完整的DFM分析指南

我的一個好朋友開了一個關(guān)于為制造業(yè)規(guī)劃一個新的PCB設(shè)計的笑話：他經(jīng)常會問“你今天打電話給你的制造商了嗎？”來強(qiáng)調(diào)你應(yīng)該在設(shè)計過程中多次與你的制造伙伴接觸。這是設(shè)計師經(jīng)常忘記的，它可能會導(dǎo)致大規(guī)模生產(chǎn)前的重大頭痛。事實上，你的董事會應(yīng)該經(jīng)過多輪的DFM分析，以確保制造和裝配的可制造性。

那么你應(yīng)該什么時候開始對你的設(shè)計進(jìn)行DFM分析呢？另一個重要的問題可能是：加速DFM分析過程的最佳方法是什么？在任何一塊電路板中都有很多需要檢查的地方，而全面檢查設(shè)計的可制造性是非常耗時的，尤其是在復(fù)雜的布局中。以下是DFM分析中的期望，以及如何快速完成設(shè)計過程。

廣義地說，DFM分析適用于任何需要大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品。制造出來的產(chǎn)品需要設(shè)計成適合大批量生產(chǎn)的工藝，所以需要對設(shè)計進(jìn)行檢查，以確保設(shè)計中沒有任何東西會造成低產(chǎn)量、缺陷或低壽命。如今，您的PCB制造商和PCB裝配商可能在地球的另一端，確保他們都能訪問一個單獨的、受控的項目信息存儲庫來執(zhí)行DFM分析是至關(guān)重要的。

多氯聯(lián)苯的DFM分析包括檢查設(shè)計是否符合制造商的制造和裝配流程。任何有經(jīng)驗的設(shè)計師都應(yīng)該知道，可能影響質(zhì)量的設(shè)計選擇列表是很長的。我知道我還沒有記住可能隱藏在設(shè)計中的每一個可能的可制造性問題，所以當(dāng)我準(zhǔn)備進(jìn)行制造時，我經(jīng)常依靠我的制造商來檢查我的電路板。

這就引出了一個重要的問題：您應(yīng)該何時對您的設(shè)計運行一些DFM檢查？如果你在做一些更簡單的電路板，在生產(chǎn)前依靠你的制造商來進(jìn)行最終的DFM檢查是很好的；重復(fù)的DFM深潛水只會占用過多的時間，而你的制造商可以很快地完成。對于更先進(jìn)的東西，比如具有緊密間隙和多個信號標(biāo)準(zhǔn)的高層數(shù)混合信號板，需要進(jìn)行多次DFM分析以盡早發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量問題。

在制造前防止不必要的設(shè)計變更的最佳方法是在幾個不同的時間進(jìn)行DFM分析：

• 選擇組件時：這主要與無源元件尺寸有關(guān)，特別是0201和01005。如果您必須使用這些小元件，請確保您的制造商能夠處理這些元件。

• 平面布置時：在這一點上，我們?nèi)栽诖_定電路板的一些基本方面，如可能的層數(shù)、跡線寬度范圍、通孔尺寸、是否需要使用HDI，使用哪種PCB層壓板以及適用于設(shè)計的IPC可生產(chǎn)性水平。

• 組件放置后：放置好組件后，請考慮組裝過程，尤其是有關(guān)焊接的過程雙面SMD板. 還要考慮接地部件如何焊接到其基準(zhǔn)面上，以及它們是否需要散熱。

