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华为前首席PCB技术专家Dana Korf和Kelly Dack详解制造说明

十月 30, 2020 | I-Connect007
华为前首席PCB技术专家Dana Korf和Kelly Dack详解制造说明

我们在策划制造说明主题时,就想到一定要采访Dana Korf和Kelly Dack。Dana是华为前首席PCB技术专家,也担任过Multek、Sanmina、HADCO和Zycon等PCB制造商的前端工程总监。Dana强调应和设计师合作,并帮助他们提供准确的制造说明和文档。Kelly Dack多年来一直在处理(并纠正)错误或不完整的制造说明。本次采访涉及多方面内容,Dana和Kelly解释了他们在制造说明方面遇到的挑战,以及设计师如何能帮助创建更高质量的文件,以及如何才不需要额外解决这类令人焦虑的问题。

 

 
Andy Shaughnessy:Dana,不妨给我们简要介绍一下什么是制造说明,及其在设计过程中的作用。
 
Dana Korf:对我而言,制造说明中的打印文件是主要文件,以及包含重要信息的图表数据,例如叠层、钻孔表、某些维度和容差等信息,然后就是左侧的说明区,其中的说明包含了很多信息。制造说明会列出参考材料、阻焊层类型,可能还会包括铜的要求,及其验收规范,以及一些其他设计说明——所有这些信息都是在告诉制造商和组装厂哪些该做/哪些不该做。

IPC CID导师

Shaughnessy:这些都包含在涵盖性术语“制造说明”中?
 
Korf:这些说明大多数都与制造相关——该做什么和不该做什么。很少会有与设计相关的说明。我遇到过最常见的说明是与信号完整性有关。比如“我希望介电常数为8千兆赫”这种要求与设计更相关,因为你不会在8千兆赫下测试产品。一般而言,制造说明跟制造更相关,或者是与可接受性相关。
 
Shaughnessy:Kelly,你一直在处理大量此类制造说明。跟我们讲讲你如何参与以及遇到过哪些问题。
 
Dack:很荣幸能和Dana交谈。制造说明本来应该指明或确定设计师想在裸板PCB上实现何种功能,我觉得能够以此为出发点澄清设计要求的说明很好。在浏览一系列制造说明时,我们需要沟通,就裸板制造给出清晰明确的要求。
比如,一块电路板外形的生产有多种不同方式。我们不一定需要通过制造说明告诉工厂电路板的边缘应当铣削,除非这一点对于设计非常重要,或者是电路板边缘需要用V形槽。但如果明确定义了板外形和公差,并将其作为规格要求,让制造商按照这些规格要求去做,我们确实能做得更好。
 
Korf:我同意这一点。就像我会跟别人说,“告诉我你想要什么,而不是你想让我怎么做。我不会指导你怎么去设计电路板,你也不要指导我怎么去制造电路板。”我在制造说明中遇到的最常见的问题,就是设计师把其他电路板的说明复制粘贴过来,可是这些说明却并不适合他设计的电路板。或者是新的设计师对于这些规格要求并不熟悉。我最喜欢的一个例子就是,设计师告诉你“这块电路板应该符合IPC标准中3级产品的要求。”可孔环却不符合该要求,于是你告诉他们 “你的电路板无法达到3级产品的要求,因为你的设计达不到要求。你想让我怎么做?”于是他们对你说,“那就只好满足2级的要求。”
 
Dack:这一点我完全感同身受。在EMS公司工作时,我见过太多毫无意义的制造说明。有时候能看出来某些说明是复制粘贴过来的,而设计师完全不知道他们的说明到底给裸板制造商造成了什么困扰。我遇到过一个案例,设计师向我们提出,要求电路板材料选用FR-4,但又没有发来太多制造说明作为参考。我们作为EMS供应商的职责就是让那些跟我们有合作关系的电路板工厂给这个设计报价。这些裸板工厂各自说明自己的生产能力,然后我们得到报价。相信我,他们想做的就是赢得低报价,但不想用最好或Tg最高的材料。他们会认为自己能用最差的材料做出产品。
我们曾遇到过一个案例,询价中说明要使用Tg为130的材料,但实际生产时需要提高到170,因为材料在组装中要经历不同的热循环。高温材料当然是更好的选择,但因为说明中没有指明这一点,所以最后浪费了时间。实际上,因为设计师缺乏制定规格要求方面的技能,确实会浪费很多人的时间。
 
Korf:在高端电路板市场还是以美国和欧洲为中心时,制造商对成本并不敏感。制造商可能会选择超出设计师预期的材料。这可能会延长产品使用寿命,也可能会有更好的产品性能。而当我们将市场转向亚洲以后,制造商就会按照设计师指定的要求去做。设计师指定使用FR-4,他们就会根据标准Tg的FR-4报价,而且价格总是非常实惠的。我们不得不在培训时重申:“他们要什么就给他们什么,这就是行业现在的规则。不要选择那些超出他们计划成本的材料。”
几年前,我们就在中国遇到了类似的案例。一家公司找到我们说他们要采用FR-4,所以我们使用了无卤且中等Tg的材料,几个生产周期后我们制造好了样品。一切都很顺利。我们拿下了订单。发出修订好的报价之后,大家都很高兴。可最终的图纸发给我们时,上面写着 “我们要用高Tg的FR-4材料”。可这并不是他们当初指定的材料,于是双方开始发生矛盾,客户指责我们,说这是我们的过失。
这怎么能是我们的过失?他们指定了要用FR-4材料,所以我们挑出了一个合适的。实际上在我们看来,我们选中的材料可能并不是这款设计真正需要的材料,但确实是成本最低的。可最后遇到问题的时候,人们总会怪罪制造商。前端工作人员了解电路板工厂,前端工程师要承担所有事情的责任,因为他们给了我们最多的投入,我们有最好的计算机和薪资水平最高的人才,所以我们永远都不能出错。这种情况已属正常了。
另一种比较典型且常见的情况是,收到图纸以后发现上面写着“受ITAR限制”。而我是在亚洲的时候看到这类图纸的。我会问他们,“这里标示了ITAR。但我们不应该在这里看到有这个标志的文件。” 他们会对我们说:“可你们是美国人。”可我不应该在中国境内看到标有这类标志的文件。
我们找到了客户商务部的负责人,告诉他们因为这类设计受到ITAR限制,所以我们不能给出报价。他们认为没关系,这怎么能没关系?我不能因为你口头上给我免责就去冒险违反规定。人们都不去看制造说明,特别是那些负责采购的人员,尤为如此。他们不一定能明白说明中写着什么,这种情况我遇到过很多次了。
 
