбран один производитель-поставщик, у которого удалось без труда закупить компонент для производства ста печатных плат. Но заказать у него партию на триста единиц товара не получилось. В этом случае приходится полностью пересматривать процесс производства и перерабатывать готовый проект с нуля. Либо искать аналоги.

Вторая частая ошибка — для серийного производства печатных плат были выбраны компоненты, не имеющие аналогов. А производство любого компонента имеет свойство рано или поздно заканчиваться. Тогда придется полностью пересматривать весь процесс изготовления и разрабатывать новую версию печатных плат, и, к тому же, такие платы не будут поддаваться ремонту.

В конце первого этапа должно выйти так, что вы нашли производителей, выбрали разработчика, где будет изготавливаться спроектированный продукт, и определены все параметры устройства.

Третий этап — разработка. На нем обычно разрабатывается дизайн печатных плат, готовятся и тестируются их прототипы. На этом этапе важно организовать работу команды так, чтобы все процессы делались с минимальными затратами времени и денег. Важно запустить несколько процессов параллельно и успевать следить за каждым

Обычно на этом этапе работа ведется целой командой, состоящей из конструкторов, инженеров, аналитиков, программистов и дизайнеров. Коммуникацию между всеми частями разработки обеспечивает руководитель, который также должен гарантировать быструю связь с заказчиком и производителями-поставщиками элементов.

Тут важно экономично относиться к используемым технологиям и принимать решения о материалах. Например, часто можно воспользоваться более дорогостоящим материалом с очень хорошими характеристиками или более дешевой альтернативой с чуть более низкими параметрами. Если изделию непременно требуется для хорошей работы первый материал — очевидно, нужно использовать в производстве платы именно его. Но если проект, для которого разрабатывается печатная плата, не требует от платы таких мощностей, то лучше сэкономить и обойтись вторым вариантом.

Именно из таких решений состоит успешная реализация проекта. Разработчики обязаны их оперативно принимать и выбирать между альтернативными вариантами технологий, материалов и компонентов.

При обращении к поставщикам для закупки материалов и компонентов, необходимых проекту, важно найти лучшую цену и найти компромисс в выборе между стоимостью и временем поставки.

Последний четвертый этап. Когда проектирование законченно проект отправляют на производство. Если это легкие печатные платы, можно обойтись минимумом тестов, но, если речь идет о, например, HDI платах или о гибко-жестких многослойных конструкциях лучше провести дополнительные проверки. Ведь чем раньше будут замечены ошибки проектирования, тем легче их будет исправлять.

Например, если речь идет о платах с контролем импеданса или высокоскоростные, перед запуском проводят тесты, где проверяется целостность сигнала и измеряются потери. Например, иногда выясняется, что нужно было проектировать для данного проекта не сквозные переходы, а глухие, но этого уже не исправить и приходится использовать обратное сверление.

Часто возникающая на этом этапе проблема, которую стоит решить здесь и сейчас — проблема с тепловыделением. А для устройств со сложными сборными корпусами важно проверять возможность сборки в единый корпус до отправки на производство, так как случается, что детали не стыкуются между собой.

Такое моделирование — это дополнительные затраты. Но чем больше их будет проведено, тем качественнее и продуманнее получается результат.

Сайфон Технолоджис не жалеет энергии на этот этап. Если хотите печатные платы с гарантией качества можете заказать их у нас.

На первом этапе идет максимально полный сбор информации о производственных возможностях. Здесь важно собрать абсолютно все данные, ведь даже, казалось бы, маленькое упущение может доставить кучу хлопот на последующих этапах проектировки.

Также, важно выбрать производителей для каждой детали. При выборе производителя важно ориентироваться на возможности своего производства, и, главное, не совершить ошибку некоторых неопытных разработчиков — заранее выясняйте, можно ли заказать деталь для будущего серийного производства крупными партиями. Ведь нередки ситуации, где был выбран один производитель-поставщик, у которого удалось без труда закупить компонент для производства ста печатных плат. Но заказать у него партию на триста единиц товара не получилось. В этом случае приходится полностью пересматривать процесс производства и перерабатывать готовый проект с нуля. Либо искать аналоги.

Вторая частая ошибка — для серийного производства печатных плат были выбраны компоненты, не имеющие аналогов. А производство любого компонента имеет свойство рано или поздно заканчиваться. Тогда придется полностью пересматривать весь процесс изготовления и разрабатывать новую версию печатных плат, и, к тому же, такие платы не будут поддаваться ремонту.

В конце первого этапа должно выйти так, что вы нашли производителей, выбрали разработчика, где будет изготавливаться спроектированный продукт, и определены все параметры устройства.

Третий этап — разработка. На нем обычно разрабатывается дизайн печатных плат, готовятся и тестируются их прототипы. На этом этапе важно организовать работу команды так, чтобы все процессы делались с минимальными затратами времени и денег. Важно запустить несколько процессов параллельно и успевать следить за каждым

Обычно на этом этапе работа ведется целой командой, состоящей из конструкторов, инженеров, аналитиков, программистов и дизайнеров. Коммуникацию между всеми частями разработки обеспечивает руководитель, который также должен гарантировать быструю связь с заказчиком и производителями-поставщиками элементов.

Тут важно экономично относиться к используемым технологиям и принимать решения о материалах. Например, часто можно воспользоваться более дорогостоящим материалом с очень хорошими характеристиками или более дешевой альтернативой с чуть более низкими параметрами. Если изделию непременно требуется для хорошей работы первый материал — очевидно, нужно использовать в производстве платы именно его. Но если проект, для которого разрабатывается печатная плата, не требует от платы таких мощностей, то лучше сэкономить и обойтись вторым вариантом.

Именно из таких решений состоит успешная реализация проекта. Разработчики обязаны их оперативно принимать и выбирать между альтернативными вариантами технологий, материалов и компонентов.

При обращении к поставщикам для закупки материалов и компонентов, необходимых проекту, важно найти лучшую цену и найти компромисс в выборе между стоимостью и временем поставки.

Последний четвертый этап. Когда проектирование законченно проект отправляют на производство. Если это легкие печатные платы, можно обойтись минимумом тестов, но, если речь идет о, например, HDI платах или о гибко-жестких многослойных конструкциях лучше провести дополнительные проверки. Ведь чем раньше будут замечены ошибки проектирования, тем легче их будет исправлять.

Например, если речь идет о платах с контролем импеданса или высокоскоростные, перед запуском проводят тесты, где проверяется целостность сигнала и измеряются потери. Например, иногда выясняется, что нужно было проектировать для данного проекта не сквозные переходы, а глухие, но этого уже не исправить и приходится использовать обратное сверление.

Часто возникающая на этом этапе проблема, которую стоит решить здесь и сейчас — проблема с тепловыделением. А для устройств со сложными сборными корпусами важно проверять возможность сборки в единый корпус до отправки на производство, так как случается, что детали не стыкуются между собой.

Такое моделирование — это дополнительные затраты. Но чем больше их будет проведено, тем качественнее и продуманнее получается результат.

Сайфон Технолоджис не жалеет энергии на этот этап. Если хотите печатные платы с гарантией качества можете заказать их у нас.