高密度高可靠性PCBA可制造性设计(DFM)及案例解析

《高密度高可靠性PCBA可制造性设计(DFM)及案例解析》

课程说明书V4.0

【课程设计底层逻辑】

本课程基于IPD产品开发流程，重点介绍高密高可靠性电子产品PCBA可制造性设计的关键概念流程，精选华为公司在PCBA方面可制造性设计的最佳实践，提升学习对象于可制造性设计中重难点问题的解决能力。

【适合对象】

1.      电子硬件、结构、整机、工艺、品质、新产品导入、中试等管理人员及工程师；

2.      生产工艺、生产管理人员及技术人员；

3.      研发质量、体系质量、生产质量管理及工程师；

4.      研发总监、经理等管理人员和研发工程师；

5.      产品经理、项目经理、流程体系管理人员等。

【课程预期收益】

1.      系统学习了解PCBA DFM的理论及实践应用知识。

2.      DFM的理论及实践帮助实现产品质量的提升、产品上市时间的缩短、产品综合成本的降低。

3.      引导学员针对案例问题进行研讨，使学员掌握PCBA DFM设计的有效途径和方法。

4.      学员通过PCBA DFM案例和演练可以较熟练的运用PCBA DFM设计方法和试验方法。

5.      学员学习标杆企业PCBA DFM GUIDELINE，掌握PCBA DFM规范建立的实操方法。

【课程背景】

DFX即Design for X(面向产品生命周期各环节的设计)，其中X代表产品生命周期的某一环节或特性, DFM是DFX中最重要的部分，DFM就是要考虑制造的可能性、高效性和经济性，DFM的目标是在保证产品质量与可靠性的前提下缩短产品开发周期、降低产品成本、提高加工效率。

具体而言，DFM在产品设计中的优点：

1.减少产品设计修改。倡导“第一次就把事情做对”的理念，把产品的设计修改都集中在产品设计阶段完成。

2.缩短产品开发周期。据统计，相对于传统产品开发,DFM能够节省30%以上的产品开发时间。

3.降低产品成本。产品开发同时也是面向成本的开发。

4.提高产品质量。在开发原始阶段就得到优化和完善，避免后期制造、装配中、市场上产生的质量问题。

本课程从DFM概念和发展趋势出发，介绍了DFM依照的并行开发的思想方法，属于取势和明道部分。优术是终极追求。重点介绍了高密高可靠性PCBA装联工艺特点、PCBA热设计、布线布局、焊盘设计、FPC/Rigid-FPC可制造性要求，工艺体系和工艺平台建设、DFM常用软件，运用案例研讨、情景模拟、角色扮演等方法，使学员掌握实际工作中的方法和技巧，达到技术、管理水平提升及工作绩效改善之目的！

【教学形式】

50%理论讲授+30%现场练习+20%疑难解答

【课程时长】

两天/12小时

【课程大纲】

一、DFM概念及并行设计IPD概述

1.     并行设计和全生命周期管理

2.     电子产品的发展趋势与客户需求

3.     可制造性设计概念

4.     可制造性设计规范和标准

5.     DFX的分类

6.     为什么要实施DFX?

