从制造的角度来看,我如何确保我的电子设计是好的?

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2022-01-22 08:17:46

我是电子设计的初学者。我有一些相当复杂的PCB设计经验。我想设计一种有望大卖的产品。从制造的角度来看,我如何确保设计成本低廉?我的意思不是针对单个 PCB 制造,而是针对大规模生产。我使用常见的微控制器,如 atmel、德州仪器。这是大规模制造的方式吗?

4个回答

降低制造成本需要考虑一千件事,但其中一些重要的是

  1. 大批量建造。这将批次的设置成本分散到更多单元。例如,您会发现,随着批量大小的增加,板坯的成本下降得非常快。

  2. 协商您的组件成本。标价只是谈判的起点。一旦您开始大量购买并且您的供应商知道您是认真的(并且不需要更多支持),请返回并再次谈判。(为了获得更强大的地位,尽可能设计多源组件)

  3. 减少流程步骤。例如,焊盘中的过孔镀覆增加了电路板制造的步骤,而将 SMT 与通孔元件混合则增加了组装步骤。

  4. 减少 BOM 中的行数。这减少了购买工作并增加了您为每个零件号购买的数量。例如,如果您有 49.9 和 51.1 欧姆的电阻器,请检查是否可以将它们都设为相同的值。或者,如果您有 3 个具有不同输出电压的线性稳压器,请为所有这些稳压器使用相同的可调类型,而不是 3 个不同的固定输出部件。

  5. 尽可能多地设计公差。例如,如果可以使用 6 mil 轨道,则不要使用 4 mil 轨道。如果您可以忍受 +/- 25 密耳,请不要在电路板尺寸上指定 +/- 10 密耳。等等。您的公差越松,您的产量就越高。更好的是,如果您可以使公差足够宽松,您甚至可以消除在最终测试中对其进行测试的需要。

  6. 让你的电路板更小。适合标准面板的板越多,材料成本就越低。

  7. 可测试性设计。这可能意味着为钉床测试仪添加测试点,或者可能意味着使设计能够自行测试所有必要的特征 (BIST)。

  8. 使用标准工艺而不是外来工艺:热风焊层而不是镀金,通孔而不是盲孔,绿色阻焊层而不是红色等,等等。

这里已经有一些很好的答案,所以我将添加更多内容。

  1. 与您的组装商和您的 pcb 工厂密切合作,他们经常提供 dfm(制造反馈设计),这将帮助您了解如何更改您的产品以使其更易于制造。你的音量越高,你就越关心与产量相关的每一件小事。

  2. 尽量减少装配操作。您可以在电路板的单面使用所有表面贴装元件吗?添加第二面是组装的另一个操作,他们必须通过生产线返回,可能在运营商中成本会上升。

  3. 组件选择,那个微小的 QFN 零件肯定很便宜,哦,但事实证明它在组装方面的成本略高,因为对于我正在使用的便宜货来说,这更难。这种通孔连接器比表面贴装版本便宜,但使用它意味着您的电路板必须经过另一个组装步骤,即波峰焊,因此您的成本会上升。

  4. HASL 是一种廉价的表面处理,但它没有银浸或金 ENIG 的保质期。您可能会大量购买电路板并在几个月内使用它们。如果您的一半电路板因氧化而报废,您就不会省钱。

  5. 关于最小化测试时间的评论是正确的,时间就是成本,测试需要时间。在中等音量下,您可能会进行电路或蛤壳测试。在非常大的数量下,没有时间或金钱。您可能只进行 FVT,即线路末端的电路功能测试。坏板只是一堆,以后可能会或可能不会看。只要产量是可以接受的,你只想让生产线保持尖叫。

