電子組裝的可製造性設計

本書採用大量圖表，通過理論和生產案例相結合的方式，全面系統地介紹電子組裝的可製造性設計。首先概述了對電子組裝技術的發展、焊接技術，然後介紹了電子組裝可製造性設計簡介和實施流程（第4章到第12章按照DFM檢查表的順序詳細講解了電子組裝的可製造性設計規範，包含DFM所需的數據、組裝方式和工藝流程設計、元器件選擇、PCB技術和材料選擇、PCB拼板、元器件焊盤設計、孔的設計、PCBA的可製造性設計、覆銅層和絲印圖形設計），接下來講述了電子組裝的散熱設計和電磁兼容、可測試性設計，最後講解了可製造性的審核報告和常用軟件，並在附錄中給出DFM和DFT的檢查表供參考。本書可幫助電子產品設計工程師提升設計水平，提高產品質量，降低成本，縮短研發周期，同時還能幫助電子產品製造工程師學會判斷哪些工藝質量問題來自於設計。

序 言

《電子組裝的可製造性設計》一書的作者耿明老師是江蘇省電子學會SMT專業委員會會副主任委員、國內資深SMT專家、IPC-A610技術組中國區主席。耿明老師在國內多場SMT學術會議，以及《江蘇SMT專刊》《電子工藝技術》《印製電路與貼裝》《電腦與科學》等雜志上發表過數十篇論文，特別是對國內SMT專業人才的培養、教育發揮了重要作用，授課足跡遍佈華北、華東、華南等地區。他的培訓課程受到眾多工程技術人員的好評，為中國SMT應用與發展做出了貢獻。
《電子組裝的可製造性設計》一書是耿老師從事SMT專業、長期徵戰在電子製造世界百強企業中多年的實用經驗積累，適用性可覆蓋到整個電子組裝領域。書中案例體現了系統性、關聯性。《電子組裝的可製造性設計》一書適合於廣大電子製造設計人員、工藝人員使用，也可作為設計研究人員、大學專業教師的實用工具書。
中國電子製造雖已進入智能製造時代，但與工業強國相比，還有一定差距。這就需要國內廣大的SMT工作者努力學習，夯實基礎，趕超先進。這本兼具實用性和操作性的專業工具書的出版，想必一定會受到廣大工程技術人員的歡迎。
由於出書時間緊迫、技術發展迅速，本書可能會有一些不足和待改進之處，希望廣大SMT專家和同仁批評指正，及時將意見、建議反饋給著者，以便加印和再版時修正。
江蘇省電子學會SMT專業委員會將會與電子工業出版社同仁持續合作，一起努力，向專業讀者提供更多、更好的精神食糧，為中國電子智能製造的發展、進步，做出應有的貢獻！

江蘇省電子學會SMT專委會 榮譽會長/創始人 宣大榮
2023.9.30

前 言

DFM（Design for Manufacture，可製造性設計）是指產品設計需要滿足製造的要求，具有良好的可製造性。DFM是將產品設計的工程要求與製造能力相匹配，使設計的產品能以低成本、高質量、短周期的方式實現的產品開發實踐過程。它是一個整合了設計規範要求、製造規範要求、工藝製程能力和項目管理的系統工程。
DFM於20世紀70年代初在機械行業中率先使用。1994年，錶面組裝技術協會（SMTA）首次提出DFM概念，並於2000年左右開始在一些跨國公司電子組裝中應用。在我國，隨著電子組裝技術的飛速發展，特別是進入21世紀後，DFM也開始成為電子產品研發和製造工廠的重點關註對象，越來越受重視。
為什麽DFM越來越受重視呢？主要是因為設計是整個產品壽命的第一站。從效益學的觀點來說，問題越是能夠及早解決，成本效益也就越高，造成的損失也就越低。此外，對於設計造成的問題，即使工廠內擁有最好的設備和工藝，也未必能夠很完善地解決。
目前存在的很多現狀是，電子產品設計工程師，特別是硬件設計工程師，普遍不熟悉製造工藝技術，導致設計出的產品不具備可製造性或可製造性差，需要反復修改設計，影響了產品的研發周期，甚至影響了產品的質量和可靠性。電子產品製造工程師往往不知道也辨別不出這些缺陷來自設計，而是試圖採取很多的工藝措施來解決這類問題，結果不僅浪費時間，還不能根本解決問題。解決這一問題的途徑就是導入及應用DFM。DFM技術是當今電子產品設計工程師和製造工程師必備的知識之一。
實施DFM可以減少產品設計修改次數；縮短產品開發周期；降低產品成本；有利於生產製造流程的標準化和自動化；有利於技術轉移，簡化產品轉移流程；加強公司間的協作溝通；降低新技術引進成本。DFM也是新產品開發及驗證的基礎，適合應對電子組裝工藝新技術日趨復雜的挑戰。
DFM涉及產業鏈上的很多環節，包括設計廠商、PCB製造廠商、組裝廠商、測試廠商和系統廠商。在尋求解決方案的過程中，企業也越來越認識到DFM的重要性，但在實施的過程中缺乏DFM的標準和規範，導致各個環節溝通不暢，使整個電子產品設計水平低下，產能不高。這就需要有DFM的規範和手冊來指導實施。
目前在國內圖書市場上，系統講解電子組裝可製造性設計的專業書籍很少。編者一直就職於多家全球著名的電子合約製造（EMS）企業，產品涉及汽車、醫療、光伏、新能源、工控、半導體設備，電源、通信基站、手機、電腦、智能家居、辦公設備、LED照明、安防和軍事航天等領域，2001年在美國硅谷工作就開始從事DFM。本書結合實際經驗和具體生產製造中所遇到的問題，總結出了DFM檢查表，並按照DFM檢查表的順序分章節講述DFM設計的規範，目的是幫助電子產品設計工程師瞭解生產工藝的要求，在產品研發時按照可製造性設計產品不僅知道如何設計，還瞭解為何這樣設計以及會帶來的不良問題。同時有助於電子產品製造工程師學會判斷哪些工藝質量問題來自於設計，解決問題時換一個方位去思考，使復雜的問題簡單化，以確保產品質量更高，成本更低，產品開發周期更短，達到產品的最優化。
在本書的策劃與寫作過程中，江蘇省電子學會SMT專業委員會創始人、榮譽主任宣大榮老師給予了很大的支持和鼓勵，電子工業出版社編輯劉海艷老師為本書的校訂付出了辛勤的勞動，同時也得到SMT專業委員會很多專家的指導和幫助，在此一並表示衷心的感謝！
本書參考並引用了許多國內外企業已發行的文獻資料和行業標準，其中大部分已經列入參考文獻，仍有一些找不到原作者與出處，在此向所有相關原作者表示感謝！
由於編者水平有限，書中難免存在差錯和不足之處，真誠希望廣大讀者和業內專家批評指正。

編著者