7.     DFM标准化的利益和限制

8.     DFM完整设计标准的开发

9.     H公司集成产品开发IPD框架下的新产品开发流程

10.   H公司企业DFM运作模式简介

二、 高密度、高可靠性PCBA可制造性设计基础

1.PCB制造技术介绍

2.PCB叠层设计要求

3.阻焊与线宽/线距

4.PCB板材的选择

5.PCB表面处理应用要点

6.元器件选型工艺性要求

7.元器件种类与选择，热因素，封装尺寸，引脚特点、镀层要求

8.封装技术的发展趋势

 9、PCBA的DFM（可制造性）设计工艺的基本原则：

1)      PCB外形及尺寸     

2)      基准点   

3)      阻焊膜             

4)      PCB器件布局

5)      孔设计及布局要求  

6)      阻焊设计 

7)      走线设计         

8)      表面涂层  

9)      焊盘设计            

10)   组装定位及丝印参照等设计方法

10、 PCB设计基本原则：板材利用率、生产稼动率、产品可靠性三者平衡。

11、 SMT印制板可制造性设计（工艺性）审核

12.案例解析

1)      PCB变形与炉后分层

2)      ENIG表面处理故障解析

3)      PCB CAF失效案例

三、 高密度、高可靠性PCBA的板级热设计

1.热设计在DFM设计的重要性

2.高温造成器件和焊点失效的机理

3.CTE热温度系数匹配问题和解决方法

4.散热和冷却的考量

5.热设计对焊盘与布线的影响

6.常用热设计方案

7.热设计在DFM设计中的案例解析

1)      花焊盘设计应用

2)      陶瓷电容失效开裂

3)      BGA在热设计中的典型失效

四、高密度、高可靠性PCBA的焊盘设计

1.焊盘设计的重要性

2.PCBA焊接的质量标准

3.不同封装的焊盘设计

1)      表面安装焊盘的阻焊设计

2)      插装元件的孔盘设计

3)      特殊器件的焊盘设计

4.焊盘优化设计案例解析：双排QFN的焊盘设计

五、 高密度、高可靠性PCBA可制造性的布局/布线

1.PCBA尺寸及外形要求

2.PCBA的基准点与定位孔要求

3.PCBA的拼版设计

4.PCBA的工艺路径

5.板面元器件的布局设计与禁布要求

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.布线要求

1)      距边要求

2)      焊盘与线路、孔的互连

3)      导通孔的位置

4)      热沉焊盘散热孔的设计

5)      阻焊设计

6)      盗锡焊盘设计

6. 可测试设计和可返修性设计

7. 板面元器件布局/布线的案例解析

1)      陶瓷电容应力失效

2)      印锡不良与元器件布局

六、FPC\Rigid-FPC的DFM可制造性设计

1.FPC\Rigid-FPC的材质与构造特点

2.FPC\Rigid-FPC的制成工艺和流程

3.Ceramic PCB\FPC\Rigid-FPC胀缩问题及拼板设计

4.FPC设计工艺：焊盘设计，阻焊设计（SMD\NSMD\HSMD)，表面涂层

5.FPC\Rigid-FPC的元器件布局、布线及应力释放等设计

七、 规范体系与工艺平台建设

1.电子组装中工艺的重要性

2.如何提高电子产品的工艺质量

3.DFM的设计流程

4.DFM工艺设计规范的主要内容

5.DFM设计规范在产品开发中如何应用

6.如何建立自己的技术平台

7.S公司DFX辅导项目实例分享

八、目前常用的新产品导入DFM软件应用介绍

1.     NPI和DFM软件（Valor & Vayo）介绍

2.     两款DFM软件Valor & Vayo功能对比

3.     DFM软件PCBA审查视频展示

4.     DFM软件输出PCBA报告实例解析

内容回顾思维导图、五三一行动计划、疑难解答

——原华为研发项目管理和质量工程资深管理专家

Ø  华为公司研发项目管理和质量技术管理岗位工作10年

Ø  华为公司IBM IPD咨询项目关键版本亲历者

Ø  研发项目与质量工程领域深入研究20多年

Ø  计算机工程硕士、北京大学EMBA

Ø  工信部高级项目经理、注册项目管理师PMP

Ø  能力成熟度模型集成CMMI认证资深内审员

Ø  出版研发管理类专著《产品研发质量与成本控制》

Ø  中国电器研究院威凯培训学院特聘讲师

Ø  中国质量协会质量高级质量讲师

【个人简介】

何老师在华为任职期间，主导推动和建设了基于IPD流程的IPD-CMMI-QM，IPD-CMMI-PTM, IPD-CMMI-DFX等关键流程。主导建立了以风险识别、评审、导入、跟踪关闭为核心的DFX平台，整合了元器件数据库、工艺可靠性数据库、DFX（面向生命周期的设计）基线/Checklist（查检表）、失效模式经验库等，建立了旗舰产品核心模块质量工程CBB（可重用基础模块）。2004年至2007年，经项目经理资源池进入LPDT培养序列，参与IPD产品研发项目管理流程DRYRUN（IPD3.0-5.0试运行），项目试点和推广，试点研发项目80%以上增量开发项目进度准时率提升了63%，试点版本迭代项目工期缩短了21%。

何老师亲历了华为研发管理由乱到治的关键阶段，亲历华为年销售额从1998年到2008年10年30倍的增长（从约50亿到约1500亿），技术与管理实践经验。在1999年至2006年，固网和无线产品线新产品样品到量产的研发周期缩短了53%，试制阶段产品稳定性提高了65%，售后返修降低了46%，产品返修维护成本降低了57%。

