如何DFM电子 - 完整指南

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如何DFM电子 - 完整指南

DFM(制造设计)是实现目标的关键上市时间为您的电子产品,因为它帮助您避免不必要的迭代。我们编写了一套最完整的(我们认为…)电子产品可制造性设计指南。

我们对制造过程中的电子设计的每一个步骤都有章节:塑料注射件,金属,钻孔,PCB设计,组装,包装和产品设计。

还阅读:DFM /为制造设计:九律

DFM:DFM指南塑料注入部件

  1. 如果可能,在整个零件上使用均匀的壁厚,避免厚截面。这是必要的,因为不均匀的壁会导致变形或部分的熔融材料冷却。
  2. 内半径应小于公称壁厚的50%。
  3. 外半径应该是公称壁厚加上内半径(公称壁厚的150%)。
  4. 头部和肋骨底部的锋利角可以集中压力。凸台和标称墙壁相遇的边缘应圆形,以减小尖角,而不会增加墙壁的厚度以产生沉没。
  5. 为了避免薄截面,肋间的距离应至少是公称管径的2.5倍。
  6. 肋板的牵伸角应至少为每边0.5˚,以适应更容易从模具中弹出。
  7. 为了避免导致翘曲的不均匀收缩,平衡标称壁两侧的筋。
  8. 如果可能,使用连接肋和/或支撑角撑板来硬化结构部件。连接肋应为其基部标称壁厚的0.6倍以避免下沉。
  9. 为了提高空心型材的强度,用肋骨设计相等强度和刚度的结构,但壁厚减少。
  10. 使用肋板来提高刚度水平部分不增加厚度。
  11. 设计肋的最大厚度为壁径的0.5倍。
  12. 最大肋骨设计。高度为壁厚的3倍。
  13. 用肋骨支撑凸台或将它们连接到中心墙壁上。
  14. 凸台底部的半径应为标称墙的¼,半径不小于0.015。
  15. 壁厚应小于5mm。壁厚导致循环时间长,力学性能差。
  16. 避免显著的壁厚变化,以简化流型,并减少收缩差异导致弯曲。
  17. 避免壁厚突然变化;这会产生应力集中区域,从而降低零件的冲击强度。壁厚变化应该有过渡区,以减少应力集中、凹陷、空洞和翘曲的可能性。
  18. 避免在壁厚变化较大的区域附近开门,因为犹豫和跑道会造成不均匀的流动和收缩。
  19. 肋的最大直径应该是公称壁的0.5%到0.75%,以避免下沉。
  20. 最大肋高度不应高于公称壁厚的三倍,以避免显著的壁径差异。
  21. 为了保持均匀的壁厚,凸台应取芯至凸台底部。
  22. 在设计模制螺纹时,避免羽状边缘,包括圆形的根,以减少张力集中,保持墙体均匀。
  23. 锋利的边缘可以成为塑料零件的应力集中器。线程设计应该考虑这一点。
  24. 设计零件最小的每侧饰面,以容易地从模具中排出。
  25. 在可能的情况下,将壁较薄的部件取芯。
  26. 检查是否可以使用迷你工具
  27. 在所需的任何区域定义分组线定义。
  28. 检查是否有任何表面处理/纹理缺失。
  29. 检查是否有任何需要更好定义的弹射器引脚位置/尺寸。
  30. 确保没有不符合既定工艺的部件材料。
  31. 看看是否有任何零件需要专门的冷却系统和/或模具设计的深或关键区域。
  32. 检查是否有可以节省成本的替代树脂(如ABS到PP)
  33. 确保没有限制位置会导致美学问题的区域。
  34. 确保任何模压零件上没有不合适的吃水角度。
  35. 尽可能消除不规则的分型线。
  36. 当需要不同的厚度时,使用倒角或圆角平滑过渡,其长度为3倍的厚度差。
  37. 对于内边缘,最小半径为壁直径的0.5倍。
  38. 对于外部侧面,将半径等于内半径加上壁厚。
  39. 为了方便模具的顶出,必须在所有垂直的壁上增加一个拔模角。
  40. 建议最小牵伸角为2°。
  41. 对于超过50毫米的功能,每25毫米增加一个角度的倾角。
  42. 避免设计与主墙融合的boss。
  43. 对于带插入物的衬套,使用外径等于标称插入尺寸的2倍。
  44. 不要直接在注塑件上添加螺纹。
  45. 设计老板,外径等于螺钉标称直径的2倍。
  46. 在螺纹边缘添加0.8毫米的浮雕。
  47. 使用螺距大于0.8毫米的螺纹(每英寸32个螺纹)
  48. 在你的快速适应关节的垂直墙壁上添加一个拍摄角度。
  49. 设计直径大于壁厚0.5倍的压力管件。
  50. 调整宽度和长度以控制偏差和允许的力量。
  51. 设计铰链的厚度在0.20至0.35毫米之间。
  52. 为Live Hinged零件选择灵活的材料(PP,PE或PA)。
  53. 使用厚度与主墙直径相等的肩。
  54. 加入尽可能大的牛排。
  55. 破碎肋与部件之间的干涉最小为0.25 mm。
  56. 不要在肋骨的垂直墙壁上增加一个拍摄角度。
  57. 使用浮雕文本(0.5 mm高)代替记录文本。
  58. 使用均匀粗细的字体,最小字体大小为20点。
  59. 将垂直于分离线的文本对齐。
  60. 使用高度(深度)大于0.5 mm。

