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技術(shù)專題
考慮PCB組裝成本和設(shè)計約束
PCB一樣,H-4的設(shè)計涉及在制造過程中轉(zhuǎn)移概念。H-4大力神的故事提供了有關(guān)機(jī)械尺寸與成本的關(guān)系,以及緊迫的需求是否可以克服成本問題的課程。盡管規(guī)模不同,但制造H-4的過程包括組件放置,導(dǎo)體電纜布線,測試,文檔和成本方面的考慮。出于成本考慮,該龐然大物只有一個原型停止生產(chǎn)。
影響組裝成本的約束類型
但是,在我們作為PCB設(shè)計團(tuán)隊的工作中,我們還考慮了電路板的限制。機(jī)械尺寸是主要限制。盡管我們需要足夠的電路板面積和元件之間的足夠間距,但機(jī)械尺寸約束也將功能帶入了約束方程式。客戶的喜好-無論是在消費(fèi)者,工業(yè)還是軍事層面-以及更小的零件的可用性也將機(jī)械尺寸限制推向了新的極限。
PCB生產(chǎn)工藝在機(jī)械尺寸和組件選擇方面存在局限性。由于需要確定通孔尺寸,這些限制也影響了制造商。雖然制造商可能希望使用較大的通孔,但某些組件可能需要較小的間距,而較高密度的組件則需要使用較小的通孔。制造商通常更喜歡改變通孔尺寸,以保持鉆孔過程的完整性。
盡管在生產(chǎn)時間表和成本效率方面要牢記許多限制,但設(shè)計人員仍然可以參與并考慮優(yōu)化該過程。諸如制造設(shè)計,組裝設(shè)計,制造設(shè)計或總體設(shè)計,卓越設(shè)計之類的準(zhǔn)則,都對工程團(tuán)隊工作流程的健康做出了有益的貢獻(xiàn)。
生產(chǎn)力設(shè)計:DFM,DFF,DFA和DFX流程
隨著您繼續(xù)計劃董事會,其他限制變得顯而易見。即使我們可以說服一般公眾相信大型平底鍋披薩大小的可穿戴設(shè)備是可以的,但尺寸,安裝方法以及有關(guān)布局,組件放置和方向的間隙影響決策等約束條件仍使我們回到了機(jī)械尺寸約束。這些決策的任何問題通常會在卓越設(shè)計(DFx)流程中浮出水面。
制造商與設(shè)計團(tuán)隊一起致力于DFx流程,其中包括在設(shè)計的概念階段生產(chǎn)更高質(zhì)量產(chǎn)品的方法,指南和標(biāo)準(zhǔn)。除了提高質(zhì)量和生產(chǎn)率,DFx流程還旨在減少工程變更單的數(shù)量,并與零件供應(yīng)商建立更早的合作關(guān)系。
在DFx流程中,與制造設(shè)計(DFF)和裝配設(shè)計(DFA)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的其他流程可確保PCB的概念符合物理布局規(guī)則,滿足制造商的能力并確保設(shè)計符合成本要求。例如,DFA會檢查堆棧和走線寬度如何與設(shè)計規(guī)則匹配。面向制造的設(shè)計鼓勵制造商,制造商和設(shè)計團(tuán)隊之間就板的設(shè)計進(jìn)行協(xié)作。
所有這些因素都會影響PCB的形狀因素以及有關(guān)最小和最大尺寸的決策。大功率設(shè)計和控制應(yīng)用可能需要更大的電路板,而其他應(yīng)用則需要最小的外形尺寸。DFF和DFA考慮的尺寸可以為PCB設(shè)計提供最佳的表面積。這些設(shè)計過程還研究諸如小型PCB 的板輪廓公差之類的因素。
如何降低PCB組裝成本?
消除風(fēng)險可以降低項目成本。盡早在DFx流程中投入?yún)f(xié)作,可以確定可能的風(fēng)險,并有助于制定降低風(fēng)險的方案。在機(jī)械尺寸方面,風(fēng)險涉及多個因素,包括物理完整性,生產(chǎn)步驟數(shù)和耐受性。
在組裝和制造過程中可能會遇到許多因素,這就是為什么信任您的合作伙伴至關(guān)重要
當(dāng)使用單個面板時,制造商對單個PCB具有絕對最大尺寸要求。超過這些最大尺寸要求會增加模具成本和交貨時間,并影響產(chǎn)品上市時間。擴(kuò)大PCB的表面積還需要額外的支撐以確保物理完整性。對于制造商而言,使用大板也可以增加PCB組裝項目所需的步驟數(shù)量。作為示例,制造商可以決定項目需要更高成本的波峰焊而不是標(biāo)準(zhǔn)的回流焊。
由于公差,工具和處理問題,使用極小的電路板會導(dǎo)致成本上升。例如,設(shè)計團(tuán)隊必須更加注意遮擋層和遮擋線。忽略這些風(fēng)險可能會導(dǎo)致PCB產(chǎn)生故障。較小的板在處理和制造過程中需要格外小心,以達(dá)到允許的公差。制造商可能還需要設(shè)計和制造定制夾具,以方便板的制造和組裝。通過使用在制造和組裝過程中將PCB上的應(yīng)力降至最低的支撐件,可能會產(chǎn)生額外的成本。