česky english Vítejte, dnes je sobota 20. červenec 2019

Návrh pro vyrobitelnost – Terminologie

DPS 3/2015 | Zajímavosti - články
Autor: RNDr. Karel Jurák, Ph.D., Ing. Zuzana Nejezchlebová, CSc.

Článek se zabývá jedním z trendů navrhování výrobků ve všech oblastech techniky. Jde o obecný přístup k navrhování: Design for Manufacturability (návrh pro snadnou vyrobitelnost), resp. Design for X (návrh z hlediska X). Tímto X se rozumí např. problém vyvolaný/související s X; problém ovlivňující charakteristiky X výrobku atp. Příspěvek je úvodem do základní anglické a české terminologie a zkratek z této oblasti.

Návrh pro vyrobitelnost – Terminologie

Následující přehled ukazuje Návrh DFX pro obecné výrobky – [wiki]:

  • DFX – Design for eXcellence (dokonalost)
  • DFR – Design for Reliability (požadovanou spolehlivost)
  • DFM – Design for Manufacturability (snadnou vyrobitelnost)
  • DFE – Design for Environment (ochranu environmentu / životního prostředí)
  • DFA – Design for Assembly (snadnou montáž)
  • Logistic / Supply chain (spolehlivou logistiku / dodavatelský řetězec)
  • Low-quantity Production (malý objem výroby)
  • High-quantity Production (velký objem výroby)

Další přehled ukazuje možnosti návrhu DFX pro jednotlivé fáze života výrobku – [wiki]:

  • Development (vývoj) – doba do uvedení na trh; spolehlivost; testovatelnost; bezpečnost; kvalita; korozní poškození; riziko
  • Production (výroba) – náklady; vyměnitelné díly; vyrobitelnost; logistika
  • Utilization (používání) – uživatelsky přátelské; (masová) použitelnost; udržovatelnost
  • Disposal (likvidace) – environment; udržitelný rozvoj; recyklovatelnost

Obdobné trendy se prosazují při navrhování elektroniky, např. elektronických podsestav různých výrobků: automobilů, mobilů, notebooků až jaderných elektráren.

Návrh neosazených a osazených desek (z pohledu normalizačních komisí)

IEC TC 91 / WG 12: Design of printed boards and board assemblies [www_ _iec_ch)]

Cíl: Vypracovat a koordinovat metodiku a zásady návrhu, které odpovídají koncepci návrhu pro konkurenceschopnou výrobu. Tyto zásady lze uplatnit pro manuální návrh i pro případy automatizované funkce rozmisťování elektronických součástek a vodičů. Tyto zásady jsou uvedeny v tabulce 1.

IPC Public Group 1-14 DFX Standards Subcommittee [www_ipc_org] Tato subkomise vypracovává směrnice pro využívání průmyslových norem pro DFM, DFR, DFA atp.

Cílem této skupiny je publikovat směrnice DFX začátkem 2015.

Problematikou návrhu pro elektroniku se dnes zabývají rovněž akce IPC APEX, kde byla např. prezentována pravidla pro DFM [APEX].

  • DFM Guideline #1: Know Your History (Znát historii firmy)
  • DFM Guideline #2: Standardize Design Methods (Ustálení metod návrhu)
  • DFM Guideline #3: Simplify the Design by Parts Reduction (Zjednodušení návrhu omezením počtu dílů (modulů, víceúčelových dílů atp.)
  • DFM Guideline #4: Design for Lean Processes (Návrh optimalizující tok výroby)
  • DFM Guideline #5: Eliminate Waste (Omezení zbytečností při výrobě)
  • DFM Guideline #6: Design for Parts Handling (Návrh pro minimalizaci manipulace s díly)
  • DFM Guideline #7: Design for Joining & Fastening (Návrh pro efektivní spojování a upevňování)
  • DFM Guideline #8: Use Error Proofing Techniques (Minimalizace chyb při návrhu a montáži)
  • DFM Guideline #9: Design for Process Capabilities (Návrh respektující způsobilosti / možnosti výroby / montáže)
  • DFM Guideline #10: Design for Test, Repair & Serviceability (Návrh pro testovatelnost, opravitelnost & udržovatelnost)

Obrázek 1 ilustruje „starý“ a „nový“ přístup k návrhu, vývoji, výrobě, používání a likvidaci výrobku z pohledu DFM.

Zkoušení desek podle [61189] musí respektovat zadané performance levels (úrovně požadavků) na desky, které jsou popsány v Capability Detail Specification (předmětové specifikaci způsobilosti) [62326-4-1].

Failure Mode and Effect Analysis (analýza projevů a důsledků poruch), musí být zahrnuta v efektivní zpětné vazbě, která obvykle využívá příslušnou laboratoř pro rozbor poruch, resp. zkušební laboratoř.

Základní nabízené služby a kontroly [ZČU, RICE]:

  • Mikroskopy (elektronový, laserový konfokální, fluorescenční, AFM, optický, metalografický)
  • Mikroanalýza (včetně povrchové)
  • Prvková analýza (EDS)
  • Termické analýzy (DSC, STA, TMA, DMA, FT-IR)
  • Klimatické a mechanické zkoušky (komory, trhačky, ...)
  • Metalografické hodnocení desek, součástek atp. (výbrusy)
  • Přijatelnost desek plošných spojů dle IPC-A-600
  • Přijatelnost elektronických sestav dle IPC-A-610
  • Diagnostika pájených spojů (včetně intermetalických sloučenin)
  • Testování pájitelnosti desek s plošnými spoji a součástek
  • Měření čistoty po pájení (iontové nečistoty)
  • Dekapsulace (rozpouzdření) součástek
  • Zhotovování fotodokumentace

Literatura

[61189] ČSN EN 61189 Zkušební metody pro elektrotechnické materiály, propojovací struktury a sestavy

[62326-4-1] ČSN EN 62326-4-1 Desky s plošnými spoji – Část 4: Neohebné vícevrstvé desky s plošnými spoji s propojením vrstev – Dílčí specifikace – Oddíl 1: Předmětová specifikace způsobilosti – Úrovně požadavků A, B a C

[650] IPC-TM-650 Test Methods Manual (FREE DOWNLOAD jednotlivých metod)

[APEX] Design for the Manufacturing IPC APEX 2012, Cheryl Tulkoff [wiki] Wikipedia – http://en.wikipedia.org; http://cs.wikipedia.org

[ZČU, RICE] Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta elektrotechnická, „Katedra technologií a měření“ a „Regionální inovační centrum elektrotechniky“

Partneři

eipc
epci
imaps
papouch
ep
mikrozone
mcu
projectik