DFM:DFM不同塑料材料壁厚指南

  1. 对于聚丙烯,建议壁厚为0.8 - 3.8毫米。
  2. 对于ABS,建议使用1.2 - 3.5mm的壁厚。
  3. 聚乙烯,壁厚0.8 - 3.0毫米是建议的。
  4. 聚苯乙烯材料建议壁厚1.0-4.0 mm
  5. 对于聚氨酯,建议壁厚为2.0-20mm。
  6. 对于尼龙,建议使用0.8-3.0mm的壁厚。
  7. 对于聚碳酸酯,壁厚1.0 - 4.0是推荐的。
  8. 对于硅氧烷,建议壁厚为1.0-10mm。

DFM:金属DFM指南

  1. 在钣金设计中​​,必须指定孔,位置及其对准的尺寸。
  2. 孔之间的空间至关重要。它必须至少是纸张厚度的两倍。
  3. 在孔必须在边缘附近的情况下,侧面和孔之间的最小空间必须至少是片材的厚度。
  4. 在边缘添加弯曲以减少金属撕裂的可能性。
  5. 在角上放倒角,在弯处放珠,以增加刚度,减少回弹效果。
  6. 在刺穿的地方加上项圈来增加硬度。
  7. 最小内弯半径至少为材料厚度的1 *。
  8. 曲线浮雕的深度必须大于或等于曲率的内半径。
  9. 弯曲浮雕的宽度应等于或大于钣金厚度。
  10. 孔的直径必须等于或大于板材的厚度。
  11. 旋度的外半径不应小于材料厚度的两倍。
  12. 对于撕裂下摆,内径应等于材料的厚度。
  13. 槽口宽度不应小于1.5 * t。
  14. 通常是拇指的规则,垂直于滚动方向的屈曲比平行于滚动方向的弯曲更加松弛。侧向沿滚动方向折叠可以导致硬质材料的骨折,因此不建议弯曲与冷轧钢的轧制方向平行。
  15. 冷轧钢不允许弯曲。
  16. 热轧钢可以平行于轧制方向弯曲。
  17. 法兰的最小宽度必须至少是材料厚度加上曲率半径的四倍。
  18. 孔或槽的位置必须至少是材料厚度的3倍加上曲率半径。
  19. 需要足够的钻孔高度来适应加载过程中的应力。建议最小毛刺高度至少为金属板材厚度的两倍。
  20. 铣孔的内径应该足以容纳销,螺栓等。
  21. 在弯曲过程中,如果钻孔离弯曲处太近,会造成弯曲。如果孔的边缘到内弯曲半径的开始之间的距离至少是材料厚度的四倍,变形将是最小的。
  22. 建议毛刺孔边缘到弯曲处的最小距离至少为板材厚度的四倍。
  23. 建议从铣削孔的边缘和件的侧面的最小长度至少是片材厚度的至少四倍。
