全局DFM意識對于PCB設計的重要性

前言

IC只是多層PCB的縮小版”這種類比并非完全沒有道理。隨著各PCB制造和組裝商之間的工藝變得更加差異化,PCB設計可能會開始接受IC設計行業用于應對復雜性升級的一些相同理念。在復雜的PCB設計與制造過程中DFM可制造分析顯得尤為重要。

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以目的為導向的設計理念

●若想使設計不出現 DFM問題，關鍵是要使設計規則、制約條件與PCB制造及組裝供應商的能力相匹配。一旦建立設計規則和制約條件，就成為了確保設計的可制造性而需要始終關注的審核條件。在設計期間出現的問題在設計階段是最容易發現和糾正的。在設計階段具備DFM意識可以帶來巨大回報。在初始設計期間發現制造問題還可以減少因研發計劃偏差導致的重新設計，減少因此而耗用的時間。因此，設計師就能開始設計令人興奮的新產品，而不是被困在本可避免的重新設計泥潭中。

●為了提供全局DFM評估，需要通過元件的“可獲得性設計”評估來擴充傳統DFM。設計人員可以在整個設計過程中隨時打開物料清單(BOM)，立即了解部件可獲得性的實時信息。如果主要部件缺貨，系統將會自動在BOM中納入按順序排名的其他制造商生產的部件選擇創建元件。此流程使元件采購更加有彈性，讓設計師能夠專注設計，同時為部件供應風險提供早期預警。

●將DFM全局意識引入設計，還能提高設計師的技能，比如掌握如何避免觸發DFM驗證警告的操作。若在設計團隊中將DFM全局意識推行成為制度將能使整個設計師團隊的水平更上一層樓。這種方法不僅實現了DFM彈性,還不會給設計師增加很多額外負擔，可以說是兩全其美。此外，隨著設計師的DFM意識不斷提高，他們在行業中的價值也會有所提升。

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了解最終目標

● 采取“以終為始”的定義，能夠看出設計師必須要清楚了解設計的最終目標，這一點至關重要。在PCB制造和組裝中，這意味著要對所選擇的制造和組裝供應商的能力有全面的了解。通常情況下，供應商會在列出這種能力的文檔中詳細說明，該文檔必須轉化到PCB設計環境中應用的規則和制約條件的集合中。

●一些制造商介紹生產能力的方式是以可立即在PCB設計環境中使用的規則文件形式呈現，但全球成千上萬家PCB制造商和組裝服務供應商無法保持一致。與此同時,PCB設計、制造和組裝的復雜程度不斷升級，產能也越來越緊張。

●如今，由于非重復工程成本非常高,PCB設計和制造被視作是風險極高的項目。成本是如此之高，所以首次生產就必須要正確。為了實現這一目標，業界采用了一系列設計方法和工具，這部分得益于多供應商對庫和設計數據交換的支持。這種相對開放的數據交換甚至包括存在競爭關系的物理驗證系統所使用的“規則組”的可移植性。出于必要，該方法在設計周期的早期就考慮到了制造。

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大膽前行

●PCB復雜度、密度和邊沿速度的提高趨勢沒有減緩的跡象，甚至有PCB相關研究正在采用混合銅和嵌入聚合物波導實現互連。將其與更廣泛使用的層疊封裝及其他較新的組裝技術相結合,PCB制造業將會比現在更具藝術性。正如英特爾、三星和臺積電等半導體制造商一樣，他們嚴密保護制造IP，憑借各自的優勢脫穎而出，這種狀況同樣將繼續對PCB制造領域發揮影響力。制造商和組裝商將繼續通過其生產能力和專有IP技術展現差異化。

●憑借由制造商和組裝商組成的完全連接和有數據支持的全球生態系統，一旦設計師選擇了制造商或電子產品制造合約服務商,他們就可以立即了解其生產能力。根據目標制造商的能力，設計空間將根據需要應用于其設計的固有規則和制約條件做出調整。這個理念類似于選擇不同打印機時預覽打印對話框中的更改方式。選擇支持彩色打印的打印機，預覽界面會隨可用的圖形分辨率、頁面大小和其他打印機特定功能一起更改。

●這種基于數據的全球生態系統在設計早期就能將制造意識融入到產品開發過程，提高人們對制造能力的意識，減少或避免了后期交流，不用隨時召開在線會議或使用電子郵件溝通。假設組裝商增加了一個功能更強大的貼裝生產線，相關設計師要立刻意識到他們需要根據這一點更新規則和制約條件。

●如果設計已經完成，想象一下，你只需輕點一下鼠標就能將PCB設計提交給全球的PCB制造商和組裝商，然后找到最適合生產此設計的供應商。提交文件后，你會收到一份企業名單，包含可制造且可同時滿足交貨時間、成本目標、當前產能和地理位置等因素的相關要求。

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對DFM在電子產業的結論

●首先，設計首次通過、高良率、成本優化以及可靠的PCB制造和組裝是想要實現的目標;在設計階段快速識別和糾正DFM問題，是避免提交不可制造設計的關鍵。通過實時元件智能技術增強傳統DFM檢查功能有助消除目前許多組裝生產線出現的元件短缺意外。這種設計PCB過程中應用的全局DFM意識為構建設計流程奠定了基礎，該做法不僅針對設計難題進行了調整，而且還可以避免影響利潤、產品開發計劃和業內名譽。隨著產品復雜度的逐漸提高，全局DFM意識仍然是一種非常重要的戰略能力，有助于提高電子產品實現過程的確定性。

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