高密度高可靠性PCBA可制造性設計(DFM)及案例解析

《高密度高可靠性PCBA可制造性設計(DFM)及案例解析》

課程說明書V4.0

【課程設計底層邏輯】

本課程基于IPD產(chǎn)品開發(fā)流程，重點介紹高密高可靠性電子產(chǎn)品PCBA可制造性設計的關(guān)鍵概念流程，精選華為公司在PCBA方面可制造性設計的最佳實踐，提升學習對象于可制造性設計中重難點問題的解決能力。

【適合對象】

1.      電子硬件、結(jié)構(gòu)、整機、工藝、品質(zhì)、新產(chǎn)品導入、中試等管理人員及工程師；

2.      生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)管理人員及技術(shù)人員；

3.      研發(fā)質(zhì)量、體系質(zhì)量、生產(chǎn)質(zhì)量管理及工程師；

4.      研發(fā)總監(jiān)、經(jīng)理等管理人員和研發(fā)工程師；

5.      產(chǎn)品經(jīng)理、項目經(jīng)理、流程體系管理人員等。

【課程預期收益】

1.      系統(tǒng)學習了解PCBA DFM的理論及實踐應用知識。

2.      DFM的理論及實踐幫助實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的提升、產(chǎn)品上市時間的縮短、產(chǎn)品綜合成本的降低。

3.      引導學員針對案例問題進行研討，使學員掌握PCBA DFM設計的有效途徑和方法。

4.      學員通過PCBA DFM案例和演練可以較熟練的運用PCBA DFM設計方法和試驗方法。

5.      學員學習標桿企業(yè)PCBA DFM GUIDELINE，掌握PCBA DFM規(guī)范建立的實操方法。

【課程背景】

DFX即Design for X(面向產(chǎn)品生命周期各環(huán)節(jié)的設計)，其中X代表產(chǎn)品生命周期的某一環(huán)節(jié)或特性, DFM是DFX中最重要的部分，DFM就是要考慮制造的可能性、高效性和經(jīng)濟性，DFM的目標是在保證產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性的前提下縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本、提高加工效率。

具體而言，DFM在產(chǎn)品設計中的優(yōu)點：

1.減少產(chǎn)品設計修改。倡導“第一次就把事情做對”的理念，把產(chǎn)品的設計修改都集中在產(chǎn)品設計階段完成。

2.縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。據(jù)統(tǒng)計，相對于傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā),DFM能夠節(jié)省30%以上的產(chǎn)品開發(fā)時間。

3.降低產(chǎn)品成本。產(chǎn)品開發(fā)同時也是面向成本的開發(fā)。

4.提高產(chǎn)品質(zhì)量。在開發(fā)原始階段就得到優(yōu)化和完善，避免后期制造、裝配中、市場上產(chǎn)生的質(zhì)量問題。

本課程從DFM概念和發(fā)展趨勢出發(fā)，介紹了DFM依照的并行開發(fā)的思想方法，屬于取勢和明道部分。優(yōu)術(shù)是終極追求。重點介紹了高密高可靠性PCBA裝聯(lián)工藝特點、PCBA熱設計、布線布局、焊盤設計、FPC/Rigid-FPC可制造性要求，工藝體系和工藝平臺建設、DFM常用軟件，運用案例研討、情景模擬、角色扮演等方法，使學員掌握實際工作中的方法和技巧，達到技術(shù)、管理水平提升及工作績效改善之目的！

【教學形式】

50%理論講授+30%現(xiàn)場練習+20%疑難解答

【課程時長】

兩天/12小時

【課程大綱】

一、DFM概念及并行設計IPD概述

1.     并行設計和全生命周期管理

2.     電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢與客戶需求

3.     可制造性設計概念

4.     可制造性設計規(guī)范和標準

5.     DFX的分類

6.     為什么要實施DFX?

