DFM-可制造性设计

主要内容:

一：DFM  DFR  DFX介绍;

二：DFM与DRC的区别;

三：传统设计方法与现代设计方法的区别;

四：DFM的优点;

五：DFM的具体内容;

一：DFM  DFR  DFX介绍:

DFM: Design for Manufacturing               可制造性设计

DFT：Design for Test                                可测试性设计

DFD：Design for Diagnosibility                可分析性设计

DFA：Design for Aseembly                       可装配性设计

DFE：Design for Enviroment                     环保设计

DFS:   Design for Sourcing                         可周转性设计

DFR：Design for Reliability                        可靠性设计

DFF:   Design for Fabrication of the PCB    PCB可制造性设计

作为一种科学的方法，DFX将不同团队的资源组织在一起，共同参与产品设计和制造过程，通过发挥团队的共同作用，缩短产品开发周期，提高产品质量、可靠性和客户满意度，最终缩短从概念到客户手中的整个时间周期。

二、DFM与DRC的区别:

DFM规则往往由生产工艺人员参与制定，而DRC规则由每个设计师自己制定

DFM是检查规则设置，一般只与生产能力有关，与具体的产品关系不大。而DRC是因产品不同而规则不同;

DFM是后检查，而DRC是在线检查;

DFM更注重如何确保产品能顺利生产加工出来，而DRC更多关注电气规则

DFM要考虑的方面比DRC多、周全;

DRC的错误是一定要改的，而DFM却不一定;

DFM-是标准化及整合厂际间的流程，透过DFM达到与设计单位同步的工程，并由PE Team 成为连接研发和制造的桥梁，为使量产顺利与确保机种移转其品质及作业之一致性。

 三、传统的设计方法与现代设计方法的区别:

  传统的设计方法:

传统设计总是强调设计速度，而忽略T生产的可制造性问题，于是，为了纠正出现的制造问题，需要进行多次的重新设计，每次的改进都要重新制作样机；

造成问题：设计周期长，延误产品投放市场的周期；成本高；

  现代的设计方法:

现代设计是将企业的资源、知识和经验一起应用于产品的设计和制造过程。从产品开发开始就考虑到可制造性与可测试性，使设计与制造之间紧密联系，实现从设计到制造一次成功的目的，具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质量等优点；

信息时代市场对产品的要求：

1.从设计-试生产-批量投产达到一次成功;

2.迅速上市;

  四、DFM的优点:

企业追求目标：

       低成本、高产出、良好的供货能力。长期高可靠性的产品。

DFM 优点:

DFM具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质量等优点，是企业产品取得成功的途径。

缩短开发周期：

由于更多部门参与设计过程中，增强下游各方与设计沟通，加上一些软件手段的应用，使设计过程早期就能找出问题，并及时纠正。避免部门间或与协力厂商间不断往返所造成的时间浪费，这样减少工程验证时间和发送错误的时间，能更快地交付设计。使产品投放时间节约（50%）;

降低成本:

a 降低新工艺引进成本，减少工艺开发的庞大费用;

b 减少改版次数或不需修改设计，减少开发成本;

 没用DFM规范控制的产品，在产品开发的后期，甚至在批量生产阶段才发现各种生产问题，无疑增加开发成本;

c  降低返工、返修成本、发现各种生产问题，往往花费人力、物力进行返工、返修才能达到目的;

例：元件可焊端子与PCB Pad焊盘或孔径大小的匹配性Layout问题;

提高产品质量和可靠性:

产品生产最好一次成功，任何返修、返工都使可靠性下降而影响声誉。

有利于技术转移:

当前外包趋势使得OEM(电子原始制造商)和EMSCM公司(电子制造承包商)之间的有效沟通成为必要，具有良好可制造性的产品可在OEM与EMS，CM间实现平滑的技术转移和过渡，快速地组织生产；设计与制造的通用性，有助企业实施全球化策略。

有利于加工工艺的标准化:

    DFM规范是将企业内部各部门在制造过程中的知识、经验总结出来变成企业规范或标准。所以DFM在企业内部起到一个良好的桥梁，它把设计、制造和产品相关部门有机地联系起来，大家共同遵守这个规范，同时不断补充、完善这个规范。有了标准，个人因素的影响就很小;

