妨礙PCB可制造性的七個DFM問題解析

當(dāng)我們完成設(shè)計并將其送到制造廠后，如果我們的產(chǎn)品存在大量可制造性設(shè)計（DFM）錯誤，那么便會造成產(chǎn)品擱置。這種情況不僅令人沮喪，而且代價高昂。

　　在項目早期盡早考慮制造問題有助于降低成本、縮短開發(fā)時間，并確保設(shè)計順利過渡到生產(chǎn)階段。相反，若不這樣做，便會造成不良后果。

　　憑借多年的行業(yè)經(jīng)驗，我們總結(jié)了7大妨礙PCB可制造性的主要DFM問題。雖然以下列出的部分內(nèi)容是設(shè)計方面的最佳實踐，但還有一些是由制作/制造廠提出的問題。通過在項目的設(shè)計階段解決這些問題，我們將能夠在產(chǎn)品到達(dá)工廠之前糾正任何可能出現(xiàn)的DFM錯誤。

　　所以，在將設(shè)計發(fā)送給制造商之前，我們要注意下列DFM問題，因為它們可能隱藏在我們的設(shè)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，這些角會在PCB創(chuàng)建過程中導(dǎo)致酸的聚集。這個問題發(fā)生在洗滌過程之前，銳角導(dǎo)致殘留的酸陷入這些區(qū)域，而無法清除。最終，電路板上所含Gerber文件需要的銅元件開始腐蝕，導(dǎo)致銅線“斷開”或消失。

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

　　如何防止銳角：避免將走線以銳角或奇怪的角度放入焊盤，將角度保持在焊盤附近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的銅，這可能會在酸槽中導(dǎo)致一些嚴(yán)重的問題。眾所周知，細(xì)小的銅斑會從PCB面板上漂浮下來，并到達(dá)面板上的其他蝕刻區(qū)，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，這可能會在電路板內(nèi)引起噪聲和其他干擾（因為它的銅沒有接地——它將成為信號收集器）。某些軟件可以在設(shè)計中搜索這些問題，但是，如果我們的軟件不具備此功能，則必須手動找到它們并將其從電路板設(shè)計中去除。

　　注意：沒有萬無一失的方法可以避免銅條和孤島，我們必須手動或者使用軟件進(jìn)行檢查。
　
　3.引腳之間形成錫橋

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

　　4.散熱器

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

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

　　5.冷焊點或無焊接線

檢查焊盤內(nèi)的過孔至關(guān)重要——如果過孔放置不當(dāng)，可能會導(dǎo)致焊膏流入過孔。這將導(dǎo)致冷焊點或沒有真正的焊料連接。我們需要確定：在要求堵住過孔之前，焊盤中允許的過孔百分比。注意：造成問題的是過孔中的孔，而不是過孔中的焊盤。

　　大多數(shù)軟件應(yīng)該都能夠檢查這些問題，但如果我們使用的軟件不能，則必須手動檢查設(shè)計，以確保其符合裝配廠標(biāo)準(zhǔn)。

　　6.不包括測試點

　　在最終產(chǎn)品離開裝配線后立即對其進(jìn)行測試十分重要——通過在初始設(shè)計中納入測試點，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(xì)檢查。DFM檢查必須包括測試點與器件之間的間隙、焊盤尺寸、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，使用測試點數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個夾具，稱為針床式測試儀。針床式測試儀是一個軟件系統(tǒng)，它可以在設(shè)計中鎖定測試點的位置。憑借針床式測試儀，我們能夠?qū)⒃O(shè)計變更重新加入該測試夾具中，從而節(jié)省資金。

　　如果等到原型完成后才納入測試點，則可能會導(dǎo)致電路板上電子器件的更改（這可能會產(chǎn)生串?dāng)_、噪聲和大量其他問題），因此無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(shè)計和電路板的運作方式。通過在設(shè)計階段將測試點合并到電路板中，能為我們提供鎖定現(xiàn)有測試點并僅修改更改（如有）的能力。

　　設(shè)計中添加測試點時的注意事項：它們?nèi)菀捉咏鼏幔緿M檢查器是否確保我們的測試點沒有被隱藏？引腳間距如何（確保它們不要靠得太近）？

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

　　7.銅與板邊之間

　　PCB的制作過程包括將電路板自動運輸?shù)剿嵩『拖丛≈小ｃ~與板邊之間指的是PCB面板側(cè)把手上的空間，用于在整個制造過程中運輸電路板。如果銅與板邊之間的間距設(shè)置不當(dāng)，就會產(chǎn)生真正的制造問題。如果銅離電路板的邊緣太近，那么在蝕刻過程中，當(dāng)電路板上通電時便會產(chǎn)生短路。

　　注意：用于制造電路板的設(shè)備將控制夾持面板所需的間距——我們的電路板制造商應(yīng)該為此提供設(shè)計規(guī)格。

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

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