完整的DFM分析指南

我的一個好朋友開了一個關于為制造業規劃一個新的PCB設計的笑話：他經常會問“你今天打電話給你的制造商了嗎？”來強調你應該在設計過程中多次與你的制造伙伴接觸。這是設計師經常忘記的，它可能會導致大規模生產前的重大頭痛。事實上，你的董事會應該經過多輪的DFM分析，以確保制造和裝配的可制造性。

那么你應該什么時候開始對你的設計進行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，而全面檢查設計的可制造性是非常耗時的，尤其是在復雜的布局中。以下是DFM分析中的期望，以及如何快速完成設計過程。

廣義地說，DFM分析適用于任何需要大規模生產的產品。制造出來的產品需要設計成適合大批量生產的工藝，所以需要對設計進行檢查，以確保設計中沒有任何東西會造成低產量、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行DFM分析是至關重要的。

多氯聯苯的DFM分析包括檢查設計是否符合制造商的制造和裝配流程。任何有經驗的設計師都應該知道，可能影響質量的設計選擇列表是很長的。我知道我還沒有記住可能隱藏在設計中的每一個可能的可制造性問題，所以當我準備進行制造時，我經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：您應該何時對您的設計運行一些DFM檢查？如果你在做一些更簡單的電路板，在生產前依靠你的制造商來進行最終的DFM檢查是很好的；重復的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。對于更先進的東西，比如具有緊密間隙和多個信號標準的高層數混合信號板，需要進行多次DFM分析以盡早發現潛在的質量問題。

在制造前防止不必要的設計變更的最佳方法是在幾個不同的時間進行DFM分析：

• 選擇組件時：這主要與無源元件尺寸有關，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，我們仍在確定電路板的一些基本方面，如可能的層數、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計的IPC可生產性水平。

• 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，在一個設計被投入生產之前，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團隊合作：在某些情況下，可焊連接器或其他機械元件的放置會產生過緊的間隙。

其中有一些要點值得詳細闡述，因為在其他一些文章中可能不會經常討論。

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測部件的升空。

顯然，你應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過驗證的組件（如果可用）。然而，一旦封裝進入布局，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和層數的堆疊，你會通過這一個飛揚的顏色。他們已經完成了所需的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，您可能會驚訝地發現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，您可能會收到標準8mil/40mil/8mil S/P/P/S堆疊，總厚度為62mil。更復雜的堆棧可能需要一個自定義表，特別是當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，他們將生產的董事會完全一樣，它出現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級別，因為不同的服務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果：根據過程能力檢查間隙，以及檢查特定行業要求 .

當你把你的設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于間隙檢查的結果。制造商應該已經檢查了上面列出的區域，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，環形環尺寸，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置太低，一些腳印上的焊盤有小的環形環尺寸。

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，內置庫中的孔尺寸過大，迫使邊緣周圍的環形環過小，以保持間隙。在調整孔的尺寸后，我們能夠為2級環形環留出空間，同時仍留有足夠的間隙以防止橋接。

對于一個有數千個網絡的大型復雜設計，制造商如何檢查PCB布局中的每個可能的特征？有一些應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用程序，他們將在內部使用，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計前制造。

另一個可能需要更多經驗的設計需求領域是對IPC類的符合性進行審查。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、環形環尺寸、鉆頭和襯墊直徑與銅重量的關系，以及介質厚度要求。另一個重要的方面是在設計中鍍通孔和孔的能力，這是確保抗熱膨脹和循環的可靠性所必需的。

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計意圖？您需要您可以找到的最佳云協作工具集。如今，隨著所有事情都數字化，PCB設計師需要工具來幫助他們在復雜的項目上進行協作，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、其他團隊成員和客戶快速共享從完整項目版本到單個設計文件的所有內容。

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

• 與內部數據庫工具或外部版本控制應用程序集成

• 用戶訪問和管理功能

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

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

一旦你的設計和你的制造商在一起，他們可以對設計中的特定點進行評論，這將有助于確保在閱讀DFM分析報告時不會出現混淆。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可以像altium365那樣幫助您進行多輪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設計數據所需的所有工具。Altium 365是唯一一個專門用于PCB設計和制造的云協作平臺，Altium 365的所有功能都與Altium設計師 ? .