妨礙PCB可制造性的七個(gè)DFM問(wèn)題解析

當我們完成設計并將其送到制造廠(chǎng)后，如果我們的產(chǎn)品存在大量可制造性設計（DFM）錯誤，那么便會(huì )造成產(chǎn)品擱置。這種情況不僅令人沮喪，而且代價(jià)高昂。

　　在項目早期盡早考慮制造問(wèn)題有助于降低成本、縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，并確保設計順利過(guò)渡到生產(chǎn)階段。相反，若不這樣做，便會(huì )造成不良后果。

　　憑借多年的行業(yè)經(jīng)驗，我們總結了7大妨礙PCB可制造性的主要DFM問(wèn)題。雖然以下列出的部分內容是設計方面的最佳實(shí)踐，但還有一些是由制作/制造廠(chǎng)提出的問(wèn)題。通過(guò)在項目的設計階段解決這些問(wèn)題，我們將能夠在產(chǎn)品到達工廠(chǎng)之前糾正任何可能出現的DFM錯誤。

　　所以，在將設計發(fā)送給制造商之前，我們要注意下列DFM問(wèn)題，因為它們可能隱藏在我們的設計之中。

　　1.銳角

　　銳角是指印刷電路板中銅元件上的銳角或奇怪的角度，這些角會(huì )在PCB創(chuàng )建過(guò)程中導致酸的聚集。這個(gè)問(wèn)題發(fā)生在洗滌過(guò)程之前，銳角導致殘留的酸陷入這些區域，而無(wú)法清除。最終，電路板上所含Gerber文件需要的銅元件開(kāi)始腐蝕，導致銅線(xiàn)“斷開(kāi)”或消失。

對于當今設計中的4密耳或5密耳走線(xiàn)，避免銳角尤為重要。因為它們很薄，所以很容易斷開(kāi)（由于吸附的酸，使有用的銅內部產(chǎn)生開(kāi)口）。一些軟件內置了針對此類(lèi)情況的檢查，但是，如果我們的軟件沒(méi)有此功能，則必須手動(dòng)評估電路板中可能導致這種情況的任何可能。

　　如何防止銳角：避免將走線(xiàn)以銳角或奇怪的角度放入焊盤(pán)，將角度保持在焊盤(pán)附近45度或90度。

　　2.銅條和孤島

　　銅條和孤島是許多平面層上自由浮動(dòng)的銅，這可能會(huì )在酸槽中導致一些嚴重的問(wèn)題。眾所周知，細小的銅斑會(huì )從PCB面板上漂浮下來(lái)，并到達面板上的其他蝕刻區，從而造成短路。另一種情況是，如果它們因足夠大而不能漂浮，它將成為天線(xiàn)，這可能會(huì )在電路板內引起噪聲和其他干擾（因為它的銅沒(méi)有接地——它將成為信號收集器）。某些軟件可以在設計中搜索這些問(wèn)題，但是，如果我們的軟件不具備此功能，則必須手動(dòng)找到它們并將其從電路板設計中去除。

　　注意：沒(méi)有萬(wàn)無(wú)一失的方法可以避免銅條和孤島，我們必須手動(dòng)或者使用軟件進(jìn)行檢查。
　
　3.引腳之間形成錫橋

　　由于蝕刻痕跡的劃線(xiàn)非常精細且引腳間距非常緊密，因此阻焊層對于PCB設計非常重要。沒(méi)有阻焊層會(huì )導致組裝過(guò)程中出現大塊焊料（尤其是引腳之間），進(jìn)而導致短路。此外，它還會(huì )降低對外層其他銅的腐蝕防護性能。為防止這些問(wèn)題，請務(wù)必檢查焊盤(pán)到蝕刻線(xiàn)和外形之間的對準度、阻焊層間（邊帶）的間距。此外，確保阻焊層沒(méi)有覆蓋引腳——我們的電路板工廠(chǎng)可以告知其允許的最小邊帶空間和對準度。

　　4.散熱器

　　散熱器通過(guò)與金屬基底或熱界面材料接觸來(lái)吸收和散發(fā)電子器件的熱量。如果散熱器中的助焊層開(kāi)口太大，一旦焊膏熔化，可能會(huì )導致器件從焊盤(pán)上浮起。為了防止這種情況，減少放在散熱片上的焊膏的量——不要采用一個(gè)很大的助焊層開(kāi)口，相反，試著(zhù)將其分成若干更小的助焊層開(kāi)口。這將有助于確保器件在烘烤過(guò)程中不會(huì )漂浮和碰撞到其他部件，避免短路。

