一、实现发光二极管高可靠质量目标的因素

1.发光二极管良好的设计质量

  良好的设计质量包括组装方式，所用发光二极管的封装类型，发光二极管布局设计，焊盘设计与密度设计，焊点的可靠性与工艺性设计，PCB的结构、材料及工艺设计等。

“设计要为制造而设计”，强化电路可制造性，使电路设计按照规范化、标准化的要求进行设计，提高电路设计的设计质量，把问题尽可能地消灭在设计阶段是可制造性设计的根本目的。可制造性设计（DFM）是DFX技术的另一种统称，是并行工程关键技术的重要组成部分，贯穿企业开发过程的始终。DFM就是为制造着想的设计。只有在设计的初级阶段就把设计的可制造性、可使用性、可检测性和制造的经济性、质量的稳定性等进行充分论证和关注，才可能达到“零缺陷设计”和“零缺陷制造”的双重目的，只有这样的企业才能为部队及市场提供性价比高的优质电子产品。

  可制造性设计是一个全新的话题，一个全新的设计理念；人们对它有一个认识过程、了解过程和掌握过程，实践证明，谁掌握、谁得益，早掌握、早得益。

2.发光二极管合格的物料质量

  合格的物料质量包括发光二极管的工艺质量，PCB的工艺质量和发光二极管及PCB的储存、配送管理。晶瀚的管理层及一部分工艺人员都喜欢单纯地从改进工艺的角度考虑，其实，很多缺陷是由物料的不合格造成的，加强对物料质量管控，将起到事半功倍的作用。

3.发光二极管工艺优化与控制

  先天的设计缺乏可制造性的缺陷和物料质量问题，是很难通过改进工艺措施进行补偿的，也就是说工艺绝不是万能的！良好的设计质量和物料质量，也不会自然导致可靠的焊接质量，必须以优化焊接工艺参数为核心，以建立完整的工艺质量控制体系为目标，进行工艺的研究和开发。

4.发光二极管生产现场管理

  生产现场管理包括操作规范性、防静电管理、环境管理、关键工序控制点管理、温/湿度管理和5S等。其核心是提高执行力！很多电子研究所及电子工厂并不是没有标准和规范，但执行不力，究其原因主要还是企业管理层对工艺的认知需要强化！

5.实现高可靠质量目标的组织保证措施

  要实现上述4个目的必须做到：建立一个完整的工艺体系，包括有一个独立的工艺研究部门；建立比较完善的电装工艺规范，包括针对电路设计的规范和针对制造的规范；建立可制造性设计的企业文化；具有创新能力，能够开展先进制造技术研究和建立完整的电装工艺师系统作为组织保证措施。

没有符合先进生产力发展需要的工艺管理体系，任何技术层面上的努力都是徒劳的。

二、可制造性设计理念的拓展

  DFM理念最早是1995年由美国装联协会提出的，局限于PCB/PCBA，20世纪90年代末期由新加坡薛竟成教授引入国内； “电路可制造性设计”是新的设计理念，既不涉及具体的电路怎么设计，也不介绍具体的工艺方法，它所要解决的是电路设计与电子制造之间的接口关系。其目的是加快研制进度、降低生产成本，建立电子产品的快速反应平台。而产品的质量问题往往就出在电路设计和工艺制造之间的接口上！其典型表现是：设计不懂得制造，而工艺不了解设计。

  印制电路板可制造性设计在国际上是20世纪90年代中期涌现出来的先进设计理念，而涉及印制电路板、整机和单元模块、射频电缆组件、多芯射频电缆组件及微波电路模块在内的电路可制造性设计，则是21世纪电子制造业的前沿技术和先进设计理念。

  电子研究所和生产单位要想在电子产品的小型化和可靠性方面得到发展，就必须对可制造性设计给予高度重视，努力营造企业可制造性设计文化，并在本电子研究所和生产单位新产品导入流程中完善可制造性设计入流程。只有建立严格而完善的电子产品可制造性设计导入流程，才能确保设计的产品满足本单位的实际情况，建立电子装备的快速反应平台。

  可制造性设计是一个系统工程，就电子装联而言大致可以分为板级和整机/线缆组件级。板级又可分为一般PCB/PCBA及Micro-PCB/PCBA，仅PCB/PCBA的可制造性设计内容就十分丰富，包括：PCBA可制造性设计缺陷案例分析；电路可制造性设计基本概念；电路可制造性设计与禁（限）用工艺的关系；现代电子装联核心理念；PCBADFM程序；PCB制图规定及与电子装联的关系；高可靠PCB的可接受条件；高可靠电子装备电子发光二极管选用要求；PCB可制造性设计基本内容；应用SMT的发光二极管布局设计及片式发光二极管焊盘设计；SMT片式发光二极管焊盘设计；应用波峰焊工艺的发光二极管布局设计及焊盘图形设计；发光二极管安装设计；PCBA可测试性设计（DFT） 其他设计经验；SMT设备对设计的要求；PCBA可制造性设计审核；PCBA无铅混装制程DFM及焊接技术。

