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技術專題
考慮PCB組裝成本和設計約束
PCB一樣，H-4的設計涉及在制造過程中轉移概念。H-4大力神的故事提供了有關機械尺寸與成本的關系，以及緊迫的需求是否可以克服成本問題的課程。盡管規模不同，但制造H-4的過程包括組件放置，導體電纜布線，測試，文檔和成本方面的考慮。出于成本考慮，該龐然大物只有一個原型停止生產。
影響組裝成本的約束類型
但是，在我們作為PCB設計團隊的工作中，我們還考慮了電路板的限制。機械尺寸是主要限制。盡管我們需要足夠的電路板面積和元件之間的足夠間距，但機械尺寸約束也將功能帶入了約束方程式。客戶的喜好-無論是在消費者，工業還是軍事層面-以及更小的零件的可用性也將機械尺寸限制推向了新的極限。
PCB生產工藝在機械尺寸和組件選擇方面存在局限性。由于需要確定通孔尺寸，這些限制也影響了制造商。雖然制造商可能希望使用較大的通孔，但某些組件可能需要較小的間距，而較高密度的組件則需要使用較小的通孔。制造商通常更喜歡改變通孔尺寸，以保持鉆孔過程的完整性。
盡管在生產時間表和成本效率方面要牢記許多限制，但設計人員仍然可以參與并考慮優化該過程。諸如制造設計，組裝設計，制造設計或總體設計，卓越設計之類的準則，都對工程團隊工作流程的健康做出了有益的貢獻。
生產力設計：DFM，DFF，DFA和DFX流程
隨著您繼續計劃董事會，其他限制變得顯而易見。即使我們可以說服一般公眾相信大型平底鍋披薩大小的可穿戴設備是可以的，但尺寸，安裝方法以及有關布局，組件放置和方向的間隙影響決策等約束條件仍使我們回到了機械尺寸約束。這些決策的任何問題通常會在卓越設計（DFx）流程中浮出水面。
制造商與設計團隊一起致力于DFx流程，其中包括在設計的概念階段生產更高質量產品的方法，指南和標準。除了提高質量和生產率，DFx流程還旨在減少工程變更單的數量，并與零件供應商建立更早的合作關系。
在DFx流程中，與制造設計（DFF）和裝配設計（DFA）標準相關的其他流程可確保PCB的概念符合物理布局規則，滿足制造商的能力并確保設計符合成本要求。例如，DFA會檢查堆棧和走線寬度如何與設計規則匹配。面向制造的設計鼓勵制造商，制造商和設計團隊之間就板的設計進行協作。
所有這些因素都會影響PCB的形狀因素以及有關最小和最大尺寸的決策。大功率設計和控制應用可能需要更大的電路板，而其他應用則需要最小的外形尺寸。DFF和DFA考慮的尺寸可以為PCB設計提供最佳的表面積。這些設計過程還研究諸如小型PCB 的板輪廓公差之類的因素。
如何降低PCB組裝成本？
消除風險可以降低項目成本。盡早在DFx流程中投入協作，可以確定可能的風險，并有助于制定降低風險的方案。在機械尺寸方面，風險涉及多個因素，包括物理完整性，生產步驟數和耐受性。
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當使用單個面板時，制造商對單個PCB具有絕對最大尺寸要求。超過這些最大尺寸要求會增加模具成本和交貨時間，并影響產品上市時間。擴大PCB的表面積還需要額外的支撐以確保物理完整性。對于制造商而言，使用大板也可以增加PCB組裝項目所需的步驟數量。作為示例，制造商可以決定項目需要更高成本的波峰焊而不是標準的回流焊。
由于公差，工具和處理問題，使用極小的電路板會導致成本上升。例如，設計團隊必須更加注意遮擋層和遮擋線。忽略這些風險可能會導致PCB產生故障。較小的板在處理和制造過程中需要格外小心，以達到允許的公差。制造商可能還需要設計和制造定制夾具，以方便板的制造和組裝。通過使用在制造和組裝過程中將PCB上的應力降至最低的支撐件，可能會產生額外的成本。