电子组装的可制造性设计

本书采用大量图表，通过理论和生产案例相结合的方式，全面系统地介绍电子组装的可制造性设计。首先概述了对电子组装技术的发展、焊接技术，然后介绍了电子组装可制造性设计简介和实施流程（第4章到第12章按照DFM检查表的顺序详细讲解了电子组装的可制造性设计规范，包含DFM所需的数据、组装方式和工艺流程设计、元器件选择、PCB技术和材料选择、PCB拼板、元器件焊盘设计、孔的设计、PCBA的可制造性设计、覆铜层和丝印图形设计），接下来讲述了电子组装的散热设计和电磁兼容、可测试性设计，最后讲解了可制造性的审核报告和常用软件，并在附录中给出DFM和DFT的检查表供参考。本书可帮助电子产品设计工程师提升设计水平，提高产品质量，降低成本，缩短研发周期，同时还能帮助电子产品制造工程师学会判断哪些工艺质量问题来自于设计。

耿明， 高级工程师，工学学士，MBA，管理学博士，江苏省电子学会SMT专业委员会/江苏省电子学会组装自动化委员会副会长、高级专家，江苏省电子学会医疗电子工作委员会秘书长，苏州市电子学会SMT智造委员会秘书长， 苏州市工程师学会理事，国际标准IPC-A-610《电子装配可接收性》技术组中国区联合主席，华东理工大学商学院MBA职业导师，江南大学校外指导教师。长期从事SMT工艺、设备、运营管理工作，对于SMT，DFM、智能制造有着深入的研究，具有丰富的实践技术经验，发表技术论文20多篇和参与制定多项行业标准。

序 言

《电子组装的可制造性设计》一书的作者耿明老师是江苏省电子学会SMT专业委员会会副主任委员、国内资深SMT专家、IPC-A610技术组中国区主席。耿明老师在国内多场SMT学术会议，以及《江苏SMT专刊》《电子工艺技术》《印制电路与贴装》《计算机与科学》等杂志上发表过数十篇论文，特别是对国内SMT专业人才的培养、教育发挥了重要作用，授课足迹遍布华北、华东、华南等地区。他的培训课程受到众多工程技术人员的好评，为中国SMT应用与发展做出了贡献。
《电子组装的可制造性设计》一书是耿老师从事SMT专业、长期征战在电子制造世界百强企业中多年的实用经验积累，适用性可覆盖到整个电子组装领域。书中案例体现了系统性、关联性。《电子组装的可制造性设计》一书适合于广大电子制造设计人员、工艺人员使用，也可作为设计研究人员、大学专业教师的实用工具书。
中国电子制造虽已进入智能制造时代，但与工业强国相比，还有一定差距。这就需要国内广大的SMT工作者努力学习，夯实基础，赶超先进。这本兼具实用性和操作性的专业工具书的出版，想必一定会受到广大工程技术人员的欢迎。
由于出书时间紧迫、技术发展迅速，本书可能会有一些不足和待改进之处，希望广大SMT专家和同仁批评指正，及时将意见、建议反馈给著者，以便加印和再版时修正。
江苏省电子学会SMT专业委员会将会与电子工业出版社同仁持续合作，一起努力，向专业读者提供更多、更好的精神食粮，为中国电子智能制造的发展、进步，做出应有的贡献！


江苏省电子学会SMT专委会 荣誉会长/创始人 宣大荣
2023．9．30


前 言

DFM（Design for Manufacture，可制造性设计）是指产品设计需要满足制造的要求，具有良好的可制造性。DFM是将产品设计的工程要求与制造能力相匹配，使设计的产品能以低成本、高质量、短周期的方式实现的产品开发实践过程。它是一个整合了设计规范要求、制造规范要求、工艺制程能力和项目管理的系统工程。
DFM于20世纪70年代初在机械行业中率先使用。1994年，表面组装技术协会（SMTA）首次提出DFM概念，并于2000年左右开始在一些跨国公司电子组装中应用。在我国，随着电子组装技术的飞速发展，特别是进入21世纪后，DFM也开始成为电子产品研发和制造工厂的重点关注对象，越来越受重视。
为什么DFM越来越受重视呢？主要是因为设计是整个产品寿命的第一站。从效益学的观点来说，问题越是能够及早解决，成本效益也就越高，造成的损失也就越低。此外，对于设计造成的问题，即使工厂内拥有最好的设备和工艺，也未必能够很完善地解决。
目前存在的很多现状是，电子产品设计工程师，特别是硬件设计工程师，普遍不熟悉制造工艺技术，导致设计出的产品不具备可制造性或可制造性差，需要反复修改设计，影响了产品的研发周期，甚至影响了产品的质量和可靠性。电子产品制造工程师往往不知道也辨别不出这些缺陷来自设计，而是试图采取很多的工艺措施来解决这类问题，结果不仅浪费时间，还不能根本解决问题。解决这一问题的途径就是导入及应用DFM。DFM技术是当今电子产品设计工程师和制造工程师必备的知识之一。
实施DFM可以减少产品设计修改次数；缩短产品开发周期；降低产品成本；有利于生产制造流程的标准化和自动化；有利于技术转移，简化产品转移流程；加强公司间的协作沟通；降低新技术引进成本。DFM也是新产品开发及验证的基础，适合应对电子组装工艺新技术日趋复杂的挑战。
DFM涉及产业链上的很多环节，包括设计厂商、PCB制造厂商、组装厂商、测试厂商和系统厂商。在寻求解决方案的过程中，企业也越来越认识到DFM的重要性，但在实施的过程中缺乏DFM的标准和规范，导致各个环节沟通不畅，使整个电子产品设计水平低下，产能不高。这就需要有DFM的规范和手册来指导实施。
目前在国内图书市场上，系统讲解电子组装可制造性设计的专业书籍很少。编者一直就职于多家全球著名的电子合约制造（EMS）企业，产品涉及汽车、医疗、光伏、新能源、工控、半导体设备，电源、通信基站、手机、计算机、智能家居、办公设备、LED照明、安防和军事航天等领域，2001年在美国硅谷工作就开始从事DFM。本书结合实际经验和具体生产制造中所遇到的问题，总结出了DFM检查表，并按照DFM检查表的顺序分章节讲述DFM设计的规范，目的是帮助电子产品设计工程师了解生产工艺的要求，在产品研发时按照可制造性设计产品不仅知道如何设计，还了解为何这样设计以及会带来的不良问题。同时有助于电子产品制造工程师学会判断哪些工艺质量问题来自于设计，解决问题时换一个方位去思考，使复杂的问题简单化，以确保产品质量更高，成本更低，产品开发周期更短，达到产品的最优化。
在本书的策划与写作过程中，江苏省电子学会SMT专业委员会创始人、荣誉主任宣大荣老师给予了很大的支持和鼓励，电子工业出版社编辑刘海艳老师为本书的校订付出了辛勤的劳动，同时也得到SMT专业委员会很多专家的指导和帮助，在此一并表示衷心的感谢！
本书参考并引用了许多国内外企业已发行的文献资料和行业标准，其中大部分已经列入参考文献，仍有一些找不到原作者与出处，在此向所有相关原作者表示感谢！
由于编者水平有限，书中难免存在差错和不足之处，真诚希望广大读者和业内专家批评指正。

编著者