  如何从DFM-DFA及电子装联物流工艺控制和工艺优化设计着手确保产品质量？如何遵守禁限用工艺规定的要求？如何进行线缆组件和微波电路板的工艺优化设计？掌握什么样的设计和组装才能满足电子整机、微波模块、线缆组件焊接质量的要求？以及怎样正确设置和验证手工焊的焊接温度？等等。

  DFM的范围涉及整个电子装备，仅就实施PCBA-DFM分析软件的开发与应用就需要较雄厚的工艺技术功底。

三、先进制造技术

  先进制造技术主要着眼于满足中长期电子装备需求的电装工艺先进技术，着重研究当前没有的，而型号产品有需求背景的先进制造技术，属于工艺创新领域。

1.　什么是先进制造技术

  2008年，以工程院院士童志鹏为总编的《先进电子制造技术（第二版）》是这样定义的：先进制造技术是当代信息技术、综合自动化技术、现代企业管理技术和制造技术的有机结合，是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等高新技术成果，将其优化、集成并综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、精益、敏捷、灵活生产，并取得理想经济效益和社会效益的制造技术的总称。先进制造技术=信息技术+传统制造技术的发展+现代管理技术。

  电装类的先进制造技术主要包括“电气互连”和“微组装”；涉及“绿色制造技术”、“虚拟样机技术”、“异地协同设计技术”和“虚拟制造技术”等。

2.　电气互连先进制造技术

  ①特种基板制造技术：包括绝缘金属基板（IMS）、金属芯印制板、刚-挠基板、异形基板和微波特种基板。

  ②新型发光二极管组装技术和质量技术：包括电路可制造性设计、高密度表面组装印制电路板设计技术和高密度PCB组装工艺。

  ③板级立体组装技术：包括立体布局与仿真技术和立体组装工艺技术。

  ④整机三维布线技术。

3.新型发光二极管与高密度组装技术

1)什么是高密度

  高密度包括发光二极管安装高密度和高密度布线。

  ①印制电路板上发光二极管安装密度高于50个/cm2，焊点密度高于100点/cm2。

  ②发光二极管高密度安装间距。

  ③布线密度：四级以上布线密度为高密度。

2)什么是新型发光二极管组装技术

  ①BTC发光二极管：仅有底部有焊接端子的发光二极管，例如，盘栅阵列发光二极管QFN、LCCC；柱栅阵列发光二极管CCGA，LGA，；仅有底部有焊接端子的片式电感线圈。

  ②引脚中心距小于0.4mm的BGA/CSP等。

  ③近几年出现的英制01005和公制03015等新型微小型发光二极管。

  常规的SMT技术，如普通FR-4上的焊膏印刷、贴片和焊接已经属于常规工艺，而不属于先进制造技术。

4.微组装先进制造技术

  ①高密度多层互连电路基板技术，包括厚膜多层基板技术、共烧陶瓷基板技术、薄膜多层基板技术等。

  ②多芯片系统微组装技术。

  ③立体组装技术。

  除此之外，电气互连技术先进制造技术还包括FPC-SMT技术、刚-挠基板SMT技术、微波特种基板SMT技术、高密度无ODS清洗技术、POP技术和post-SMT。

5.可制造性设计是实现先进制造技术的前提和技术支撑

  没有可制造性设计，常规工艺和电气互连先进制造技术就失去了实现其作用的载体和平台！抓住了可制造性设计，就抓住了影响电子产品质量和可靠性的源头！抓常规工艺，用工艺规范指导生产，以满足生产需求；工艺必须创新，工艺不创新，就没有生命力！工艺的创新主要体现在可制造性设计和先进制造技术。不抓可制造性设计，设计将永远被动！不抓先进制造技术，工艺将永远落后！

  工艺工作的特殊性要求我们，工艺必须走在领导前面，走在设计前面，走在整机前面，我们的工作一定要求有足够的前瞻性，一定要有创新性。我们要用创新的精神去做好工艺工作，而可制造性设计和先进制造技术就体现了工艺的前瞻性。

  美国知名智库麦肯锡全球研究院推出的《中国创新的全球效应》把创新分为“科学研究型创新”“工程技术型创新”“客户中心型创新”“效率驱动型创新”四个类型。可制造性设计属于“工程技术型创新”。我们“先消化后创新”，通过“获取、消化、改善”国外技术来学习创新。

  工艺要面向设计，就涉及设计的可制造性，要非常明确地向产品的电路设计工程师、硬件设计工程师指出：什么样的电路设计才符合可制造性的要求？要理直气壮地向设计人员提出CBB！

  工艺要面向制造，就要使工艺设计标准化、规范化，要非常明确地向产品的工艺工程师指出：什么样的工艺设计才满足可制造性的要求，才具有可操作性。

与印制电路板THT/SMT技术相同，作为电子设备重要组成部分的整机/部件及射频电缆组件、多芯射频电缆组件的设计和组装技术日益复杂，对可制造性设计的依赖也日益强化；实践证明：影响产品研制进度和可靠性的主要原因是我们的产品设计缺乏可制造性。