• 在計劃堆疊時：你會驚訝的是，在一個設(shè)計被投入生產(chǎn)之前，需要修改多少個堆棧。這一個很簡單，要求你的制造商驗證一個堆棧表。

• 生成Gerbers后：一些缺陷是在Gerber文件中更容易看到，所以最好掃描你的Gerbers，看看是否有重疊的鉆擊和過孔縱橫比。

• 與MCAD團(tuán)隊合作：在某些情況下，可焊連接器或其他機(jī)械元件的放置會產(chǎn)生過緊的間隙。

其中有一些要點值得詳細(xì)闡述，因為在其他一些文章中可能不會經(jīng)常討論。

適用于連接器的某些點也適用于任何其他部件，但間隙周圍還有一點值得檢查。確保在裝配過程中允許膨脹，尤其是在帶有塑料罩或底座的連接器上。如果兩個組件太近，在焊接過程中膨脹，它們都可以在組裝過程中從板上提起。

在DFM分析中檢查間隙有助于我們在最近的制造過程中預(yù)測部件的升空。

顯然，你應(yīng)該努力確保你的腳印被證實。這可以手動完成，或者僅使用制造商直接提供的經(jīng)過驗證的組件（如果可用）。然而，一旦封裝進(jìn)入布局，您將需要檢查焊錫掩模開口、通孔間隙、其他元件間隙、通孔縱橫比等。如果你使用的軟件沒有正確的規(guī)則檢查功能，你可能會讓一個熱焊盤浮動，或者你可能會把一個鉆頭打得離焊角太近。您可以直接查看PCB布局，但是生成初步gerber并比較您的層是非常好的（見下文）。

您可以從臨時Gerber文件中找出需要焊接掩模開口和淚滴的元件。

這聽起來可能太簡單了，但如果你只要求你的制造商提供你想要的層數(shù)和層數(shù)的堆疊，你會通過這一個飛揚的顏色。他們已經(jīng)完成了所需的DFM分析，以確保特定的層堆棧通過他們的過程。它們將為您提供所需層壓板材料所需的跡線寬度、跡線間距（對于差分對）和層厚。在某些情況下，您可能會驚訝地發(fā)現(xiàn)您所需的層壓板材料不可用，您需要使用一個非常接近的等效材料。

如果你早點聯(lián)系你的制造商，他們會寄給你一張合格的堆垛臺。

對于4層堆疊，您可能會收到標(biāo)準(zhǔn)8mil/40mil/8mil S/P/P/S堆疊，總厚度為62mil。更復(fù)雜的堆?？赡苄枰粋€自定義表，特別是當(dāng)你有一個需要阻抗控制路由的電路板時。如果你很早就得到了疊加信息，你就不會冒險應(yīng)用了控制阻抗所需的錯誤軌跡和間距，一切都將得到驗證。

一旦你完成了你的電路板，并將其送去制造，你的制造商應(yīng)該使用你最終確定的Gerber文件運行他們自己的DFM分析。注意，我在這里寫“應(yīng)該”，因為不是所有的制造商都會這樣做；與一些制造商，你上傳你的Gerbers，他們將生產(chǎn)的董事會完全一樣，它出現(xiàn)在你的晶圓廠文件毫無疑問。對于某些制造商，您需要明確請求此服務(wù)級別，因為不同的服務(wù)級別只能作為附加組件提供。

一旦您從制造商處獲得DFM分析，您將看到以下兩個方面的大量結(jié)果：根據(jù)過程能力檢查間隙，以及檢查特定行業(yè)要求 .

當(dāng)你把你的設(shè)計文件交給你的制造商，他們運行他們的DFM分析，你可能會看到很多關(guān)于間隙檢查的結(jié)果。制造商應(yīng)該已經(jīng)檢查了上面列出的區(qū)域，但是他們還需要將你的特征尺寸和間隙與他們的工藝能力進(jìn)行比較。即使你在引用過程中使用了初步的Gerbers，最好還是再次運行它，因為你可能遺漏了一些東西。

下面是我最喜歡的ITAR制造商之一的DFM分析報告示例。在這個表中，我們可以看到間距，環(huán)形環(huán)尺寸，以及電鍍通孔和銅之間的間隙。從最下面一行，你可以看到我的跟蹤銅間隙設(shè)置太低，一些腳印上的焊盤有小的環(huán)形環(huán)尺寸。