Dack:一般情况下,电路板制造商在拿下订单之后才会提出意见或疑问。所以明确规定规格要求就变得更加重要。你指定的要求越少,供应商就越会在拿到订单之前承诺公司有能力完成这个订单的生产,拿到订单后成堆问题才暴露出来,导致整个生产进程受阻。
 
Barry Matties:此时会提高报价吗?
 
Dack:会的。这样做会引起很多问题。比如在EMS领域,我们会和客户协商,因为我们也得针对这个制造任务给出我们的报价。而我们的报价又是基于其他供应商的报价。涉及裸板时,我们的职责就包括确定裸板的价格,而我们的成本严重依赖于供应商给出的报价。如果我们因为规格要求不明确而得不到准确的报价,就不得不在已经给客户报价后又修改价格。如果报价出现变化,局面一定很难堪。
 
Korf:刚才Kelly提到的一点,我只同意其中的部分说法。我同意的是,如果遇到很多询价需求的时候,人们通常不会在报价阶段做DFM审核,因为这个过程会花费很多精力,但是在大多数前端大批量生产的工厂里,25%至50%以上的产能都用于设计前的DFM。设计发到你手里,在报价之前,会听到销售人员说“我们需要做完整的DFM”。完成了一整套DFM、TQ和叠层评估之后,再把结果给他们发回去。这些工作占据了产能的很大一部分。有人可能总是会反驳:“我们在确定有把握拿下订单以后,才应该做DFM。”我曾经做过后续跟踪,按照每个客户的零件编号向销售人员跟踪后续的订单情况,结果得到的答案是:“有一个客户,我们给他们5个部件编号做了11次DFM,结果一个订单都没拿到,而他们拿到我们修改后的设计包,转而找其他厂家去生产了。”
Dack:更为雪上加霜的是,除非客户要求做DFM分析(通常懂行的客户会这么要求),否则那些缺少明确规格要求的客户不想听到他们的产品有任何问题的。那些供应商是否有可能因为担心会失去订单,就一直保留疑问,等拿到订单之后再提出这些问题?
 
Korf:一般分为两种情况。有些OEM的设计师希望了解所有的问题,如果你没有提出所有问题,他们会不高兴。而还有一部分设计师是完全不想听到任何问题。这属于前端工程设计遇到的两种情况,需要把客户按这两种情况分类。“这些人想了解问题,那些人不想。”对于那些不想听到任何问题的客户,你只需要告诉他们设计完全不能制造就可以了。然后告诉他们,“我们必须得中断一下。”我把这类问题称为“物理学定律”。我们必须要先解决掉问题,然后才能制造产品。但是在投标竞争非常激烈的情况下,很多EMS供应商和其他客户只会根据价格购买需要组装的电路板。他们才不在乎其他的因素,只考虑价格。谁的报价低谁就能拿到订单。
各家制造商也会去了解这些客户的需求,然后为他们量身定做相应的报价。也许后台会运行一部分高端DFM,目的是查找出可能会导致良率、返工率和主要成本受影响的关键问题。这项工作有时候由报价团队来做,有时由其他团队来做。 
 
Dack:我认为确定文档方向是很有价值的。我们先从电路板主面的说明开始,然后按照IPC标准规定去辨别主面和辅面。具体解读是,主面是设计师指定的那一面。这种说法很令人困惑。我们都知道为什么电路板上有焊料的一面叫做焊料面,有元件的一面叫做元件面。但现在电路板结构越来越复杂,这个说明就显得很不清楚了。我们现在能依据的就是设计师指定的面为主面。
 
Korf:这个说明对于组装配而言确实非常关键。在制造产品时,我们会浏览文件并确定板层的名称。板层名称是什么?我要如何将板层与电路板匹配?这是主面吗?是叫做第1层吗?这是顶层吗?是叫做Jim吗?我根本就不在乎这些结构的名称,只管告诉我就行了。大多数制造商会按照自己的想法去对齐电路板,可能与设计师标记的方式不一样。只是为了让工厂实现一定程度的标准化。从沟通交流的层面来看,这样做始终都是利于组装的,但对于制造却没什么用处。我们只在乎数据层名称和实际提供的数据是否匹配。
由于篇幅有限,本文节选刊登,更多内容可点击在线阅读,本文发表于《PCB007中国线上杂志》10月号,更多精彩原创内容,欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。

标签:
#制造工艺与管理  #华为  #制造说明 

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