全局DFM意识对于PCB设计的重要性

前言

    IC只是多层PCB的缩小版”这种类比并非完全没有道理。随着各PCB制造和组装商之间的工艺变得更加差异化,PCB设计可能会开始接受IC设计行业用于应对复杂性升级的一些相同理念。在复杂的PCB设计与制造过程中DFM可制造分析显得尤为重要。   

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以目的为导向的设计理念

    ●  若想使设计不出现 DFM问题，关键是要使设计规则、制约条件与PCB制造及组装供应商的能力相匹配。一旦建立设计规则和制约条件，就成为了确保设计的可制造性而需要始终关注的审核条件。在设计期间出现的问题在设计阶段是最容易发现和纠正的。在设计阶段具备DFM意识可以带来巨大回报。在初始设计期间发现制造问题还可以减少因研发计划偏差导致的重新设计，减少因此而耗用的时间。因此，设计师就能开始设计令人兴奋的新产品，而不是被困在本可避免的重新设计泥潭中。  

●  为了提供全局DFM评估，需要通过元件的“可获得性设计”评估来扩充传统DFM。设计人员可以在整个设计过程中随时打开物料清单(BOM)，立即了解部件可获得性的实时信息。如果主要部件缺货，系统将会自动在BOM中纳入按顺序排名的其他制造商生产的部件选择创建元件。此流程使元件采购更加有弹性，让设计师能够专注设计，同时为部件供应风险提供早期预警。  

●  将DFM全局意识引入设计，还能提高设计师的技能，比如掌握如何避免触发DFM验证警告的操作。若在设计团队中将DFM全局意识推行成为制度将能使整个设计师团队的水平更上一层楼。这种方法不仅实现了DFM弹性,还不会给设计师增加很多额外负担，可以说是两全其美。此外，随着设计师的DFM意识不断提高，他们在行业中的价值也会有所提升。   

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了解最终目标

● 采取 “以终为始”的定义，能够看出设计师必须要清楚了解设计的最终目标，这一点至关重要。在PCB制造和组装中，这意味着要对所选择的制造和组装供应商的能力有全面的了解。通常情况下，供应商会在列出这种能力的文档中详细说明，该文档必须转化到PCB设计环境中应用的规则和制约条件的集合中。

  ● 一些制造商介绍生产能力的方式是以可立即在PCB设计环境中使用的规则文件形式呈现，但全球成千上万家PCB制造商和组装服务供应商无法保持一致。与此同时,PCB设计、制造和组装的复杂程度不断升级，产能也越来越紧张。  

● 如今，由于非重复工程成本非常高,PCB设计和制造被视作是风险极高的项目。成本是如此之高，所以首次生产就必须要正确。为了实现这一目标，业界采用了一系列设计方法和工具，这部分得益于多供应商对库和设计数据交换的支持。这种相对开放的数据交换甚至包括存在竞争关系的物理验证系统所使用的“规则组”的可移植性。出于必要，该方法在设计周期的早期就考虑到了制造。

 

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大胆前行

    ● PCB复杂度、密度和边沿速度的提高趋势没有减缓的迹象，甚至有PCB相关研究正在采用混合铜和嵌入聚合物波导实现互连。将其与更广泛使用的层叠封装及其他较新的组装技术相结合,PCB制造业将会比现在更具艺术性。正如英特尔、三星和台积电等半导体制造商一样，他们严密保护制造IP，凭借各自的优势脱颖而出，这种状况同样将继续对PCB制造领域发挥影响力。制造商和组装商将继续通过其生产能力和专有IP技术展现差异化。

  ● 凭借由制造商和组装商组成的完全连接和有数据支持的全球生态系统，一旦设计师选择了制造商或电子产品制造合约服务商,他们就可以立即了解其生产能力。根据目标制造商的能力，设计空间将根据需要应用于其设计的固有规则和制约条件做出调整。这个理念类似于选择不同打印机时预览打印对话框中的更改方式。选择支持彩色打印的打印机，预览界面会随可用的图形分辨率、页面大小和其他打印机特定功能一起更改。

  ● 这种基于数据的全球生态系统在设计早期就能将制造意识融入到产品开发过程，提高人们对制造能力的意识，减少或避免了后期交流，不用随时召开在线会议或使用电子邮件沟通。假设组装商增加了一个功能更强大的贴装生产线，相关设计师要立刻意识到他们需要根据这一点更新规则和制约条件。

  ● 如果设计已经完成，想象一下，你只需轻点一下鼠标就能将PCB设计提交给全球的PCB制造商和组装商，然后找到最适合生产此设计的供应商。提交文件后，你会收到一份企业名单，包含可制造且可同时满足交货时间、成本目标、当前产能和地理位置等因素的相关要求。

 

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对DFM在电子产业的结论

    ● 首先，设计首次通过、高良率、成本优化以及可靠的PCB制造和组装是想要实现的目标;在设计阶段快速识别和纠正DFM问题，是避免提交不可制造设计的关键。通过实时元件智能技术增强传统DFM检查功能有助消除目前许多组装生产线出现的元件短缺意外。这种设计PCB过程中应用的全局DFM意识为构建设计流程奠定了基础，该做法不仅针对设计难题进行了调整，而且还可以避免影响利润、产品开发计划和业内名誉。随着产品复杂度的逐渐提高，全局DFM意识仍然是一种非常重要的战略能力，有助于提高电子产品实现过程的确定性。   

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