示例DFM分析報告，顯示與工藝能力相比的間隙。

在這個例子中，我們在一個特定的封裝中有多個錯誤，它恰好是一個to-92包。在這種情況下，內(nèi)置庫中的孔尺寸過大，迫使邊緣周圍的環(huán)形環(huán)過小，以保持間隙。在調(diào)整孔的尺寸后，我們能夠為2級環(huán)形環(huán)留出空間，同時仍留有足夠的間隙以防止橋接。

對于一個有數(shù)千個網(wǎng)絡(luò)的大型復(fù)雜設(shè)計，制造商如何檢查PCB布局中的每個可能的特征？有一些應(yīng)用程序可以幫助自動化此過程，并將編譯包含任何流程沖突的報告。一些制造商有他們自己的應(yīng)用程序，他們將在內(nèi)部使用，而其他制造商會讓你訪問一個可下載的程序，你可以用來檢查你的設(shè)計前制造。

另一個可能需要更多經(jīng)驗的設(shè)計需求領(lǐng)域是對IPC類的符合性進(jìn)行審查。在報價過程中，需要指出的一個重要點是，你想要的IPC資格等級（如果有的話）。這包括檢查淚滴、環(huán)形環(huán)尺寸、鉆頭和襯墊直徑與銅重量的關(guān)系，以及介質(zhì)厚度要求。另一個重要的方面是在設(shè)計中鍍通孔和孔的能力，這是確?？篃崤蛎浐脱h(huán)的可靠性所必需的。

將文件交到制造商手中的最快方法是什么？如何確保他們完全理解您的設(shè)計意圖？您需要您可以找到的最佳云協(xié)作工具集。如今，隨著所有事情都數(shù)字化，PCB設(shè)計師需要工具來幫助他們在復(fù)雜的項目上進(jìn)行協(xié)作，并與他們的制造合作伙伴分享這些項目。使用Altium365平臺，您可以輕松地與您的制造商、其他團(tuán)隊成員和客戶快速共享從完整項目版本到單個設(shè)計文件的所有內(nèi)容。

Altium 365還通過一整套文檔功能幫助簡化DFM分析，包括：

• 組件和庫托管和管理工具

• 基于Git的集成版本控制系統(tǒng)

• 與內(nèi)部數(shù)據(jù)庫工具或外部版本控制應(yīng)用程序集成

• 用戶訪問和管理功能

在Altium 365內(nèi)部，有一個非常方便的方法，讓您的董事會進(jìn)入您的制造商發(fā)送到制造商的功能。項目發(fā)布后進(jìn)入Altium365工作區(qū)，您可以進(jìn)入項目發(fā)布并單擊屏幕頂部的“發(fā)送到制造商”按鈕，如下所示。然后，制造商可以在Altium Designer中打開項目，也可以下載發(fā)布文件并將您的制造文件通過DFM分析應(yīng)用程序。

一旦項目發(fā)布到Altium Designer工作區(qū)，您就可以訪問您的制造商。

一旦你的設(shè)計和你的制造商在一起，他們可以對設(shè)計中的特定點進(jìn)行評論，這將有助于確保在閱讀DFM分析報告時不會出現(xiàn)混淆。然后，可以通過瀏覽器在Altium 365中在線查看這些注釋，或者在Altium Designer中打開項目時在PCB布局中查看。沒有其他基于云的服務(wù)可以像altium365那樣幫助您進(jìn)行多輪DFM分析。

在整個過程中跟蹤項目更改的同時，通過多輪DFM分析獲得設(shè)計的最快方法是使用 Altium 365型 He平臺。您將擁有在安全云平臺中共享、存儲和管理所有PCB設(shè)計數(shù)據(jù)所需的所有工具。Altium 365是唯一一個專門用于PCB設(shè)計和制造的云協(xié)作平臺，Altium 365的所有功能都與Altium設(shè)計師 ? .