原创 DFM (DESIGN FOR MANUFACTURING) 电子产品设计与制造之整合

DFM (DESIGN FOR MANUFACTURING) 电子产品设计与制造之整合

　　电子产品不论是电视机，计算机，手提电话或其它产品，基本上是由产品设计，量产制造，然后上市行销。 但长久以来产品设计与量产制造之间始终存在着需多沟通不良的情形，也因此造成许多不必要的争执与人力，物力或成本上的损失 传统上，产品在设计部门设计完成后，便交付生产线试产及量产，但是在生产线上我们常可听到工程师的抱怨" PCB设计不佳，造成SMD或传统零件组装困难或组装后高不良点数"，相反的在产品设计或其它部门我们也常听到"产品制造品质太差"的检讨声。在讨论问题的时候也常常会有"产品制造品质不良应该由生产线 负责的主张，但生产线也会提出"产品在设计本来就不易生产"的反应，因此到底 该如何有效整合，这不只牵涉到设计与制造单位，同时也影响整体的利益。

 　 实际上在许多的产品生产与设计的争执中，经过沟通讨论后大部分都是可以取得共识并解决问题，主要差别是在于"沟通的时机与方法"，虽然产业界许多厂商已了解此问题的存在，同时也推动许多如所谓"同步工程"，"共同开发"…等，多种方法以设法改善此一问题，但仍然存在着许多"灰色地带"待解决，传统上许多产品开发设计到量产的模式，生产线是在准备试产时才收到产品相关信息，但是 即便是生产线此时发现设计瑕疵不易生产，但如果改善牵涉到PCB LAYOUY 的大幅修改，可能也无法被接受，因为PCB 重新LAYOUT 耗时过长将严重影响产品整体进度。

 　 许多所谓"沟通"的方法通常是，当生产线抱怨产品设计不佳不易生产时，由生产线订定一份类似所谓"产品制造设计准则"，交由产品设计单位执行，但却又常因为许多所谓"准则"内容不符合产品设计基本需求，或因生产单位不了解产品设计过程，因此许多所谓"标准"设计单位根本无法采用，或因造成设计单位之 困扰而被拒绝使用又未经当面讨论，所谓"沟通"又回到原点，然后生产线与设计单位各自想办法，各自解决问题，实际上真正要解决问题不只是定标准，或听哪 个单位的议建而已，而是共同参与互了解各自的需求与困难后，取得共识并共同解决问题。

    一项产品虽然是从设计而后到量产上市，但产品'设计'与'量产'间常因需求 不同，甚至会有互相矛盾的标准，举例而言，现代许多产品趋向所谓'轻"，"薄'，'短'，"小'，因此在产品设计上会缩小pcb，增加零件密度，及使用小型零件，但 对制造而言，pcb缩小，零件密度增加，及小型零件，都可能因此增加零件及产品组装甚至维修困难，另外大部分的产品设计人员可能并不了解，生产线上所谓 "阴影效应"，"墓碑效应"，"森林效应"，"闸流效应'…等特性，与锡炉焊接与回焊 焊接应该用不同的焊盘形式及尺寸，而生产线人员可能也不了解设计上所谓"COMPONENTS LIBRARY" ，"EMI"，VIA 孔径标准…等各种设计上电气规格与需求等。

　　PCB在生产线上过锡炉后，产生许多空焊，短路等不良焊点，需要许多人工 做修补，其原因可能只是因为产品设计人员，不了解PCB 及零件过锡炉时要考虑方向，有些短路可能只要设计上稍做调整，就可彻底解决，另外对生产线而言，可能并不了解，虽然以制造的标准可能某些零件并须选择在PCB上某些特定区域，但是在产品原始设计上就已受限于外形或其它因素，而无法满足所需，此类问题不只发生在业界，甚至许多国外俱有数10 年知名的厂商也同样存在。

 　 要追究这些问题的原因，实际上也不能归咎任何一方，产品设计与制造单位平日忙碌于各自专业范围内的工作，也不一定会有机会能接触到专业以外的 事务，要改善这些问题实际上并不困难，只要将生产线参与产品设计的时程提早，从零件选择，零件 LIBRARY 的建立，到 PCB COMPONENT PLACEMENT 的规划初期，就加入生产线相关工程人员的讨论与建议，虽然不一定能完全预防产品制造问题的发生，但至少对严重瑕疵可有所防范，加上后续试产后实质的检讨，后续即便是设计上需要局部修正，也不致"牵一发而动全身"，甚至产品设计人员 也可以因生产线设备或技术之提升，而能协助解决许多产品设计上的困扰，举例而言，许多零件供应厂商所发出之SMD零件焊盘设计标准，并不一定完全 实用，某些情况下稍作修改后能使PCB LAYOUT 更加容易，但必须由生产线 提出相关技术资料，如在选择某些BGA零件焊盘尺寸时，如果能将焊盘尺寸 稍作修改，BGA 焊盘间走线，就可由原先1条增加为2条，而省下PCB 空间 及LAYOUT 困难度，但此举必须配合生产线机器及制程控制能力，因此需要 生产线提供相关信息。并讨论可行性。

 　 随着时代的进步与市场的需求，许多电子产品设计势必更加小型化，也因此 将造成PCB上可使用面积更加拥挤且零件密度更高，PCB的表面可用空间可谓 "寸土寸金"，如笔记本型计算机或其它携带式产品，产品从设计到制造的困难度将越来越高，在产品规划或设计之初，就能先行沟通并提早做好应变措施，产品设计与制造间积极而有效之沟通并建立一定模式，相信不只有利于设计及制造单位，也同时能改善整体之效益。