Отчетные карточки проектирования печатных плат для производства

Один из моих предыдущих блогов говорил о Драйверах стоимости ППП. Для цепочки создания стоимости печатной платы (ППП) необходим метод прогнозирования стоимости изготовления подложки печатной платы (PCB), а также стоимости сборки PCB и тестирования сборки PCB. С помощью этих инструментов и метрик плотности проводки можно проводить компромиссы на ранних этапах жизни продукта. Многие называют это Проектирование с учетом производства и сборки, я называю это Отчетными Картами DFM, потому что так их назвал их создатель, Такер Гаррисон. С двумя Отчетными Картами DFM, которые я здесь опишу, можно сделать точную оценку стоимости предложенного дизайна. Помещенные в таблицы, это формирует мощный инструмент для выбора параметров PCB и, надеюсь, для оптимизации дизайна.

Отчетные Карты DFM (Проектирование с учетом производства)

Карта Отчета по Изготовлению

Карта отчета по изготовлению - это матрица, предоставляемая изготовителем ППП, которая связывает различные варианты дизайна на ППП с дизайнерскими баллами. Эти баллы основаны на фактических ценах, которые изготовитель будет взимать за эти функции.

Типичные факторы, которые изготовители ППП используют для ценообразования печатной платы, включают:

• Размер платы и количество, которое помещается на панели

• Количество слоев

• Материал изготовления

• Ширина дорожек и расстояние между ними

• Общее количество отверстий

• Минимальный диаметр отверстия

• Паяльная маска и легенды компонентов

• Финальная металлизация или покрытие

• Золоченые краевые разъемы

• Особенности конструкции, и т.д.

После того как изготовитель ПП (печатных плат) собрал факторы, влияющие на его цены, он собирает эти затраты и нормализует цифры с наименьшим ненулевым значением. Отчет может выглядеть как на Рисунке 1.

Рисунок 1. Пример отчета о проектировании изготовления одной компании. [1]

Отчет по сборке

Метрики "компромиссов" сборки печатных плат связывают факторы процесса, выбора компонентов и цены сборки и тестирования. Выход товара и переработка учитываются в пунктах Отчета по сборке. Общее количество баллов дает оценку относительных цен сборки и тестирования.

Отчет по сборке печатной платы представляет собой матрицу, предоставляемую сборщиком печатных плат. Она отражает различные варианты процессов сборки и тестирования, которые предлагает сборщик, вместе с различными размерами компонентов, их ориентацией, сложностью и известным качеством, а также стоимостью предоставления этих вариантов дизайна. Типичные факторы, влияющие на стоимость сборки печатных плат, включают:

• Однопроходный или двухпроходный ИК-переплав

• Процесс пайки волной

• Ручная или автоматическая установка деталей

• Детали нестандартной формы

• Уровень качества деталей

• Размещение разъемов

• Покрытие тестированием

• Диагностируемость теста

• Тестирование на механические напряжения

• Совместимость с оборудованием для ремонта

Собрав все затраты, связанные с сборкой, тестированием и ремонтом, а затем нормализовав эти затраты с наименьшим ненулевым значением, можно создать матрицу, подобную показанной на рисунке 2.

Отчетная карта сборки SMT: В отчетной карте сборки IBM [2] показаны 10 факторов компромисса сборки, представленных на рисунке 2. Отчетная карта была разработана многими инженерами по сборке печатных плат при помощи бухгалтерского отдела. Эта отчетная карта содержит 10 факторов, оценки по которым варьируются от нуля до тридцати пяти. Общее количество баллов может повлиять на цены, предоставляя скидку до 30% или наценку до 30%. Матрица на рисунке 2 взята из бывшего производственного объекта по электронной сборке IBM-Austin, график иллюстрирует компромиссы ценовых точек IBM.

Отчетная карта была введена в начале 1990-х годов; в течение двух лет использования отчетной карты средние баллы сборочных узлов составляли около 75 вместо ранее наблюдавшихся 50, с их гауссовым распределением. Помните, что более высокие баллы указывают на большую производимость. Это оказало значительное влияние на снижение затрат на многие собранные изделия, обрабатываемые на предприятии. Этот эффект можно увидеть на рисунке 3. Баллы больше не распределены нормально, но проектная команда сосредоточила дизайны на использовании скидок. Видимость стоимостных последствий различных дизайнерских решений, предоставляемая дизайнеру на этапе разработки макета, позволяет дизайнеру проверять производимость или возможность изготовления печатной платы (PCB), пока еще есть возможность вносить своевременные изменения в дизайн. В большинстве случаев обратная связь о производимости задерживается до начала массового производства, когда изменения в дизайне уже невозможны!

Для получения дополнительной информации и примеров читайте главу 18, «Планирование дизайна, изготовления и сборки» в книге McGraw-Hill’s PRINTED CIRCUIT HANDBOOK-Шестое или Седьмое издание, под редакцией Клайда Ф. Кумбса-младшего и Хэппи Холдена (2016).

Рисунок 2. Отчетная карта дизайна сборки IBM [2]

Рисунок 3. Улучшение баллов производимости в результате использования Отчетной карты сборки. [2]

Хотите узнать больше о том, как Altium может помочь вам в вашем следующем проекте печатной платы или есть вопросы о нашем программном обеспечении для проектирования печатных плат? Обратитесь к эксперту Altium или продолжайте читать о лучшем программном обеспечении для проектирования печатных плат и руководствах по производственной пригодности.

Ссылки:

1. Холден, Х.Т., "ПРЕДСКАЗАНИЕ КОМПРОМИССОВ ПО СТОИМОСТИ В ДИЗАЙНЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА", Международная конференция по поверхностному монтажу, сентябрь 1995 г., стр. 659-665

2. Хьюм, Х.; Комм, Р.; и Гаррисон, Т., IBM, "Отчетная карта дизайна: Метод измерения дизайна для производственной пригодности", Международная конференция по поверхностному монтажу, сентябрь 1992 г., стр. 986-991