1997年华为只有3000多人，销售额41亿。2007年销售额1120亿，员工人数达8万人，2007年成功登顶中国电子百强第一名，同时海外收入占到总销售额的72%，成为了典型的标杆国际企业。2010年华为荣登世界500强榜单397名，2019年华为已经排在世界500强第61名。2020年8月，《财富》公布世界500强榜，华为排在第49位。这些成就的取得，离不开研发质量工程和研发项目管理业务持续贡献强力加持。

何老师主导的咨询典型项目成果：

1.在太阳洁净能源行业TOP3 企业，研发项目与质量改善项目，使客户产品研发测试周期缩短了1/3，遗留到客户端的缺陷降低了45%，产品生命周期成本降低了37%。

2.在工业自动化、机器人控制领军企业，两家A股上市企业，产品研发项目与质量优化项目, “金牛”产品研发测试缺陷率降低了40-47%，新产品开发周期缩短了20-23%，产品生命周期成本降低了25-29%。

【主讲课程】

Ø  《研发项目管理关键控制方法》

Ø  《产品经理持续精进的五项修炼》

Ø  《集成产品开发（IPD）关键流程与实践》

Ø  《六件套系统构建提升研发阶段产品质量》

Ø  《技术转型管理精进之道》

Ø  《基于价值工程和全生命周期的研发成本管理》

Ø  《产品测试方法和管理实践》

Ø  《基于产品平台的技术战略与规划实践》

Ø  《企业六定法新产品导入技术与管理》

【课程特色】

Ø  实战性:得益于讲师技术到研发管理的工作经历、国际国内标杆企业的最佳实践、多年的研发管理培训和咨询经验、实战案例研讨、讲师点评，疑难解答，解决实际问题。

Ø  实用性：课程中大量研发质量工程与项目管理流程、原理模型、管理模板、示例、样例、检查单演示。

Ø  针对性：逻辑清晰，提纲挈领，紧扣要点，对难点问题重点剖析。

Ø  整合性：研发体系与企业其它体系交互作用，课程中贯穿了整合的思路和方法。

Ø  互动性：启发式教学，在课程中设计大量的案例研讨，情景模拟，角色扮演，现场演练，鼓励学员上讲台展示发表。

【授课风格】

Ø  理论讲解娓娓道来，逻辑性强，问题讲解贴近实践，案例丰富，能够带来很多启发，并很好的指导实际工作。

Ø  激活旧知，拓展新知，风格明快，正能量，有益有趣，既严谨又幽默，研讨深刻生动，鼓励和督促行动。

Ø  现场互动式交流、善于启发式提问，引发思考，深挖原因，提倡多维度思考，多方面寻求解决方案。

Ø  咨询式培训，咨询案例活学活用，经验分享源于实战，易于理解并便于操作执行。借鉴商学院案例教学方法，场景化、情景化教学。

【客户评价】

Ø  “何老师典型的咨询式培训，协助搭建流程、体系，指导模板、表单使用，紧密跟踪辅导IT系统导入，真正实现全流程运作，提升了我们研发质量整体水平。”---中国信科集团兴唐通信科学技术研究所总工

Ø  “研发质量策划及技术评审、质量度量讲解印象非常深刻。何老师课程准备充分，内容丰富，逻辑性强，原理解析清楚，案例贴近实际工作，容易理解和吸收。”---中国电子科技集团公司14所技术总工

Ø  “这次的价值工程及研发成本控制培训效果非常好，价值分析公式V=(F/P)*(P/C)原理和计算过程分析透彻，案例解析清楚，研发管理中成本构成，费用情况，研发项目中财务指标讲述有用有效，何老师为我们研发成本分析和控制提供了很好的思路。”---松下电器研究开发（杭州）有限公司研发副总

Ø  “何老师将产品规划及技术平台，以及技术路标，这些产品战略层面的内容讲得让人耳目一新，拓展了我们的思路和眼界。”---中国电子科技集团公司29所可靠性副总工

Ø  “何老师课程，技术与管理实践相结合，训练与工作任务相结合，答疑与痛点难点相结合，实用实效！”---上海新时达电气股份有限公司运营总裁

Ø  “何老师授课理论与实际结合，增加和我们相关行业或专业的案例解析。何老师拥有扎实的理论基础,同时还具备丰富的实际测试经验,理论与实践相结合,深入浅出的讲解了测试理论和测试方法。”---阳光电源研发中心副总

Ø  “何老师讲课，结合实际经验和我们分享对测试的理解,运用和对未来对测试方法的改进，提高了我们产品测试及装备开发的专业水平，给我们带来了不一样的技术管理讲解，对于研发质量、研发测试都有新的认识和应用。”---汇川技术装备开发部经理