建立沟通标准：

公司内有同样的质量标准，沟通文件有相同的格式，数据传输有一致的版本的控制，以这样的标准沟通，能够全效率大幅提升。（内部经常出现生产和品质的管控标准不一致）

提高生产力:

 以标准化流程与系统来处理更多项目，让员工将精力使用到更重的方面（工艺创造性，设计，沟通），而非重复性的工作（抓错）

提升产品设计者的水平;

建立管理评估依据:

 将DFM工作数据化，分析设计质量，制造良率、新产品导入成本的变化，并进一步规划教育训练来提升人员知识技术水准，以及设计与制造的改善；

保护智慧资产，沉淀技术经验：

将研发知识制造经验整合成专家系统，降低人员流动的风险；

快速响应; 

建立与客户沟通的设计与质量变更，缩短新产品导入时间表、提升公司专业形象、巩固与客户间的伙伴关系；

五、DFM的具体内容:（针对工艺评审）

1：PCB的设计

2：PCB Layout

3：连接片的设计

4：连接器的设计

5：绝缘纸的设计

6：CELL的安全性

7：PTC的设计

8：胶框的设计

9：LABEL的设计

10：内外箱的设计

五、DFM的具体内容:

1：PCB的设计：

1）PCB耐焊性是否清晰定义设计规格书内；

条件：温度260±5℃、时间10sec，表面绿油不得有起泡、脱落现象；表面铜箔不得有分层、翘起现象；孔内镀层不得断裂或分层;

2）设计规格书中是否明确定义PCB板五项安规标识（UL认证标志、生产厂家、厂家型号、UL认证文件号、阻燃等级）

3）设计规格书中是否明确定义PCB板的阻焊厚度尺寸;

行业或业界标准0.5mil-1.0mil（1Mil=千分之一英寸,约等于0.00254厘米=0.0254毫米）

4）设计规格书中是否明确定义PCB线宽、线距公差是否控制在±20%（FR4 1.0mm材质线宽76mil/0.8mm材质线宽70mil)

5）设计规格书中是否明确定义FPCB需要倒圆角，防止刺破电芯;

6）设计规格书中是否明确定义PCB板厚度公差是否符合行业或业界标准板厚<0.8mm，±10%mm；板厚≥1.2mm，±0.1mm;

2：PCB Layout:

 PCB工艺边的宽度不小于5mm;

1) PCB分板:

设计规格书中应明确定义PCB分板方式（高精度应用router方式；FPC分板应用punch方式）

2) 设计规格书中应明确定义走线及铜箔与板边距离是否满足要求(如：V-CUT边大于0.75mm，铣槽边大于0.3mm，Punch桥接处大于1mm；元器件与V-CUT、punch桥接点的距离≥1mm）避免PCB加工时不出现露铜的缺陷；

IC Pin之间是否设置阻焊桥，防止锡膏溢出造成连锡；

PCB PAD设计是否对称,大小是否一致?

3:布局与安全间距:

1）同类贴片零件与零件间距需大于0.20mm;

2) PCB 可焊性和可维修性是否在布局合理，大体积和大质量的元器件在回流焊时的热容量比拟大，布局上过于集中轻易造成局部温度过低而导致假焊;

3) PCB铜箔厚度与走线宽度及电流的关系是否符合通用规范,（铜皮厚度35um ，线宽0.15mm 载电流为0.2A;铜皮厚度70um，线宽0.15mm 载电流为0.5A;）大电流回路尽可能的做到短距离,宽铜皮,避免走成环状；

4）线宽和线间距的设置是否符合通用规范（推荐最小线宽/间距是否在于0.15mm）

5) 零件选择与分布是否适合目视或AOI检查  (BGA/QFN除外）

6）屏蔽架内器件摆放，最高器件低于屏蔽架0.2mm以上，）防止接触短路,必要的可作弊空处理。）

7）PCB优先采用135度拐角和圆弧形拐角,走线应尽量避免产生锐角和直角。

8）IC器件的去耦电容尽量靠近IC引脚;

