什么是DFM可制造性分析？

作者介绍：李工，PCBA工艺工程师。

可能有人都不知道这个岗位，那我换个通俗易懂的解释。

我和DFM-可制造性分析息息相关，其实就一个桥梁，是研发与生产之前的桥梁，平时会接触到电子工程师、PCB Layout 工程师和工厂等，需要了解的知识也挺多的，PCB制造、PCBA工艺、PCBA组装、元器件、可靠性设计等。

今天先来简单介绍一下DFM。 （这里声明一下，讲这么多，不是要说我多重要或者怎么的，其实我就是一颗螺丝钉）

一、什么是DFM?

百度上有定义，截图了，具体的可以看下图。 这里我用自己的话语来表达一下，DFM可制造性分析其实就是研发与生产之间的桥梁，在他们两个中间进行沟通，通过简化、优化、改进产品设计，用更低的成本制造出更好的产品。

线束DFM可制造性分析也就是从产品开发设计时起，就考虑到可制造性，使设计和制造之间紧密联系，实现从设计到制造一次成功的目的。

具体的情况是以下这些：

找出设计阶段潜在的问题并提供解决方案

元器件设计错误规避

有机会进行适当的元器件替代，提高元器件质量或者降低成本，同时满足原来的需求

提高生产流程和元器件质量的生产效率

减低产品生产的成本

一、为什么DFM这么重要？

企业的目标：低成本、高产出、良好的供货能力、长期可靠的产品。 也就是说用更少的钱生产出更好的产品，而DFM就可以在很大程度满足企业的需求。 DFM对于效率、速度和高生产率都至关重要。

很多人认为，大约70%的产品制造成本来自刚开始设计阶段，例如物料或者生产制造，因此DFM具有很大的降 低成本的能力，除此之外，DFM还可以在整个制造和生产过程中起到作用。

产品各周期的影响力图（来源于网络）

这里具体列几点：

使用DFM，可以降低生产成本

加速产品上市的时间

缩短开发成本

减少改版次数或者不需求修改，减少开发成本

降低返工、返修成本

找出错误和故障，并且规避解决掉

提供更高质量的产品，因为设计可以在每个阶段进行改进和增强

同样身为工程师的我，站在工程师的角度，DFM可制造性分析，为工程师省了很大的麻烦。 不用被老板催，不用熬夜改线束图纸，不用承受多方的压力，还可以减少被怼的次数。

DFM在产品各阶段的应用

二、如果没有DFM会发生什么？

为了尽可能快速高效地组装印刷电路板，根据DFM要求进行设计非常重要。 这里列举几点如果没有进行DFM可制造性分析可能会出现的常见问题。

DFM的重要性

1、没有针对物料价格和可用性进行更优的选择

电子元器件的价格可能因为渠道而不相同，这对PCB的组装可能会产生意向不到的影响，虽然说这对样品成本影响不大，但是一旦投入到生产中，成本就会迅速上升。

例如：在设计中使用了10次的电子元器件上多花了1块钱，在一块板上加1块钱可以不说，但如果是1万块板呢，就是1万块。 如果考虑到PCBA上全部的元器件，1块钱的差异也会产生巨大的成本差。

这只是一个例子，但更多的情况是，板子可能远不止1万块。

当然不止是价格，不同的供应商和分销商在元器件的应用也会有不同的变化，如果物料的价格低，但是生产时不可以用，可能会面临巨大的制造延误。

尤其是在产品生产周期末尾时，如果物料被标记为不满足新设计，使用寿命不达标，或者过时，那就必须要重新设计电路板适应更新的物料，可能又要熬夜改板子。

2、PCBA组装失败

物料如果与PCB不匹配就会在制造过程中会导致很多错误，这里列举几个常见的：

当然这里只是列举了几个，实际上还会存在更多的问题，任何不能正确匹配的物料有可能需要手动焊接甚至重新设计，这意味讲减慢电路板的制造速度，并且花费更多的时间和金钱。

3、可靠性设计

可靠性设计也是一个常见的问题，电路的设计没有考虑到PCB组装和可实用性。 假设产品的使用环境是在户外，必须要耐高温，但设计的时候根本没有考虑到，这样的产品在测试的时候根本不达标，然后就开始重新设计，选物料，可能还会后续生产中出现其他的问题。

三、在产品生产中怎么应用DFM？

1、从原理图开始

在设计原理图时，设计人员就会选择所需要的物料，通常都是依靠实现什么功能来进行选择的，但还要考虑到很多其他的因素，包括物料的价格、可靠性及其使用生命周期。 如果在设计阶段就开始考虑，就可以节省掉很多麻烦，并且可以规避掉一下制造商的麻烦。

这里不得不说一下BOM，现在市面上有很多物料选型匹配的，其实就可以解决掉很大的问题，不过遇到停产的时候，就会考虑到选型替代了，会稍微有点麻烦。

原理图

2、PCB 布局

PCB布局也是设计中一个重要部分，在设计的早期阶段，关乎到如何设置电路板的重要决定，也会直接影响电路板的制造方式。

1）单层板、双层板还是多层板？

双层板通常用于信号完整性和热管理，同时也要考虑到板的可制造性。 例如确定所用的通孔是最佳钻孔纵横比所需的板厚，这就需要使用不同的电路板材料或者更改电路板的层数。

2）电路板模型轮廓

确定PCB的模型和轮廓，需求详细的电路板形状和尺寸，还包括放置固定组件、通孔、插槽等。 这里必须注意，可以避免重新设计和组装上的错误。

3）物料

为了避免组装过程中出现焊接问题，必须要准备好物料。

3、根据DFM要求放置和布线

PCB 元件布局和布线需要在高速和电源电路中以最短的信号路径进行布局，以实现最佳电气性能。 PCB 设计人员在布置电路板时，必须在电路板的电气和制造需求之间取得平衡，这一点很重要。

主要注意以下几点：

4、设计定稿和文档

除了布局和布线之外，PCB 布局期间还有许多其他任务会影响电路板的可制造性：

以上就是关于DFM简单的介绍，希望能够对大家有用，欢迎大家多多指教。

　　审核编辑：汤梓红