7.     DFM標準化的利益和限制

8.     DFM完整設計標準的開發(fā)

9.     H公司集成產(chǎn)品開發(fā)IPD框架下的新產(chǎn)品開發(fā)流程

10.   H公司企業(yè)DFM運作模式簡介

二、 高密度、高可靠性PCBA可制造性設計基礎

1.PCB制造技術(shù)介紹

2.PCB疊層設計要求

3.阻焊與線寬/線距

4.PCB板材的選擇

5.PCB表面處理應用要點

6.元器件選型工藝性要求

7.元器件種類與選擇，熱因素，封裝尺寸，引腳特點、鍍層要求

8.封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢

 9、PCBA的DFM（可制造性）設計工藝的基本原則：

1)      PCB外形及尺寸     

2)      基準點   

3)      阻焊膜             

4)      PCB器件布局

5)      孔設計及布局要求  

6)      阻焊設計 

7)      走線設計         

8)      表面涂層  

9)      焊盤設計            

10)   組裝定位及絲印參照等設計方法

10、 PCB設計基本原則：板材利用率、生產(chǎn)稼動率、產(chǎn)品可靠性三者平衡。

11、 SMT印制板可制造性設計（工藝性）審核

12.案例解析

1)      PCB變形與爐后分層

2)      ENIG表面處理故障解析

3)      PCB CAF失效案例

三、 高密度、高可靠性PCBA的板級熱設計

1.熱設計在DFM設計的重要性

2.高溫造成器件和焊點失效的機理

3.CTE熱溫度系數(shù)匹配問題和解決方法

4.散熱和冷卻的考量

5.熱設計對焊盤與布線的影響

6.常用熱設計方案

7.熱設計在DFM設計中的案例解析

1)      花焊盤設計應用

2)      陶瓷電容失效開裂

3)      BGA在熱設計中的典型失效

四、高密度、高可靠性PCBA的焊盤設計

1.焊盤設計的重要性

2.PCBA焊接的質(zhì)量標準

3.不同封裝的焊盤設計

1)      表面安裝焊盤的阻焊設計

2)      插裝元件的孔盤設計

3)      特殊器件的焊盤設計

4.焊盤優(yōu)化設計案例解析：雙排QFN的焊盤設計

五、 高密度、高可靠性PCBA可制造性的布局/布線

1.PCBA尺寸及外形要求

2.PCBA的基準點與定位孔要求

3.PCBA的拼版設計

4.PCBA的工藝路徑

5.板面元器件的布局設計與禁布要求

1)      再流焊面布局

2)      波峰焊面布局

3)      通孔回流焊接的元器件布局

6.布線要求

1)      距邊要求

2)      焊盤與線路、孔的互連

3)      導通孔的位置

4)      熱沉焊盤散熱孔的設計

5)      阻焊設計

6)      盜錫焊盤設計

6. 可測試設計和可返修性設計

7. 板面元器件布局/布線的案例解析

1)      陶瓷電容應力失效

2)      印錫不良與元器件布局

六、FPC\Rigid-FPC的DFM可制造性設計

1.FPC\Rigid-FPC的材質(zhì)與構(gòu)造特點

2.FPC\Rigid-FPC的制成工藝和流程

3.Ceramic PCB\FPC\Rigid-FPC脹縮問題及拼板設計

4.FPC設計工藝：焊盤設計，阻焊設計（SMD\NSMD\HSMD)，表面涂層

5.FPC\Rigid-FPC的元器件布局、布線及應力釋放等設計

七、 規(guī)范體系與工藝平臺建設

1.電子組裝中工藝的重要性

2.如何提高電子產(chǎn)品的工藝質(zhì)量

3.DFM的設計流程

4.DFM工藝設計規(guī)范的主要內(nèi)容

5.DFM設計規(guī)范在產(chǎn)品開發(fā)中如何應用

6.如何建立自己的技術(shù)平臺

7.S公司DFX輔導項目實例分享

八、目前常用的新產(chǎn)品導入DFM軟件應用介紹

1.     NPI和DFM軟件（Valor & Vayo）介紹

2.     兩款DFM軟件Valor & Vayo功能對比

3.     DFM軟件PCBA審查視頻展示

4.     DFM軟件輸出PCBA報告實例解析

內(nèi)容回顧思維導圖、五三一行動計劃、疑難解答

——原華為研發(fā)項目管理和質(zhì)量工程資深管理專家

