DFM：你的PCB设计准备好投入生产了吗？

术语DFM（可制造性设计）指的是设计产品的过程，其特定目的是使其更易于制造，以便以较低的成本生产出更好的产品。理想情况下，DFM应该在项目的早期阶段应用，并且应该包括整个产品开发团队，而不仅仅是硬件设计人员。
随着项目在产品生命周期的各个阶段进行，每个变更变得越来越重要和昂贵（每个变更使其变得更加复杂和昂贵），以至于实施变得特别困难。另一方面，在电路板开发的早期阶段应用DFM可以在保持产品原始性能的同时，以尽可能低的成本快速进行各种修改。
技术在我们生活的许多方面都发挥着关键作用：智能手机，联网手表，联网设备，联网汽车……它们都使用智能技术和互联性。这些产品和许多其他产品需要越来越复杂的印刷电路，这些印刷电路必须以最低的成本，在尽可能短的时间内以高质量进行制造。

DFM的优点

由于印刷电路板的生产分为多个阶段，并且为了避免重大的生产问题（DFM），因此必须事先确保印刷电路板不受设计问题的影响。在开发阶段，设计人员必须处理电气边界条件，例如所涉及的电压和电流值，功耗和热管理。
但是，其他因素也会在实际使用中起作用，例如：B.用于制造印刷电路板的机器的精度或公差以及所用材料的性能。DFM精确地描述了可以组织PCB布局以确保其可行性的过程。以残留环为例，或者在钻一个孔后保留在其中的铜粒区域。环的尺寸是从焊盘的边缘到孔的边缘进行测量的，并且是电路板设计中的基本参数，因为沉积在其上的金属化层可以在两侧进行电连接。
对于多层板，其余的环必须对齐，且要有足够的重叠以允许不同层之间的连接。完美的对中仅在理论上存在：即使是最现代的激光钻也不能100％准确。DFM工艺确保环的宽度允许各层之间略有不对准，而不会影响电连接。

 

DFM在PCB设计和制造中的主要优点是：

    · 更好的产品质量： DFM减少了使原始设计适应制造过程和PCB设备所需的修改次数，以避免损害产品质量；

    · 缩短上市时间：制造过程分为几个阶段，每个阶段都可能导致潜在的错误。DFM有助于减少由于有缺陷的产品，错误以及检查杂志和项目文档所花费的时间而导致的延迟。

    · 降低成本： DFM使PCB设计人员能够设计即使在高产量下也可以轻松制造的电路板。在PCB制造过程中发现的缺陷数量减少，也降低了成本。

 

DFM与RDC

PCB设计人员通常执行称为设计规则检查（DRC）的过程。但是，成功完成RDC之后是否需要进行DFM？是的，因为这两个过程实际上是不同的，并且是开始PCB生产所必需的。RDC实际上是一个自动分析过程，可以将项目与铸造厂规定的规则进行比较。这些规则定义了可能影响系统性能的电路板，层和连接的最低物理要求。
RDC的目的是发现任何差异或错误。另一方面，DFM可以识别在PCB制造过程中可能引起问题的所有方面：如果DRC过程检测到错误，则该错误存在于PCB的每个副本中。另一方面，DFM的问题只能在电路板上的某些单元上出现，即使经过很长的生产周期也可能出现。

 

如何将DFM原理应用于PCB

尽管PCB的制造标准可能因制造商而异，但是在应用任何制造过程之前，必须遵循某些通用DFM规则。为了声明准备好生产的PCB设计，必须应用某些基本DFM原理。以下是最重要的准则列表：

    · 组件之间的间距：电路板上的组件之间距离太近可能会给组装所用的自动化系统（例如拾取和放置机器）带来问题，从而使设计难以适应。连接器也是如此，必须正确放置连接器，以使其更容易将电路板连接到外部元件。

    · 放置和旋转组件：组件在电路板上的放置会影响焊接过程，特别是如果它们的排列不规则或不一致。所有相似的组件必须朝向相同的方向，以确保它们在焊炉中正确焊接。

    · 组件焊盘的尺寸：如果组件焊盘的尺寸不正确，则回流焊接过程可能会导致不规则加热，进而导致组件部分脱离。这种现象被称为曼哈顿效应或墓碑效应。

    · 除酸剂：在电路板上走线时，应避免锐角，这会在清洗用于蚀刻电路板的化学药品时造成严重问题，从而减小走线本身的厚度。通过确保导体走线之间的角度始终小于90度，可以避免在制造电路板后出现分层痕迹。

    · 孔的优化：许多PCB设计使用了太多不同的孔尺寸，应避免使用这些孔以降低生产成本。

    · 焊盘之间缺少阻焊层：这会形成焊桥，并使两个不应连接的焊盘短路。因此，请务必仔细检查每个颗粒是否包含足够的清漆以确保所需的间距；

    · 颗粒上的丝网印刷：即使颗粒上的丝网印刷部分重叠，也会导致焊接过程中出现问题，从长远来看可能会带来灾难性的后果。图1显示了必须避免的重叠示例；

图1：在小球上丝网印刷的示例。

    · 开环控制：通常在对原始项目进行修改以进行更改时发生。在不删除现有连接的情况下创建新连接通常会产生无限循环。

    · 用于项目的文件的验证：必须格外仔细地检查Gerber文件，因为它们在将项目转换为物理对象时可能会引起问题。电路板的每一层都需要一个单独的文件：这意味着您需要注意许多文档，避免混淆或混淆它们。