  24. 建议从毛刺孔边缘到切割边缘的最小距离至少是板材直径的四倍。
  25. 建议铣孔边缘与铣孔另一侧边缘之间的最小长度大于或等于板材厚度的4倍。
  26. 为了便于制造,应避免平面图案的干涉,因为当钣金零件展开时,在钣金零件的设计中不应该有任何干涉。
  27. 建议半剪切深度与钣金厚度的最大比值应小于或等于钣金厚度的0.6倍。
  28. 建议从凹口到弯曲的最小距离应在弯曲半径内部材料厚度加上三倍。
  29. 建议两个凹口之间的最小距离应为材料直径的两倍。
  30. 建议凹口与孔之间的最小距离应为材料直径的1.2倍。
  31. 建议穿孔金属中的孔之间的最小距离应等于材料厚度的1.2倍。
  32. 建议圆孔边缘到弯管的最小距离为材料厚度的三倍。
  33. 建议从矩形孔边缘到曲线的最小距离是材料厚度的3.5倍。
  34. 建议沉头的主要直径与模板之间的最小距离(D)应为材料厚度的四倍。
  35. 建议主浮雕直径与边缘之间的最小推荐距离为材料厚度加浮雕底座半径的四倍。
  36. 建议返回法兰的长度应大于或等于材料厚度的四倍。
  37. 两种挤压形式之间应保持一定的最小距离,以避免断裂。当将形成的特征彼此靠近时,需要注意。如果一个工位不清除已经放入的部分,表格就会变平。建议各类型之间的最小距离应大于或等于材料厚度的8倍。

DFM: DFM钻孔指南

  1. 避免不寻常的孔尺寸,因为他们需要定制的工具。
  2. 减少孔的尺寸变化,因为这将减少组装期间所需的工具数量。
  3. 通孔优于盲孔。盲孔不能为芯片的出口和冷却提供足够的活动自由。钻孔后的扩孔和攻丝等操作在通孔中更容易完成。
  4. 盲孔是锥形的,而不是平底的。
  5. 在钻井作业中,建议避免钻孔与空腔相交。如果这样的交集是不可避免的,孔的中心线应该是在空腔的外面。
  6. 避免部分孔,如果不可避免,请确保至少75%的孔区域位于材料内。
  7. 避免深和小直径的孔,因为它们很难加工。
  8. 孔深度直径比应小于3。
  9. 确保钻取垂直于孔的中心线的出口曲面。
  10. 如果可能,不要使用直径小于八分之一英寸的孔。用于小孔的钻头通常会断裂,不推荐用于批量生产。
  11. 对于大型孔,尝试制作仅根据规格钻井的初步孔。这节省了物料,运输成本和钻井成本。
  12. 在附图中,将多孔放置在与相同的水平和垂直基准的平坦表面上。

