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硬件工程师需要知道的DFM可制造性设计

2021-5-31 13:15:10  364 华秋DFM DFM PCB pcb设计 PCB板
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本帖最后由 1403545393 于 2021-6-23 17:52 编辑

最近,有硬件工程师朋友找我讨论DFM,也就是可制造性设计,Design for Manufacturability。
什么是可制造性设计,看一张图很容易明白:

过大的PCB,无法上产线批量生产,极大的PCB面积浪费,自然是失败的可制造性设计了。
当然人家只是为了搞笑,真的可制造性设计在这里:

作为一名硬件工程师,是一定要掌握可制造性设计的,也就是必须掌握DFM。
DFM贯穿了从设计到生产的全流程,也就是:
1、画原理图:

2、根据原理图,画PCB:

3、根据PCB文件,生成Gerber生产文件,然后给到PCB工厂:

4、PCB工厂根据Gerber生产文件,把PCB板生产出来:

5、最终在焊接厂完成PCBA的焊接组装:

很多硬件工程师,会忽略上述的第3步,导致在DFM设计中踩坑,进而在第4步、第5步的生产制造环节酿成悲剧。
比如PCB的孔径设置过小,造成可制造性问题:

在DFM可制造性设计方面,行业现状是工程师设计完后,用CAM350简单预览一下生成的Gerber文件,或者根本没有检查就直接发给PCB工厂制板了。
这就导致了大量的设计隐患流入到生产端,最终导致生产制造困难。
说说我与可制造性设计的三个小故事吧!

故事一 · 大公司的经历

刚毕业的时候进入了大公司,成为一名硬件工程师。
公司有Layout工程师,硬件工程师不用自己画PCB,只要画好电路原理图,提交给Layout工程师就可以:

Layout工程师完成PCB设计后,导出Gerber生产文件,给到PCB工厂去生产PCB:

在上述大公司的流程里,作为硬件工程师的我对PCB的Gerber生产文件及其确认过程一无所知。
公司够大的时候,人人都是一颗螺丝钉,倒也不容易出问题。

故事二 · 中小型公司的经历

后来跳槽,去了一家中小型公司。
公司规模不大,没有Layout工程师,PCB的Layout设计都是外发第三方公司:

第三方公司完成后输出PCB源文件和Gerber文件:

硬件工程师要自己检查Gerber文件,最后给到PCB工厂生产:

说实在的,自己第一次拿到Gerber文件时是比较懵的,以前都不知道有这回事。

当时怎么检查Gerber文件呢,用CAM350:

这个软件不能自动化分析,靠人工检查,完全凭个人经验,漏找问题很正常。

故事三 · 创业小公司的经历

再后来去到创业公司,什么都得自己来,必须当一名全能型战士。

自己画原理图,自己Layout,自己导出Gerber,自己检查。
还好后来有了专业的DFM软件,在这个EDA(电子设计自动化)软件的帮助下,淡定多了。
创业公司也没钱,用的是华秋的DFM软件,简单好用,重点免费!

这款软件是为电子工程师量身定做的PCB可制造性设计分析软件,可以一键分析Gerber文件和PCB文件中的设计隐患,并给出合理的优化建议。
下面来看看这款DFM软件。
启动软件,界面很简洁:

打开以前做过的一款产品的Gerber文件,也可以直接打开PCB文件,点击左上角的“一键DFM分析”:

这块板是2层板,经过软件分析,很快生成一份“生产报告”:

查看生产报告,“描述与建议”给得贴心而专业:

发现问题,用红色感叹号提醒:

有了这份报告,工程师就可以逐一核实,然后修改设计文件了。
下面再分析一款产品,这款产品是电脑服务器主板,双CPU,12层板,够复杂的,看华秋DFM是否能扛住:

点击左上角的“一键DFM分析”后,在这个画面停顿了好久,一直显示“分析准备中”,也没有别的提示,以为卡死了:

等了大概5分钟,有了进度提示。再大概10分钟后,总算跑完了:

还算不错,毕竟12层板啊!
通过这款软件,可以学到不少DFM可制造性分析的知识点:



最后:
技术的发展日新月异,有了更智能的工具,大家赶紧用起来吧!
华秋DFM软件下载地址:(需要用windows电脑安装)
https://dfm.elecfans.com/uploads/software/promoter/hqdfm_dla0512.zip
下次再见!


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