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Ansys 블로그

November 9, 2020

DfM (Design for Manufacturing) 우수 사례

제조 문제는 전자 산업에서 보증 수익 및 시장 점유율 손실을 보는 가장 큰 이유 중 하나입니다. 설계와 관련된 공급망 장애 및 인쇄 회로 보드 어셈블리 (PCBA) 생산 문제와 같은 문제는 브랜드의 명성에 돌이킬 수 없는 손상을 초래할 수 있습니다. 따라서 회사는 이러한 문제를 완화하기 위해 DfM (manufacturability) 프로토콜을 적절히 설계하는 것이 중요합니다.

DfM은 결함을 줄이고 공급 체인의 품질 및 신뢰성을 검토하기 위한 일련의 우수 사례를 통해 제조 오류가 축소되도록 합니다. 가장 중요한 것은 이 프로세스가 디자인 단계에서 일찍 구현되도록 해야합니다.

자세한 내용은 Electronics DfM 웨비나를 확인하십시오.
 

제조 디자인이란 무엇입니까?

DfM (Design for manufacturability) 은 설계가 지정된 공급 체인에 의해 최소 결함 수로 일관되게 제조될 수 있도록 보장하는 프로세스입니다. 디자인 프로세스에서 늦게까지 DfM을 검색하면 거의 항상 제조업체의 문제를 해결할 수 있으며, 이로 인해 여러 디자인 반복이 발생하고 비용이 증가합니다.

일반적인 경험 법칙은 DfM을 조기에 능동적으로 구현하는 것입니다. 이는 백엔드에서 이슈를 잡기 위해 프런트 엔드에 돈을 쓰는 것이 향후 상당한 비용 절감으로 이어질 수 있기 때문에 이익을 얻을 수 있습니다.

DfM은 일반적으로 다음과 같은 이유로 디자인 프로세스에서 간과되고 있습니다.

안정성 및 제조로 인한 비용
문제는 규모의 순서에 따라 증가할 수 있음
나중에 디자인 프로세스에서 처리됩니다.

  • 공급망에 대한 통찰력이 부족합니다.
  • OEM (original equipment manufacturer) 이 DfM에 대한 피드백을 요청하지 않거나 너무 단순한 체크리스트를 가지고 있습니다.
  • OEM의 DfM 활동은 표준화되거나 분산되지 않습니다.
     

Design for Manufacturability: 우수 사례 리뷰

1. 산업 표준 디자인 규칙 활용

가능하면 기존 산업 표준 (IPC, JEDEC, ASTM, ISO) 을 활용하여 DfM 검토를 시작할 수 있습니다. 이러한 표준들은 많은 경우에 시도되었습니다. 이들은 PCB및 PCBAs에 대한 표준 디자인 사례 및 신뢰성 테스트에 대한 통찰력을 제공합니다.

사용할 수 있는 IPC 표준 및 테스트 방법의 예제는 다음과 같습니다.

  • IPC-2221-인쇄된 보드 디자인에 대한 일반 표준
  • IPC-A-600 인쇄된 보드의 적합성
  • 전자 어셈블리의 IPC-A-610 수용가능성
  • IPC J-STD-001D-Soldered된 전기 & 전자 어셈블리의 요구사항
  • BGAs에 대한 IPC-7095 설계 및 어셈블리 프로세스 구현
  • J-STD-020D.01: non-hermetic SSD (non-hermetic solid state surface-mount devices) 에 대한 습기/리플로우 민감도 분류를 위한 IPC/JEDEC 표준
  • IPC-TM-650: 테스트 방법 매뉴얼
    • 섹션 1.0: 보고 및 측정 분석 방법
    • 섹션 2.1: 비주얼 테스트 메소드
    • 섹션 2.2: 차원 테스트 메소드
    • 섹션 2.3: 화학적 테스트 방법
    • 섹션 2.4: Mechanical Test Methods
    • 섹션 2.5: 전기 테스트 방법
    • 섹션 2.6: 환경 테스트 방법

표준은 이미 진행된 것, 현재의 것을 보는 것이라는 사실을 명심하고, 디자인에 특정한 추가적인 문제를 고려하는 것이 중요합니다. 이 프로세스를 통해 공급자와 통신할 수 있습니다. 협업은 중요한데, DfM 프로세스에 관련된 디자인, 제조, 품질, 신뢰성 및 구매 팀의 대표가 있어야 합니다.
 