DFM: PCB的DFM指南

  1. v型切割应贯穿面板的整个长度,不影响任何组件的放置。
  2. 对于v型切口的面板,建议板厚大于3.0mm。
  3. V-Cut两侧的间隙区域为1.0mm,对于需要自动化的贫民区的PCB面板是必要的。
  4. 建议铣削槽2mm。
  5. 相邻印孔原点之间的距离应为1.5mm。
  6. 对于小型pcb(小于80mm × 80mm),建议采用嵌板处理。
  7. 对于具有缺失部件的不规则形状PCB,请使用块填充物创建更矩形的轮廓。
  8. 如果PCB沿板边缘没有5mm的间隙区域,则在其边缘添加边距条。
  9. 使用标准组件方向和放置以最小化焊接阴影。
  10. 对于填充件大于35mm × 35mm的不规则板,使用SMT和波形PCB。尺寸由EMS供应商在生产中使用的设备来定义。大小很重要,而且越大并不总是越好。面板越大,通常处理起来就越困难。
  11. PCB形状必须有两条平行的边(最长的边)才能通过自动化处理。
  12. 125需要沿板边缘或轨道/断开突破的区域
  13. 25英寸轨道/断开最小标签尺寸。
  14. 允许EMS供应商通过面板化的灵活性来优化最低成本。
  15. 随着基体尺寸的增加,面板变得不那么稳定。EMS供应商在确定矩阵尺寸时将考虑批量要求。
  16. 包括突出部分(划定和偏远地区)的信息V-Groove得分应用于板的两侧。它是一个“V”型槽,留下0.015英寸的材料带来支持板。组件或其他特性不应太靠近边缘;否则,可能会造成损坏。
  17. 通常应允许0.03英寸 - 0.05英寸。-45 DEG 0.015 V-Groove评分指南。
  18. 路由和穿孔选项卡参考IPC-700。有孔的标签由三个孔组成,每个孔的直径为0.040英寸。缩进0.025英寸的孔,以避免在脱胶后手动操作。
  19. 如果关键,则应指定剪切选项卡的位置,因为它可能会导致程序盒或硬件上的混干扰。
  20. PCB的层数必须在层数和所有区域保持平衡,以避免变形。
  21. 指定表面装饰。
  22. HASL是锡铅应用的首选。
  23. 例外情况确实适用于CSP, QFN,或超细节距零件,其中垫共面性是关键。在这些情况下,HASL不是首选的方法,因为垫圆顶。
  24. 化学镀镍金(ENIG)是RoHS应用的首选。
  25. ENIG具有比诸如HASL的更高常规(和更便宜的)表面电镀工艺的若干优点,包括优异的表面平面,良好的抗氧化性和未经处理的接触点的可用性。
  26. 基准:3板块或面板上的基线。0.050英寸圆点,焊接遮罩间隙。
  27. 基准距轨边缘至少0.190英寸,以避免堵塞夹具。
  28. 在大型矩阵中,在任何细色调成分附近添加局部基准。
  29. 焊接面罩与铜焊盘边缘的分离通常为0.003英寸,最小值为0.002英寸。
  30. 在焊盘之间使用阻焊板,以减少焊桥——0.005英寸是首选,但0.003英寸是行业最低标准。
  31. 将标准衬垫尺寸(IC和QFN)连接到衬垫区域外,用一个痕迹或带面罩的挡板。
  32. 在共同地面上跟踪焊接面罩。
  33. 在bga周围的间隙为0.060英寸,用于检验和返工。
  34. 元器件的足迹必须符合制造商的设备部件和IPC-7351的规范。
  35. 对于无铅四节距组件:保持垫块尺寸一致,以避免倾斜。
  36. 为了进行检测,建议将衬垫尺寸扩展到超出组件形状的范围。
  37. 通过掩蔽选项:覆盖,淹没,插入或封闭。
  38. 覆盖轨道,以防止焊接迷失在轨道和饥饿的接头。