?  華為公司研發(fā)項目管理和質(zhì)量技術(shù)管理崗位工作10年

?  華為公司IBM IPD咨詢項目關(guān)鍵版本親歷者

?  研發(fā)項目與質(zhì)量工程領(lǐng)域深入研究20多年

?  計算機工程碩士、北京大學EMBA

?  工信部高級項目經(jīng)理、注冊項目管理師PMP

?  能力成熟度模型集成CMMI認證資深內(nèi)審員

?  出版研發(fā)管理類專著《產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量與成本控制》

?  中國電器研究院威凱培訓學院特聘講師

?  中國質(zhì)量協(xié)會質(zhì)量高級質(zhì)量講師

【個人簡介】

何老師在華為任職期間，主導推動和建設了基于IPD流程的IPD-CMMI-QM，IPD-CMMI-PTM, IPD-CMMI-DFX等關(guān)鍵流程。主導建立了以風險識別、評審、導入、跟蹤關(guān)閉為核心的DFX平臺，整合了元器件數(shù)據(jù)庫、工藝可靠性數(shù)據(jù)庫、DFX（面向生命周期的設計）基線/Checklist（查檢表）、失效模式經(jīng)驗庫等，建立了旗艦產(chǎn)品核心模塊質(zhì)量工程CBB（可重用基礎模塊）。2004年至2007年，經(jīng)項目經(jīng)理資源池進入LPDT培養(yǎng)序列，參與IPD產(chǎn)品研發(fā)項目管理流程DRYRUN（IPD3.0-5.0試運行），項目試點和推廣，試點研發(fā)項目80%以上增量開發(fā)項目進度準時率提升了63%，試點版本迭代項目工期縮短了21%。

何老師親歷了華為研發(fā)管理由亂到治的關(guān)鍵階段，親歷華為年銷售額從1998年到2008年10年30倍的增長（從約50億到約1500億），技術(shù)與管理實踐經(jīng)驗。在1999年至2006年，固網(wǎng)和無線產(chǎn)品線新產(chǎn)品樣品到量產(chǎn)的研發(fā)周期縮短了53%，試制階段產(chǎn)品穩(wěn)定性提高了65%，售后返修降低了46%，產(chǎn)品返修維護成本降低了57%。

1997年華為只有3000多人，銷售額41億。2007年銷售額1120億，員工人數(shù)達8萬人，2007年成功登頂中國電子百強第一名，同時海外收入占到總銷售額的72%，成為了典型的標桿國際企業(yè)。2010年華為榮登世界500強榜單397名，2019年華為已經(jīng)排在世界500強第61名。2020年8月，《財富》公布世界500強榜，華為排在第49位。這些成就的取得，離不開研發(fā)質(zhì)量工程和研發(fā)項目管理業(yè)務持續(xù)貢獻強力加持。

何老師主導的咨詢典型項目成果：

1.在太陽潔凈能源行業(yè)TOP3 企業(yè)，研發(fā)項目與質(zhì)量改善項目，使客戶產(chǎn)品研發(fā)測試周期縮短了1/3，遺留到客戶端的缺陷降低了45%，產(chǎn)品生命周期成本降低了37%。

2.在工業(yè)自動化、機器人控制領(lǐng)軍企業(yè)，兩家A股上市企業(yè)，產(chǎn)品研發(fā)項目與質(zhì)量優(yōu)化項目, “金?！碑a(chǎn)品研發(fā)測試缺陷率降低了40-47%，新產(chǎn)品開發(fā)周期縮短了20-23%，產(chǎn)品生命周期成本降低了25-29%。

【主講課程】

?  《研發(fā)項目管理關(guān)鍵控制方法》

?  《產(chǎn)品經(jīng)理持續(xù)精進的五項修煉》

?  《集成產(chǎn)品開發(fā)（IPD）關(guān)鍵流程與實踐》

?  《六件套系統(tǒng)構(gòu)建提升研發(fā)階段產(chǎn)品質(zhì)量》

?  《技術(shù)轉(zhuǎn)型管理精進之道》

?  《基于價值工程和全生命周期的研發(fā)成本管理》

?  《產(chǎn)品測試方法和管理實踐》

?  《基于產(chǎn)品平臺的技術(shù)戰(zhàn)略與規(guī)劃實踐》

?  《企業(yè)六定法新產(chǎn)品導入技術(shù)與管理》

【課程特色】

?  實戰(zhàn)性:得益于講師技術(shù)到研發(fā)管理的工作經(jīng)歷、國際國內(nèi)標桿企業(yè)的最佳實踐、多年的研發(fā)管理培訓和咨詢經(jīng)驗、實戰(zhàn)案例研討、講師點評，疑難解答，解決實際問題。