2. 정규 디자인 검토 수행

워크플로우에서 DfM을 구현하는 다음 단계는 정규 디자인 검토를 시작하는 것입니다. 이는 내부 또는 외부 팀에 의해 수행될 수 있지만 검토를 수행하는 설계 팀은 제조업체로부터 격리되어야 합니다.

디자인 검토는 제품, 시스템 또는 애플리케이션을 평가하고 각 구성요소가 산업 표준에 대해 수행하는지 확인합니다. 이 단계는 효과적인 제품을 빌드하고 프로토타입을 작성하기 전에 성공적인 디자인을 개발하는 것을 보장하기 때문에 중요한 단계입니다. 이는 비즈니스 자원을 절약하고 비용을 절감하며 가장 중요하게는 시장에 신속하게 시간을 보내는 것입니다.
 

3. 시뮬레이션 및 디자인 소프트웨어 사용

특정 케이스에서 시뮬레이션을 활용하여 제품 제조 후 리플로우와 관련된 장애 원인을 보다 잘 이해할 수 있습니다. 시뮬레이션으로 평가할 수 있는 하나의 프로세스는 PCBA 제조 과정에서 결함을 검사하기 위해 사용되는 인-회로 테스트 (ICT) 이다. 어떤 경우에는 ICT가 과도한 보드를 구부릴 수 있으며 구성요소 장애가 발생할 수 있습니다.

Ansys Sherlock 과 같은 도구는 회로 내 검사 분석을 수행하여 과도한 스트레스 위험에 있는 구성요소를 평가한 다음 테스트 지점 위치 조정과 같은 PCB 설계 또는 ICT 테스트 변화를 신속하게 비교하고, 테스트 지점 로드 및 배치를 줄이거나 보드를 지원하거나 추가하거나 보드를 지원하여 ICT중 어떤 컴포넌트가 위험에 있는지 확인할 수 있습니다.

Sherlock 무료 트라이얼 시작

Ansys Sherlock 분석은 PCB에서 네 개의 레지스터를 판별합니다.
커넥터 삽입 중에 심각한 오버스트레스에 위험이 있음

시뮬레이션이 DfM 프로세스에서 도움이 될 수 있는 또 다른 영역은 견고한 플렉스 기술입니다. 이 기술은 구부러지거나 작은 폼 팩터를 가진 스마트폰이나 노트북과 같은 많은 가전 제품을 설계하는 데 사용됩니다. 이 기술은 종종 더 많은 제조 단계를 가지고 있으며 설계 변경을 도입하는 것이 어려울 수 있습니다. 이 경우 시뮬레이션을 사용하여 잠재적 고장 위험을 확인하고 원하는 제품에 대한 설계를 최적화할 수 있습니다.

트레이스 모델링은 최근에 Sherlock에서 새로운 기능으로 소개되었고, 견고한 플렉스 기술을 시뮬레이션하는 데 특히 유용할 수 있습니다. 이 기술을 사용하여 회로 보드의 다양한 레이어에 있는 개별적인 구리 추적을 모델링할 수 있습니다. 추적 모델링을 사용하여 먼저 기하학적 구조를 빌드하고 자재 및 메쉬를 지정합니다. 이는 Ansys Mechanical에서 사용 가능한 추적 맵핑과 유사합니다. 두 기능 모두 시뮬레이션을 위해 PCB의 작은 세부사항을 캡처할 수 있는 좋은 후보입니다.

자세히 학습하려면 “Trace Modeling 101” 웨비나에 등록하십시오.
 

4. 자재 및 프로세스 감사 수행

마지막으로 DfM 프로세스의 마지막 단계로서 PCB 제조업체, 계약 제조업체 (CM) 및 해당 공급자에 대한 감사를 수행하는 것이 중요합니다. 특히 대규모 프로덕션 실행을 수행하기 전에 해당 자재 및 프로세스를 검토하기 위해 현장 감사를 포함합니다.

공급업체 평가 와 같은 서비스는 공급업체의 구성요소 및 기술을 평가하여 산업 표준을 준수하고 제품의 제조 오류로 인해 신뢰성 문제가 발생하지 않는지 확인할 수 있습니다.

Ansys가 귀사를 위해 무엇을 할 수 있는지 알아보십시오.

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