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前言
Preface

可制造性设计这个概念已经流行多年,不同的行业有不同的内涵,比如在机械制造行业,可制造性设计一般指零件的可加工性设计,但在电子制造领域,主要是指可组装性的设计。本书所讲的可制造性设计指后者,即印制电路板组件(Print Circuit Board Assembly,PCBA)的可组装性设计。为了网上查阅方便,本书特更命为《SMT可制造性设计》。

PCBA可制造性设计,在专业的SMT代工企业以及以PCBA为产品核心的企业(如通信设备、手机、汽车电子)已经有比较深入的研究与应用,各企业都有专职的可制造性设计工程师队伍和自己的设计规范。但在大多数不以PCBA为主要制造对象的企业,基本上还停留在20世纪50~60年代的“电装”工艺管理阶段——PCB画板完成后才介入,主要负责生产工艺文件的编制。国内很多企业设计的PCBA工艺水平很低,甚至连基本的要求都没有做到,比如波峰焊接元件的布局方向与间距要求。造成这种局面的原因很多,但最基本的一点就是不了解可制造性设计的意义与要求,不知道怎样去做。为此,笔者将自己多年对可制造性设计的理解与认识进行了总结,供同行参考。

PCBA可制造性设计 是一门复杂的工程技术,也是一项综合性的设计工作,涉及PCB、SMT、元器件封装以及焊接等多方面的专业知识和自动化生产、焊接、装配、测试、可靠性等多方面的设计要求,需要专门的工程师支撑。

PCBA可制造性设计 是一门系统工程,绝不能孤立地进行单项设计,必须对焊盘、阻焊、钢网、布局等设计要素或项目作整体性考虑与设计,这就是所谓的PCBA“一体化”设计概念。

PCBA可制造性设计 具有公司属性,必须基于公司产品的工艺特性、质量属性、成本属性、生产属性(批量大小)以及生产线的设备配置而定。如果你的产品一年只做数十块,就没有必要考虑工装的设计需求,产品的设计必须能够适应最简单的生产工艺。但如果你的产品每天要生产数千块,从质量、成本角度考虑,必须按照最高专业化生产要求进行设计,以获得最低成本、最高直通率。

PCBA可制造性设计 不仅关系到生产效率、成本,更关系到组装的可靠性与应用的可靠性!良好的设计,不仅能够提供稳定的生产质量,而且能够提供顶级的可靠性。“第一次做好”是获得合格焊点质量的最好保证。

本书分三部分,即上、中、下篇。 上篇为背景知识篇 ,介绍可制造性设计的有关概念、PCB的加工方法与能力、表面组装的工艺特点与要求,以便理解本书所提出的设计要求; 中篇为设计要求篇 ,介绍基本的设计要求,包括元器件的选型、PCB的设计要求和PCBA的设计要求,这些设计要求重在了解设计要考虑的“要素或项目”,而不是给出具体的“数据或参数”,因为每家的生产线设备能力、工艺方法不一样, 下篇为典型应用篇 ,介绍了通信与手机PCBA的可制造性设计方面的独特要求以及一些典型的不良设计案例。本篇提到的设计要求也是本书设计要求的一部分。

本书是一本专门介绍PCBA可制造性设计的专著,专业、系统和全面,前后内容有顺序性、关联性,建议读者通读。由于精力所限,本书把工艺原理与设计要求分开介绍,没有细化到每一条具体要求中,建议读者学习本书时思考以下四个关联问题,以便能够深入掌握PCBA可制造性设计的知识,做到举一反三。

(1)设计要求提出的依据或原理是什么?

(2)产品或焊接工艺的需求是什么——是越大越好,还是越小越好?必须明白设计的目标。

(3)受限于PCB制作、钢网加工或参数设置的能力,可达到的极限是什么?

(4)可行、合理的设计又是什么?

本书继承了笔者写作的一个理念——简洁、实用、好用、好读,仍然采用笔者已出版的《SMT核心工艺解析与案例分析》一书的编写风格,即以表格形式进行编排。

本书主要以图进行说明,对于非专业人士也非常好理解,适合EDA工程师、工艺工程师和质量工程师阅读和参考。

由于可制造性设计是一种针对特定工艺、设备与能力的工程技术,书中所述要求,特别是那些量化的数据要求,不会完全与你的PCB供应商加工能力、你自己工厂设备的工艺要求匹配,因此,希望使用时根据具体情况掌握,不当之处敬请指正。

感谢中兴通讯执行副总裁、顾问马庆魁先生在百忙中为本书作序,同时感谢刘哲、邱华盛资深工艺专家对本书的审校。

贾忠中
2014年10月 dCTi6M8Qy2RtS5sNcHBE0BLWq1vtIh+aMoFFpCKf5XZbd1hDmsoaBIKMBw5EUI75

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