  39. 避免在接地模式内、组件下或与焊盘紧密连接的偏置。如果轨道靠近焊盘,加入轨道或在焊盘和轨道之间提供一个焊接掩膜堤,以防止焊缝吸收轨道和从预期的接头窃取焊缝。
  40. 通过尺寸将提升PCB的成本,标准尺寸为0.010英寸。
  41. 确定组装的丝网印刷和图纸中的极性。
  42. 表示非极化部分中的偏好(或非偏好)。
  43. 将极性始终放在一个方向上,以减少可能的误差和检查时间。
  44. 径向通孔组件的孔空间通常为0.100英寸、0.200英寸或0.300英寸。
  45. 双在线(DIP)封装组件的引线间距通常为0.300英寸、0.400英寸或0.600英寸。
  46. 轴向通孔组件的中心间距应为0.300″至0.800″。使用作为一个英寸指标,而不是到目前为止你一直在使用?
  47. 避免手插“发夹”轴向装置要求。
  48. 保持“保持”面积0.125英寸?在通孔(PTH)的银线和表面载体之间。
  49. 技术组件(SMT)促进选择性焊接。
  50. 在板的初级侧定位所有PTH以避免手动焊接。
  51. 将所有大型质量零件放在PCB的第一侧和较小的手上较小的质量零件。这将使EMS提供商更容易制造制造商。
  52. 不要将球网格矩阵(BGA)的组成部分反映在相反的两侧。这使得检查和返工非常困难。
  53. 将PCB二次侧的SMT组件高度最小化到最大0.25英寸。
  54. 一般来说,副侧应主要包含无源组件和较小/低质量器件。
  55. 大/高质量部分不从次要侧去。较大的零件放置在二次侧可以克服锡膏的表面张力和脱落。
  56. 测试板与其他组件的距离应为0.030英寸。所有测试点在PCB的副侧。
  57. 向EMS供应商提供测试规格图纸,定义功能测试方法。
  58. 必要时,定义环境试验检测(ESS)的要求。
  59. 定义PCB制造:铜重量和轧制类型。
  60. 铜的普通厚度是1盎司(1.4毫米或0.0014英寸)。
  61. 对于焊锡掩模类型,液体光显像为绿色是最常见的。
  62. 白色是最常见的丝印颜色。
  63. FR4 RoHS层压板应指定用于RoHS应用。
  64. 0625in、0.031in和0.093in是常用的板厚。
  65. 定义工艺标准:IPC 610类或第3类。
  66. 如有必要的话,指定标准的涂层要求,如有必要的丙烯酸,聚氨酯或硅。
  67. 为涂层指定任何“禁止”区域(例如,接头、接头等)
  68. 说明灌封要求。
  69. 如有必要,请指定任何特殊的粘合剂,RTV或篡改密封件。(附图说明)
  70. 定义板装配和编程零件的标签要求。
  71. 如果需要的话,考虑对成品进行特殊包装。
  72. 指定UL, CSA, ATEX或其他监管机构的要求。
  73. 提供必要的组件列表。
  74. 需要“未填充”或无焊料的通孔应予以识别。
  75. 通常,必须将零件“没有材料”添加到OEM中,并且必须具有开口孔。
  76. 定义焊剂和清洁要求,或提供使用“不清洁”焊剂的任务。
  77. 表示是否存在“非气密化”密封组件,其无法洗涤。
  78. 飞行探头具有“空气排除区域”,这是遮住接入点的高分量。这可以使自动检查和测试访问困难。
  79. 如果它们发货,应考虑处理湿度敏感器件(MSD)的处理,使其在制造商的MSD指南和审计过程中保持密封的材料。
  80. 必须指定需要特殊准备的组件(例如,组件必须在PCB上保持一定的高度公差)
  81. 如果需要不同厚度的截面,用倒角或圆角尽可能使过渡平滑。这样,材料会更均匀地流进型腔,确保整个模具被填满。

