陈华丽—伟创力(苏州)有限公司
 
 
全球经济危机使电子行业面临严峻的考验。市场疲软以及订单减少使电子行业的竞争空前激烈。如何降低成本,成为企业在危机中求生存最重要的砝码之一。

众所周知,“品质,成本,周期”永远都是企业获取市场占有率的核心要素。如何在保证高品质的同时降低产品成本,缩短产品推向市场的周期,在危机中变得比任何时候都重要。

DFM负有“降低产品的成本,缩短研发周期,提高产品全面的质量”的使命,越来越受国内外企业的重视。

 

 

 

 

EMS建立DFM体系的意义
EMS属于完全市场驱动型行业。随着市场对电子产品高可靠性和低成本要求的不断提升,如何帮助ODM获取更大的利润空间,赢取最大的市场份额是当前EMS赢取更多订单的关键所在。

任何一个产品的诞生,离不开以下三个 部分的协同:

• 产品设计
• PCB制作
• PCB组装

这三个部分看起来相互独立,却有相互关联。无论是PCB制作还是PCB组装,其品质的好坏、周期的长短和成本的高低都与产品设计直接相关。

目前一个被广泛认同的观点是:产品的设计质量对制造周期及单位产品成本具有重大且可测量的影响。换句话说,不好的设计会导致更长的制造时间及更高的成本。

针对电子制造行业,特别是EMS行业持续的降低成本及缩短产品上市时间的压力,建立DFM体系以保持高的良率及最少的设计改版次数,是实现具有成本效益制造的关键所在。

此外,完善的DFM体系的应用可以让最先进,最优化的工艺水平得到最大程度的发挥。也就是说,在产品设计初期就要将后续的PCB制作和PCB组装工艺流程及可测试性考虑进去,保证设计出的产品可以高可靠性和低成本地制造出来,消除可能导致额外时间及成本的多余工艺。

DFM实施中须考虑的各种技术及非技术因素
越来越多的企业已经意识到了DFM的重要性,也在企业内部大力推行,但往往效果不甚理想,甚至没有任何效果。那么,是什么原因导致一些企业对DFM的效果产生怀疑呢?

我们说,DFM的实施和推行是一个长期经验总结和持续改进的过程。任何一个企业在实施DFM的初期不可避免地会遇到以下问题,这些问题有可能会在相当长一段时间内困扰着企业的管理层,影响DFM的推行和实施:

1、生产和设计部门把DFM报告作为一种形式上的文档保存,并不予以执行,等到生产线发生问题时再拿出来研究,为时已晚;
2、 DFM报告的执行率不高,沟通仅限于在相关工程师之间进行,推行力度也不够大;
3、 DFM分析周期太长,时间上不能满足客户研发进程的要求,导致DFM报告失去了最佳的被执行时机;
4、 ODM/OEM 设计指导方针和EMS 存在不一致性;
5、 DFM报告的覆盖率和准确性不够;
6、 没有专人对DFM报告进行跟踪和反馈。

DFM作为连接设计和制造之间的桥梁,与之相关联的部门较多。如何使这些不同的部门协同配合,共同完成DFM的目标,这是DFM能否被成功实施的关键。

在这里,我们有理由期待有一个系统能去推行DFM 在每个部门的有效采纳和执行;自上而下地推行DFM系统有利于其实施并形成闭环响应。一个有效的闭环过程同样也是DFM经验累积,报告质量提升,以及被更多客户所认可的过程(见图1)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

此外,借助于专业的DFM检查工具,有助于:
1、缩短DFM 检查的时间,满足研发的要求;
2、提高检查覆盖率;
3、减少由于经验不足而导致的误测和漏测;
4、所有DFM需求通过软件管控,避免因为人员的流失导致技术流失。

EMS企业的客户很多,产品种类也很多,如何准确地反映DFM问题,与DFM设计指导方针的制定有很大的关系:

1、DFM的设计指导方针应该覆盖所有的产品种类,这样才能保证依据指导方针分析出来的DFM报告的覆盖率和准确性。例如,HDI板应参照HDI的设计指导方针,RF产品也有自己特殊的设计要求,普通硬板有普通硬板的指导设计等等;

2、EMS的DFM指导方针应该对客户开放,以便客户在参照自己设计方针的同时,兼顾EMS工厂的设计指导方针,将双方设计指导方针不一致带来的争议减到最少;

3、现代电子技术的发展日新月异,DFM的指导方针也应该伴随着电子技术的发展不定期地进行更新,以保证DFM的水平同步与现代先进的工艺设备能力。

如何与设计制造团队进行DFM沟通改进
上面提到了闭环的自上而下的DFM 推行模式非常有利于其实施和执行。那么,DFM是如何与设计、制造团队进行沟通,达到全面的贯彻和实施呢?首先,DFM方案是团队合作的成果,任何一个相关单位工程技术人员(设计部门相关的电子工程师、结构工程师、PCB设计工程师、制造部门相关的工艺工程师、产品工程师、质量工程师和DFM工程师)的缺少,都会导致最终的DFM不能被成功实施。为了使团队能无障碍合作,达到最终的DFM 目标,项目管理在这里起到了不可或缺的作用:

1、DFM的请求建议由设计团队的项目经理向制造团队 的项目经理提出;
2、制造团队在项目经理的领导下召开内部会议,确定工作任务和交付周期;
3、DFM报告完成后,制造团队在项目经理的领导下召开DFM内部评审会议,确定DFM报告的准确性和覆盖率;
4、项目经理将由内部评审通过的DFM报告发给设计团队的项目经理;
5、设计团队在项目经理的领导下召开内部会议,评估DFM报告的执行率;
6、设计团队、制造团队及DFM工程师在项目经理的领导下召开DFM报告的评审会,确定DFM问题的执行率以及不执行可能带来的成本的增加等问题;
7、制造团队进行试产跟踪,把不能被执行的DFM问题的跟踪结果以及DFM 漏检的问题,结合DFM方案,整理出一份的试产后的DFM报告反馈给设计团队;
8、设计团队、制造团队及DFM工程师在项目经理的领导下召开最终的DFM报告评审会,确定最终的DFM执行率以及不执行带来的量产的成本增加等问题;
9、DFM工程师将最终的评审报告整理并移交设计及制造部门签字;
10、最终的DFM报告移交量产部门保存。

导致制造成本增加的典型DFM问题案例

案例1:PTH 器件的孔填充不足缺陷。
成本影响:手工补焊导致成本增加。
解决方法:改进设计,给所有的PTH 焊接孔在内层加上散热焊盘。

 

 

 

 

 

 

 

 

案例2:DPAK由于散热焊盘设计不居中,回流时器件在焊膏表面张力作用下产生漂移,导致器件产生“探头”缺陷。

成本影响:点胶进行固定,导致增加工艺成本。
解决方法:
建议设计将散热焊盘布局在器件的中央正下方,以保证回流时焊膏张力的平衡。

 

 

 

 

案例3:不正确的SMD器件的方向会导致焊接阴影效应,并产生焊点开路和桥接等缺陷。
成本影响:
大量的开路、桥接等缺陷导致人工返修成本的增加
解决方法:
参照IPC -7351正确设置器件方向。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

结语
对于EMS企业而言,价格优势是取胜的关键。品牌公司会不断比较供应商的报价,从而不断打压价格。如何在可控范围内降低成本,保证利润的同时,赢取更多的客户,是摆在所有EMS企业面前的一道必须攻克的难题。DFM 本着设计和制造双赢的目的,帮助企业在毫无损失的情况下降低制造成本,缩短产品上市时间,这对于目前价格决定市场,时间即是商机的电子行业来说,无论多EMS 还是ODM企业,何乐不为呢?!