电子制图设计以及DFX

在整个开发流程中，如何将想法草图转变为规范的图纸，供应商能够阅读的文档以便实物的制作，生产厂家能够使用的文档以便最终产品的批量化生产，都是至关重要的。期间主要包含以下几个工作步骤：

元器件库（包含原理图和PCB）的制作及管理

电子设计原理图的设计制作

印制线路板（PCB）的设计制作

针对供应商以及生产厂家的需求，输出标准化的文档

在输入了设计的经验，客户的需求，供应商的能力和生产厂商的规范方法之后，形成标准化和系统化的制图方法是提高工程师效率的关键要点。由于硬件工作内容的分工和细化，一般大型汽车电子企业会把这几项内容分别交给元器件工程师，硬件工程师和电路板版图设计工程师，DFX工程师。

负责对元器件的选型的认证和验证实验

输出特殊元器件的需求，比如

是否需要conformal coating，underfill，散热胶和烘焙等等

PCB设计时留有足够元器件间隙便于产品合理化生产

在SJR（solder joint reliability）实验，红墨水实验，切片实验等实验基础上输出焊接盘大小的尺寸以及钢网开孔的需求

2）硬件工程师

完成原理图的绘制工作和相关的元件清单整理工作

为电路板版图设计工程师提供布局布线的产品要求信息

在布局和地平面策略制定时候提供支持

在最后的检查会议中根据通用的规则对PCB文件进行检查

在原理图设计阶段,尽可能多的增加测试点,提高产品在ICT(In-Circuit Test)的测试覆盖率

3）电路板版图设计工程师

在接收到原理图和需要的封装和其他信息以后

完成电路板的设计工作，

与硬件工程师、机构工程师、PCB供应商和DFX工程师确认电路板的功能性、电磁兼容性、可制造性和可装配性等要求

完成电路板版图制作过程

4）DFX工程师 DFX(Design For Excellence)

主要负责降低产品生产，BOM成本，提高产品质量。

保证产品在量产时的产出效率---高的OEE，低的LMPU和DPMU

横跨整个产品的设计阶段的检查，包含器件选型，原理图设计，PCB设计以及和供应商的TFC问题沟通

由于汽车电子是汽车精益化的产物，一段时间内很多设计开发方面的分工和细致的内容会越来越多，这块我可能还需要邀请某些细分项的工程来介绍一下有关PCB的一些查问题的细致内容。我之前遇到的一个案例就是非常细致的事情，弄了很久，一个是发生问题往前追溯，一个是之前精益设计把问题先解决掉。之前解决一个器件内部异常的问题，费了很多的时间和精力，还是往前追溯好一些。

SMD表贴器件的涂层

如果我们采用表贴类元件，在线路板上的时候，特别是表贴类传感器，如应变片、NTC/PTC等，就得非常小心整个涂层对于器件的影响了。特别是基于阻抗影响变化的部件，对整个采集系统构成产生重大的影响。如之前所叙述的那样，本身产生阻抗的变化都会导致实质性的故障。

图 敏感器件的处理

以电阻类为例：

•当电阻被树脂等涂层材料密封并涂覆时，热应力或树脂对电阻器的劣化可能会影响其特性。 提前与器件厂家确认性能和可靠性规格。当树脂吸收水分时，耐潮湿电阻器的腐蚀可能会恶化

•当电阻被树脂材料涂覆或灌封时，固化应力可能会导致保护层剥落和焊点开裂，导致电阻变化和断开

我们考虑到一种复合的失效模式，如果在柔性线路板上使用NTC表贴电阻，主要需要考虑这几个因素：

1）表面的封装材料

2）下面的粘接材料

3）待测对象的温度变化率

4）待测对象膨胀率

图 在柔性线路板上表贴元件情况

如下几个表的综合作用，主要是通过热应力的模式，对不同材料的膨胀进行孔隙的破坏，结构上上产生一些蠕变，然后再通过水分子入侵形成实际的反应。

表1 热应力失效模式

表2 湿度失效模式

表3 结构应力失效模式

遇到这样的问题，我们实质上需要从几个层面去确认：

1）从系统总成来得到不同温度下的工况条件

2）分解到系统层面，环境温度、电压和电流的Profile

3）根据这个来分解得到模组总成的电流、环境温度和振动条件，在特定湿度条件下来作用这个部件

4）到了细节层面进行两部分

分析当时的各种反应机理实际的，温度、工作电压、湿度条件和振动产生的缝隙路径

根据整个实验条件来评估整个机理形成的可现性

图 特定工作条件的分解（多因素应力分析）

实际我们在选用不同的涂层的时候，真是需要仔细去验证和评估，细节的部件层面特性有诸多的变量，需要通过实验进行区分。这真需要调用不同公司层面的知识和设备，需要从技术挖掘到技术导向和领导方面去评估。我们发现，在系统集成的过程中，最重要的是把部件层面供应商的实际所用的测试、方法和已知的各个行业的应用情况综合起来，才能为我们所用。

图 涂层本身评估的特性