9）ID电阻尽可能靠近输出端子;

10）元件的摆放必须考虑PCB的形变,狭长的PCB上尽量不要横向摆放贴片电容,电阻。元件电芯之间需至少0.1mm厚度的胶纸进行防护;

11）需要Hot bar PCM背面不能有元件，焊盘左右两侧2mm以内不能布元件;

通孔Via-hole;

1:通孔Via-hole设计：

1）PAD 应可能无通孔，避免过炉焊接空洞,减少这样的设计；

2）孔到板边距离最小大于0.3mm；

3）B+与B-通孔之间的间距要求大于1.9mm；

4）孔径与板厚的比值是否有设计上的要求，标准导通孔尺寸（孔径与板厚比≦1：6），OPPO要求过孔孔径与板厚的比值必须≤5；

5)孔与孔之间的最小间距（同网络0.15mm,不同网络0.2mm)；

2：可测试性:

1）测试点的分布是否方便测试夹具的设计制作（方便测试治具的制作，降低制作成本及增加治具的稳定性）

2)测试点距离板边的距离≥0.5mm；

3)距离测试点最近的器件距离≥ 1.5mm；

4)相邻测试点之间的距离是否合适，≥ 1.5mm；

5)测试点直径不小于0.8mm；

3：连接片的设计：

1）Ni片焊盘大小，电阻焊工艺焊盘宽度不得小于3.5mm，建议大于4mm;

激光焊工艺，焊盘宽度方向至少6mm（ 在PCB空间允许下应满足该要求)；

2）镍片结构设计是否可弯折性（需要折弯止裂槽）

3) 折弯后镍片Burr方向不应对到电芯及PCM；

4) 设计时对镍片的折弯寿命是否有相应的要求（180度3次，90度6次）；

5）当电芯正负极焊盘高低差异较大时，PCM上的焊盘位置需满足其高度差；

4：连接器的设计：

插接式连接器是否预留理线张力/应力释放，理线应将导线弯曲状防止连接点产生应力；

连接器焊盘（包括铜皮）之间距离要求＞0.7mm；

连接器拔插次数是否有相应的要求，(客户指定除外，其它应在规格书标注清楚）

连接器与焊盘采取热压工艺，FPC焊盘位的开孔建议设计成U型； 

5：绝缘纸的设计：

绝缘纸绝缘是否可靠（电芯与PCM，电芯与元件绝缘，电芯与正负极绝缘 ）

6：CELL的安全性：

PCM元器件是否避开cell的安全阀或防爆槽,安全阀或防爆槽上面需加贴绝缘纸保护；

7：PTC的设计：

1）：PTC的分层剥离力是否符合设计规格(≥1KG )；

2）：PTC是否为公司常用的PTC；

3）：是否有加绝缘层保护；

8：胶框的设计：

1） 需要超声的胶框对元件避空位是否有有效消除对元器内应力，避免损伤元件 (IC/Mosfet/NTC)

2） 胶框熔合柱的长度是否符合热卯要求，热熔柱（0.7-0.8mm)尽量分布受力均匀，柱子本身与PCB开孔间隙0.1mm,柱子本身比板高0.4mm；

3）整体胶厚一定要均匀，防止缩水，薄胶；

4） 胶壳内部设计上应避免尖角；

5） 带五金端子胶框设计时应考虑相邻端子之间的距离是否合适；

6）一体成型需要大量填胶时应考虑用快巴纸填充防止缩水；

7）硬电芯一体成型时PCB板与胶壳配合时的压缩余量不得小于0.1mm；

所有的装配边都须倒角，尤其是金手指周边；

9：LABEL的设计：

1）Label剥离强度是否≥60OZ./IN 重量单位1oz=28.35g(克）

2）标签接触面积是否合适、及标签定位方向是否防呆；

3）标签厚度的选择是否合适；

4）标签拐角处是否设计止裂槽；

10：内外箱的设计：

1：包裝纸箱防冲击力是否符合运输要求；

2：与成品电池尺寸匹配是否合理，是否有重量的要求；

3：优先使用公司常用规格；