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技術(shù)專題
考慮PCB組裝成本和設(shè)計(jì)約束
PCB一樣，H-4的設(shè)計(jì)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(cè)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(gè)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(jì)團(tuán)隊(duì)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(shí)間表和成本效率方面要牢記許多限制，但設(shè)計(jì)人員仍然可以參與并考慮優(yōu)化該過程。諸如制造設(shè)計(jì)，組裝設(shè)計(jì)，制造設(shè)計(jì)或總體設(shè)計(jì)，卓越設(shè)計(jì)之類的準(zhǔn)則，都對(duì)工程團(tuán)隊(duì)工作流程的健康做出了有益的貢獻(xiàn)。
生產(chǎn)力設(shè)計(jì)：DFM，DFF，DFA和DFX流程
隨著您繼續(xù)計(jì)劃董事會(huì)，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(huì)在卓越設(shè)計(jì)（DFx）流程中浮出水面。
制造商與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)一起致力于DFx流程，其中包括在設(shè)計(jì)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(jì)（DFF）和裝配設(shè)計(jì)（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(jì)符合成本要求。例如，DFA會(huì)檢查堆棧和走線寬度如何與設(shè)計(jì)規(guī)則匹配。面向制造的設(shè)計(jì)鼓勵(lì)制造商，制造商和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間就板的設(shè)計(jì)進(jìn)行協(xié)作。
所有這些因素都會(huì)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(jì)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(jì)提供最佳的表面積。這些設(shè)計(jì)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(xiǎn)可以降低項(xiàng)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(xiǎn)，并有助于制定降低風(fēng)險(xiǎn)的方案。在機(jī)械尺寸方面，風(fēng)險(xiǎn)涉及多個(gè)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(huì)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(gè)面板時(shí)，制造商對(duì)單個(gè)PCB具有絕對(duì)最大尺寸要求。超過這些最大尺寸要求會(huì)增加模具成本和交貨時(shí)間，并影響產(chǎn)品上市時(shí)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(duì)于制造商而言，使用大板也可以增加PCB組裝項(xiàng)目所需的步驟數(shù)量。作為示例，制造商可以決定項(xiàng)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(huì)導(dǎo)致成本上升。例如，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須更加注意遮擋層和遮擋線。忽略這些風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)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(jì)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(huì)產(chǎn)生額外的成本。