?  實用性：課程中大量研發(fā)質(zhì)量工程與項目管理流程、原理模型、管理模板、示例、樣例、檢查單演示。

?  針對性：邏輯清晰，提綱挈領(lǐng)，緊扣要點，對難點問題重點剖析。

?  整合性：研發(fā)體系與企業(yè)其它體系交互作用，課程中貫穿了整合的思路和方法。

?  互動性：啟發(fā)式教學，在課程中設計大量的案例研討，情景模擬，角色扮演，現(xiàn)場演練，鼓勵學員上講臺展示發(fā)表。

【授課風格】

?  理論講解娓娓道來，邏輯性強，問題講解貼近實踐，案例豐富，能夠帶來很多啟發(fā)，并很好的指導實際工作。

?  激活舊知，拓展新知，風格明快，正能量，有益有趣，既嚴謹又幽默，研討深刻生動，鼓勵和督促行動。

?  現(xiàn)場互動式交流、善于啟發(fā)式提問，引發(fā)思考，深挖原因，提倡多維度思考，多方面尋求解決方案。

?  咨詢式培訓，咨詢案例活學活用，經(jīng)驗分享源于實戰(zhàn)，易于理解并便于操作執(zhí)行。借鑒商學院案例教學方法，場景化、情景化教學。

【客戶評價】

?  “何老師典型的咨詢式培訓，協(xié)助搭建流程、體系，指導模板、表單使用，緊密跟蹤輔導IT系統(tǒng)導入，真正實現(xiàn)全流程運作，提升了我們研發(fā)質(zhì)量整體水平?！?--中國信科集團興唐通信科學技術(shù)研究所總工

?  “研發(fā)質(zhì)量策劃及技術(shù)評審、質(zhì)量度量講解印象非常深刻。何老師課程準備充分，內(nèi)容豐富，邏輯性強，原理解析清楚，案例貼近實際工作，容易理解和吸收?！?--中國電子科技集團公司14所技術(shù)總工

?  “這次的價值工程及研發(fā)成本控制培訓效果非常好，價值分析公式V=(F/P)*(P/C)原理和計算過程分析透徹，案例解析清楚，研發(fā)管理中成本構(gòu)成，費用情況，研發(fā)項目中財務指標講述有用有效，何老師為我們研發(fā)成本分析和控制提供了很好的思路。”---松下電器研究開發(fā)（杭州）有限公司研發(fā)副總

?  “何老師將產(chǎn)品規(guī)劃及技術(shù)平臺，以及技術(shù)路標，這些產(chǎn)品戰(zhàn)略層面的內(nèi)容講得讓人耳目一新，拓展了我們的思路和眼界。”---中國電子科技集團公司29所可靠性副總工

?  “何老師課程，技術(shù)與管理實踐相結(jié)合，訓練與工作任務相結(jié)合，答疑與痛點難點相結(jié)合，實用實效！”---上海新時達電氣股份有限公司運營總裁

?  “何老師授課理論與實際結(jié)合，增加和我們相關(guān)行業(yè)或?qū)I(yè)的案例解析。何老師擁有扎實的理論基礎,同時還具備豐富的實際測試經(jīng)驗,理論與實踐相結(jié)合,深入淺出的講解了測試理論和測試方法?！?--陽光電源研發(fā)中心副總

?  “何老師講課，結(jié)合實際經(jīng)驗和我們分享對測試的理解,運用和對未來對測試方法的改進，提高了我們產(chǎn)品測試及裝備開發(fā)的專業(yè)水平，給我們帶來了不一樣的技術(shù)管理講解，對于研發(fā)質(zhì)量、研發(fā)測試都有新的認識和應用。”---匯川技術(shù)裝備開發(fā)部經(jīng)理