　　助焊層開(kāi)口是DFM檢查的重要部分。發(fā)送給制造廠(chǎng)之前要回答一個(gè)問(wèn)題：PCB上的所有元件引線(xiàn)的助焊層開(kāi)口（和尺寸）是否都適合板？
　
? 　注意：我們的制造工程師應該告訴我們助焊層開(kāi)口的合適尺寸。

　　5.冷焊點(diǎn)或無(wú)焊接線(xiàn)

檢查焊盤(pán)內的過(guò)孔至關(guān)重要——如果過(guò)孔放置不當，可能會(huì )導致焊膏流入過(guò)孔。這將導致冷焊點(diǎn)或沒(méi)有真正的焊料連接。我們需要確定：在要求堵住過(guò)孔之前，焊盤(pán)中允許的過(guò)孔百分比。注意：造成問(wèn)題的是過(guò)孔中的孔，而不是過(guò)孔中的焊盤(pán)。

　　大多數軟件應該都能夠檢查這些問(wèn)題，但如果我們使用的軟件不能，則必須手動(dòng)檢查設計，以確保其符合裝配廠(chǎng)標準。

　　6.不包括測試點(diǎn)

　　在最終產(chǎn)品離開(kāi)裝配線(xiàn)后立即對其進(jìn)行測試十分重要——通過(guò)在初始設計中納入測試點(diǎn)，我們便提供了這樣一種方法，能夠在電路板完成后立即對其成敗進(jìn)行仔細檢查。DFM檢查必須包括測試點(diǎn)與器件之間的間隙、焊盤(pán)尺寸、器件背面，以及夾具制造完成后立即確定這些位置的方法。

　　然后，使用測試點(diǎn)數據創(chuàng )建一個(gè)夾具，稱(chēng)為針床式測試儀。針床式測試儀是一個(gè)軟件系統，它可以在設計中鎖定測試點(diǎn)的位置。憑借針床式測試儀，我們能夠將設計變更重新加入該測試夾具中，從而節省資金。

　　如果等到原型完成后才納入測試點(diǎn)，則可能會(huì )導致電路板上電子器件的更改（這可能會(huì )產(chǎn)生串擾、噪聲和大量其他問(wèn)題），因此無(wú)法真正測試電路板的真正功能。我們將需從本質(zhì)上改變設計和電路板的運作方式。通過(guò)在設計階段將測試點(diǎn)合并到電路板中，能為我們提供鎖定現有測試點(diǎn)并僅修改更改（如有）的能力。

　　設計中添加測試點(diǎn)時(shí)的注意事項：它們容易接近嗎？DM檢查器是否確保我們的測試點(diǎn)沒(méi)有被隱藏？引腳間距如何（確保它們不要靠得太近）？

　　注意：當我們將測試點(diǎn)放在電路板上時(shí)，它們成為DFM檢查的一部分。

　　7.銅與板邊之間

　　PCB的制作過(guò)程包括將電路板自動(dòng)運輸到酸浴和洗浴中。銅與板邊之間指的是PCB面板側把手上的空間，用于在整個(gè)制造過(guò)程中運輸電路板。如果銅與板邊之間的間距設置不當，就會(huì )產(chǎn)生真正的制造問(wèn)題。如果銅離電路板的邊緣太近，那么在蝕刻過(guò)程中，當電路板上通電時(shí)便會(huì )產(chǎn)生短路。

　　注意：用于制造電路板的設備將控制夾持面板所需的間距——我們的電路板制造商應該為此提供設計規格。

　　制造失敗的后果不僅令人沮喪，而且代價(jià)高昂。通過(guò)可制造性設計進(jìn)行前瞻性考慮只是避免遇到任何DFM問(wèn)題的眾多方法之一。上文列出的許多問(wèn)題可以通過(guò)軟件自動(dòng)識別（如Allegro? PCB DesignTrue DFM Technology軟件）。但是，如果您的軟件沒(méi)有DFM檢查功能，則必須自己手動(dòng)識別并解決它們。

　　所有工程師都最不希望收到制造商的“電話(huà)”，告知他們的電路板未通過(guò)DFM檢查，因此在最終檢查中尋找上述問(wèn)題非常重要——無(wú)論是通過(guò)自動(dòng)檢查還是手動(dòng)檢查。