  6. 除了已经说过的 PCB 之外,请记住 pcb 有几个成本因素。显然,尺寸与成本有关,但浪费也是如此。板是用面板制成的,因此您可以最大限度地利用面板,浪费的材料就是浪费。此外,您的工厂还有一份标准清单,以及可行但成本更高的清单。那个小孔肯定很有吸引力,但使用 2 密耳大的可能成本更低。你应该和他们核实一下。微小的走线宽度很好,但是当搬到大批量的商店时,对我来说它的成本可能会更低,只要大 1 或 2 mils。

  7. 层数也是一个很大的讨论点 2 层比 4 层便宜,但是是吗?如果你在做数字逻辑和上面说 1Mhz 的 I/O,你可能会发现通过 EMI 所需的额外成本和时间抵消了你的节省。多年来,我还没有在百万单位以上的设计上做过 2 层板。但是我已经做到了,在我的情况下,使用扩频时钟是发射的救命稻草。肯定有一些板 2 层更合适,但我一直是 4 层的拥护者。

  8. 有关组件选择的更多信息。我喜欢关于第二次采购的答案,并考虑使用便宜的部件而不是更可靠的部件的决定。有趣的是,好的价格往往以各种方式隐藏起来。通过推动研究和工作,您可以找到更好的价格。不确定你在哪里,但美国的公司似乎喜欢给我们比我在中国报价时更高的价格。通常,有些零件只销往中国市场,您必须了解它们才能获得定价。我曾经让一家公司进来展示他们的产品线,然后我开始询问他们最终证明是中国唯一的产品。他们停下来,问我是怎么知道他们的,

  9. 协商,如果你有量,第一个价格不是价格:) 可能第三或第四个价格是正确的价格。我们只是说,不,我将与您的竞争对手一起在这个部分上从 10 美元降到 2 美元(这本来是真的)。在某些时候,请记住这些零件是否与您的价值相等?如果您获得更多的可靠性和支持,也许几美分的成本是值得的?

  10. 建议。我假设你不是一个财大气粗的大公司,营销团队已经在大肆宣传你的产品?在这一点上,你更像是一个人创业。在创办公司或新产品时,我会给你最好的建议。别。专注于获得一个或十个客户需要什么。为此而建造。然后获得下一个 10 个,下一个 10 个,并与您的客户群一起扩展。对于我们工程师来说,制造产品并不是获得客户的难点。如果您发现只有在获得批量价格的情况下才能销售您的产品......也许这是一个错误的产品开始:)这里有一篇很棒的文章

工程师经常低估的一点是为所有组件寻找第二个来源。正如@The Photon(在他的出色回答中)提到的那样,不仅是为了价格谈判,而且也是为了确保如果您的某个组件不再出售,您不必丢弃 PCB,或者如果有问题不可预见的交付/供应问题。对于二极管等,这相当容易,但也尝试找到引脚兼容的稳压器,如果可能的话,甚至是其他制造商的引脚兼容微控制器。

如果您有不同版本的电路,例如 NPN/PNP 输出、不同的接口、电压版本等。为所有版本创建一个 PCB 通常比为每个版本创建一个 PCB 更便宜。然后,您可以只组装特定版本所需的部件。

如果您在 PCB 上留有一些空间(例如,如果您已经给出了 PCB 的机械尺寸),那么您可以添加用于 EMC 保护的封装,例如 TVS 二极管或去耦电容器。

我从我们的装配公司得到的一个提示(实际上是从一家 5 人公司的老板那里得到的,总是和客户交谈):

我们有一块带有 24 个“欧洲 DIN 连接器”的电路板。它们就像具有 2x16 或 3x16 引脚的标准排针。

电路板是波峰焊接的,连接器被平行拉过波峰,即连接器的所有引脚同时焊接。因此,液态锡局部冷却,引脚之间出现桥接的风险增加。如果将连接器垂直拉过波浪,则风险要小得多。

在我们的案例中,我们有大约 26 个电路板,他们手工对其进行了返工。但在更大的范围内,你不会这样做,这会降低你的产量。

通常情况下,将电路板拉到电路板上,短边在前,因此如果长排针之类的部件与长边平行,那就太好了。