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如何为制造和组装创造强大的产品设计

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作者Cadence PCB解决方案

关键的外卖

  • 了解现代CAD软件在制造和装配中的作用

  • 了解MCAD和3D功能如何改变产品设计

  • 为什么DFM和DFA规则和约束对于强大的产品设计如此重要

机器人制造与装配图形

利用先进的CAD软件可以帮助您创建易于制造和组装的产品设计

长期以来，在电子行业，一旦工程师完成了他们在电子设备上的特定任务，他们就会把它传递给下一个人，然后继续下一个任务。使用这种设计方法导致了设计过程中的分段沟通，在生产过程中产生了问题。然而，如今CAD技术的发展，团队有了更好的设计策略。工程师能够在设计过程的多个元素上进行工作，从而在产品设计的制造和组装方面实现更强的协作。

对于要制造的电子设备，制造商必须收到包含所有所需元素和规格的完整设计。此外，一旦电路板制造出来，为了成功组装，工程师必须确保产品的设计能够满足制造和组装工厂的限制。

我们将看看这些规则和约束对产品设计在制造和组装中的重要性，以及电子设计如何演变以简化这一过程。

通过智能CAD软件进行强大的产品设计

在过去，pcb是为特定的电子原型设计和制造的。这个原型被用于测试，允许在生产之前对电路进行优化。然而，在快速开发这些原型的过程中，设计可行，但不一定适合大规模生产。这导致了额外的重新设计步骤，需要额外的验证和增加的成本。

使用现代CAD工具，设备能够以类似的快速速度与大规模生产能力进行设计。使用以下工具可以实现产品设计易于制造和组装特征。

  • 在线零件检索使设计人员能够在设计过程中使用将组装到他们的板上的实际最终组件。而不是利用一个初步的符号和占地面积，设计师可以确定最终组件的大小和功能。
  • 通过DFM规则和约束，设计师能够布局电路板，并在他们创建了违规或必须移动特定组件以适应间距要求时获得即时反馈。
  • 直接进口制造商规格使用IPC-2581可以让设计人员从一开始就很容易地知道他们应该使用什么约束值。
  • 三维布局查看使设计人员能够在开发阶段看到设备的外观。这对于检查尤其有用连接器间隙或伸缩能力．

3D和MCAD在产品设计中的作用

一般来说，CAD系统已经取得了重大进展，将3D组件信息合并到机械系统的导出中。足迹现在携带STEP模型信息，打开了一个全新的3D设计画布。除了导入3D机械模型，了解小部件如何围绕大部件更紧密地分组，还可以了解它们如何与部件放置相互作用，这非常有用。此外，使用多个系统板和添加机箱的能力允许在发送您的板制造之前进行预验证。

工程师们一起设计产品)

在你的设计过程中使用DFM和DFA规则在你的产品设计生命周期中是无价的

产品设计对制造和装配的重要性

电路板和电子器件遵循设计→制造→测试开发的流程。制造阶段由制造组成，其中裸板由走线、过孔和衬垫制成。组装过程是将组件焊接到电路板上的过程。

为制造而设计vs.为装配而设计

产品制造设计(DFM)涉及设计决策，如布局、材料选择、堆叠、通道位置等，以优化制造和组装的便利性。面向装配的产品设计(DFA)指的是在设计决策时考虑到组装。这包括组件间距，间隙，板边间距，焊接屏蔽，丝印镶板，以及更多-所有这些都使组装变得容易。DFA通常是DFM的子集。如果设计人员在产品设计中使用定义不佳的约束，那么在制造过程中可能会出现各种问题。使用正确的DFM规则集应该是预防这些问题的优先事项。

最直接的DFM规则应该来自您的合同制造商，并且在产品设计过程中应该优先遵守这些规则。上传CM的DRC文件是确保您的产品设计适合制造和组装的最简单和最可靠的方法。

如果您的CM没有提供特定的DFM规则，请遵循一般行业标准以确保质量和安全。如果这些规则，出于任何原因，也不可用或模糊，使用您的CAD软件的默认值可能是一个很好的起点。

能够利用设计工具来创建生产就绪的电路板是一个宝贵的工具。通过ECAD和MCAD设计能力，电子产品的制造和组装设计比以往任何时候都更加精简，从而实现更高的电路板产量和更低的成本。确保这些强大的产品设计的最佳方法是使用PCB设计系统，该系统具有设计电路板所需的所有功能，并具有任何信息和所需的设计规则。OrCAD PCB Designer放大了集成DFM和DFA的优势，允许实时设计约束可视化，防止制造中的错误和延迟。

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