DFM: DFM装配指南

  1. 确保连接或组装过程不损害美观(即,下沉的痕迹)
  2. 确保所有部件的设计符合堆叠装配要求。
  3. 避免使用可能与其他相似形状(即对称形状)相混淆的组件
  4. 确保没有太大或太重的零件会导致工人疲劳。
  5. 避免难以抓取、拿起、握住或需要工具进行组装的零件/标签。
  6. 跟踪在装配过程中可能缠结的零件。
  7. 看看是否有可以添加其他元素的大型基础部件。
  8. 将多个部件模块化成单个子组件,以便可以更舒适的最终组装。
  9. 注意任何需要考虑的特殊清洁要求。
  10. 检查在制造过程中是否有任何部件或组件需要特定的环境(即防尘、接地)

包装设计的DFM指南

  1. 看看是否有包装被认为是标准但未被使用的材料。
  2. 检查包结构是否是非标准的。
  3. 确保明确定义预期的包装结构构造和包装方法。
  4. 检查是否有机会减少包装材料的厚度
  5. 确保包装模线是优化的,以最佳利用纸张或塑料材料的卷尺寸。
  6. 检查草案是否足以用于泡罩设计。
  7. 检查法兰是否适合泡罩设计。
  8. 确定设计公差是否满足工艺能力。
  9. 如果可能的话,一定要把说明印在包装上。
  10. 检查是否可以使用现有指南,而不是创建新的指示。
  11. 检查插入/附件的数量是否减少。
  12. 检查双面打印是否可以减少使用的纸板的数量。
  13. 检查是否可以组合和/或减少制表符和剪贴画。
  14. 检查包装是否使用了新的材料或新的印刷工艺。

DFM:DFM包装/封装指南

  1. 如果可能的话,用标准的机械锁定方法替换剪贴画的胶水或胶带。
  2. 尽可能利用现有的方法保护产品。
  3. 检查在装配期间是否限制访问。
  4. 设计包装以最大限度地减少固定产品所需的劳动力。
  5. 看看是否可以使用较少劳动密集型的方法组装包结构。
  6. 如果使用钥匙锁是为了保证安全,那么就这样做。
  7. 如果包装操作可以自动化,请执行此操作。
  8. 如果需要J型挂钩,请检查现有的零件和连接方法是否没有使用。
  9. 确保数据包无法损坏产品。
  10. 检查产品部件是否容易被消费者拆下或损坏。
  11. 放置产品,如果可能的话,最终消费者更容易移除。
  12. 在可能的情况下,用点焊代替胶水。
  13. 检查是否有更具成本效益的绑定材料,可以使用。

DFM: DFM产品设计指南

  1. 最小化产品中的(不同)部分的数量
  2. 使用可用的标准组件
  3. 设计可以在多个产品线中使用的部件
  4. 设计易于生产的组件
  5. 最小化灵活组件的数量
  6. 产品中多功能的设计组件
  7. 设计不能错误组装的零件
  8. 最大化零件的对称性或刻意地设计它们
  9. 减少松动的紧固件(如螺丝)
  10. 确保所有部件都能在一个方向上组装。最好是从上到下垂直
  11. 确保零件对正以便组装
  12. 确保装配很好地可见和可接近
  13. 设计符合标准包装的产品
  14. 产品模块化设计

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研究中心

可制造性设计结论

所以你有它,我们可以提出的所有DFM指南。但是,我们总是希望改善。如果您有任何补充,他们非常欢迎,邮件(电子邮件保护)!

但这些DFM规则只能被视为一般可制造性的合理设计原则。没有普遍性DFM;这是专门为某一特定工厂设计的。

DFM规则用于方便制造过程;如果您忽略了一些DFM指南,您的产品仍然有机会被生产,但成本和可靠性将在一定程度上受到影响。如果你无视许多规则,那么大规模制造注定会失败。

永远记住,当涉及到DFM时,规则和指南将与您的制造商的功能相关联。

不要在阿拉巴马州在真空中设计,结果却发现在你的显示器上看起来很棒的东西是无法制造的。

所以,请帮你自己一个忙,尽早让你的工厂合作伙伴参与进来,这样你就会知道使用他们的特定设备,什么对你的行业是正确的。这将有助于避免冗长和昂贵的重新设计周期。

有关电子制造业的进一步阅读,请参阅

电子制造业,哪个地方最好,台湾还是中国?

Eulises Quintero

目前作为丙醇瘤的内容经理工作。188金博宝代理提成随着内容营销的广泛背景和电子产品的真正兴趣,我能够在这里制作一些内容,所有这些内容都在替代品团队的帮助下。188金博宝代理提成在我的空闲时间,我喜欢旅行,探索和锻炼。

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