你将学习:
- 如何与制造商合作以减轻PCBA制造的复杂性，并最终使您的设计比竞争对手更快地进入市场的最佳实践。
- PCBA制造过程中的步骤。
- 如何最小化复杂性的程序。
在设计原型电路板时，许多电子工程师都有一种“我一看到就知道”的方法来处理问题。然而，当与合同制造商(CM)合作进行印制电路板组装(PCBA)时，没有什么可“看”的，因此，没有太多关于为什么电路板制造复杂或将复杂的见解。
了解PCBA制造的复杂性对于识别和减轻不同PCBA设计的交货时间、成本和可预见性的主要驱动因素至关重要。对于设计工程师，可以使用“构建”(即“完成每个过程需要什么?”)和“恢复”(即“由于过程失败需要哪些步骤?”)的概念来推广这些复杂性。
PCBA制造过程的分解
PCBA的制造过程可以分为印刷电路制造过程(裸fab)和组装过程(向基板添加组件等)，两者都有一个构建过程和一个可能的回收过程。构建过程详细说明了构建板的步骤，而恢复过程包括从发现的任何缺陷中恢复所需的步骤。
构建过程
构建过程中的具体步骤数量和每个单独步骤的复杂性由设计的构建规范决定。可以理解的是，随着步骤数量和每个步骤的复杂性的增加，棋盘的整体复杂性也会增加。此外，构建过程的每一个额外步骤也会增加劳动时间、项目管理开销和出现缺陷的机会。
因此，为了降低成本和缩短时间，设计师必须考虑将构建过程中的步骤数量最小化的方法。除了节省成本和时间，这样做还增加了可预测性，因为更少的步骤留给缺陷的空间更少。
恢复过程
对于构建过程中的每一步，都有可能出现缺陷，并且最终需要在恢复过程中对其进行纠正。虽然恢复可以像一些修补一样简单，但它可能会像构建过程一样变得越来越复杂，甚至需要完全放弃构建并重新开始。基于缺陷的可能性，从给定的缺陷中恢复所需的步骤的数量，以及每个步骤的复杂性，对于设计师来说，恢复过程将变得昂贵和漫长。
因此，一个成功的板构建不仅需要一个优化的构建过程，还需要一个精心准备的恢复过程。
在制造和装配中的构建和回收
虽然构建和回收过程在制造和装配过程中都具有复杂性，但它们在每个过程中表现出不同。
例如，许多人认为控制装配过程比控制制造过程“更容易”。这主要是由于与组装相比，制造过程中包含的化学过程的数量。
由于装配过程中的大多数构建过程步骤是机械的而不是化学的，装配过程也具有较低的技术复杂性，因此，更大的可控性。此外，组装过程通常比组装过程包含更少的构建步骤，因此它通常具有更低的整体构建复杂性。
装配工艺通常比制造工艺具有更灵活的回收工艺。在组装过程中，大多数发现的缺陷可以重新加工，而在制造过程中发现的缺陷更有可能需要一个报废事件和之前(已经完成的)步骤进行重复。
在某些情况下，如果缺陷难以纠正或需要更换组件，那么返工可能会比重复之前的步骤更加费力和昂贵。这将进一步添加到恢复过程时间轴中。
最小化复杂性:为什么它很重要
将复杂性最小化是成功构建电路板的关键。这是因为制造和组装过程中的缺陷会增加成本，延长整个制造时间。
即使只有一个缺陷，也可能需要完全重新启动制造和/或组装过程。不幸的是，在很多情况下，直到流程的非常晚的时候才可能识别出缺陷。例如，使用时域反射计(TDR)对阻抗的最终验证是在生产过程的最后阶段进行的。如果测试失败，则必须重新启动整个过程，重新设置前置时间。
对于制造商来说，在PCBA生产过程中进行测试是一个两难的选择:如果他们进行太多的测试，就会减慢整个生产过程，浪费时间和金钱。如果他们进行的测试太少，就会增加与在过程后期发现缺陷相关的风险和可能的成本。
简而言之:越复杂，交货期越长，成本越高，制造过程变得越具有挑战性。
工程师如何使用CMs来最小化复杂性
对于寻求优化他们的PCBA制造过程的工程师来说，尽早参与他们的CM将使他们处于最佳位置，在太多的决定之前理解和最小化他们设计中的复杂性。通过咨询他们的CM，工程师可以看到哪些构建规范增加了过程步骤，哪些没有。CM还可以洞察恢复过程的复杂性，识别与构建过程的每个步骤相关的风险，以及它们的潜在恢复过程可能是什么样子。
为了完成一个成功的板构建，工程师必须与他们的CMs密切合作，以识别和最小化整个构建和回收过程中的制造和组装的复杂性。这样做可以降低产品出现缺陷的几率，降低成本，简化制造时间，使工程师能够更快地将他们的创新产品推向市场。
