PCB布局中可制造性的成本效益分析

在PCB布局期間必須遵循制造設(shè)計（DFM）規(guī)則，以確保針對制造進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，如果不遵循這些規(guī)則，則可能導(dǎo)致昂貴的后果。為確保針對最有效的制造優(yōu)化了電路板的布局，應(yīng)在交付使用之前進(jìn)行成本效益分析。

在布局中如何進(jìn)行成本效益分析

試圖實現(xiàn)的目標(biāo)是設(shè)計印刷電路板，以便可以順利地進(jìn)行制造?；蛟S有一些真正新穎的想法，但是如果PCB做不到，那將沒有任何好處。通過在布局過程中從可制造性成本效益角度分析設(shè)計，可以避免潛在的組裝問題。以下是應(yīng)重點關(guān)注的一些問題：

物料清單（BOM）：BOM中的任何錯誤都可能導(dǎo)致錯誤的零件被購買，庫存和準(zhǔn)備組裝。如果沒有及時發(fā)現(xiàn)這些錯誤，甚至可能導(dǎo)致在板上組裝了錯誤的零件。

組件間距：元器件間距不足的部件會導(dǎo)致組裝，測試和返工的問題。

元件的放置和旋轉(zhuǎn)：彼此之間過于靠近或旋轉(zhuǎn)不正確的零件可能會在波峰焊期間造成陰影。這會導(dǎo)致形成不正確的焊錫角，從而導(dǎo)致不良的焊錫連接。

焊盤位置和尺寸：焊盤占用尺寸過小或放置不正確也會導(dǎo)致不良的焊點，而焊盤占用尺寸過大會導(dǎo)致零件在回流焊期間未對準(zhǔn)。

阻焊層覆蓋范圍：如果焊盤之間沒有足夠的阻焊層覆蓋范圍，則焊錫可能會跨接在焊盤之間。這種橋接會導(dǎo)致焊盤之間的意外短路。

可測試性范圍：制造商將通過測試運行完整的電路板以驗證其組裝。如果設(shè)計中沒有提供足夠的測試點覆蓋范圍，則制造商將不得不訴諸其他更昂貴的選擇。

這些問題最終都可能會通過您為布局設(shè)置的最低設(shè)計規(guī)則，但它們可能不是可制造性的最佳條件。通過花時間從制造成本效益的角度來看這些領(lǐng)域，它可以幫助您對布局進(jìn)行微妙的更改，從而在裝配時廠產(chǎn)生更好的結(jié)果。接下來，我們將研究這些制造問題可能導(dǎo)致的一些擴(kuò)展后果。

這些布局錯誤如何轉(zhuǎn)化為制造問題

正如我們在上面看到的那樣，設(shè)計中的許多問題在布局過程中看似微不足道，但可能會在制造中帶來重大問題。以下是這些問題可能帶來的風(fēng)險：

BOM中的零件不正確：從購買零件開始，您的電路板在制造過程中會經(jīng)歷廣泛的過程。如果在BOM中指定了錯誤的組件，則最終可能會購買，存放和裝載錯誤的組件，并將其裝入拾放機(jī)進(jìn)行組裝。這本身可能是一個代價高昂的問題，但如果將這些零件組裝在板上，情況就會變得更糟?，F(xiàn)在，您將承擔(dān)手動返工以糾正問題的費用。更糟糕的是，有些不正確的零件（例如不正確的公差值）可能最初會工作，但后來在現(xiàn)場出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致更多的調(diào)試和維修費用。

零件間隙不足：零件之間的距離太近時，可能會干擾自動裝配技術(shù)。必須手動組裝和測試零件，甚至需要重新加工電路板的狹窄區(qū)域，都會增加額外的費用和意外費用。

焊點不良：如果在組裝過程中焊錫連接不良，則容易斷裂。這些中斷可能會導(dǎo)致完全的零件故障，這將導(dǎo)致額外的時間來測試，查找和維修不良的連接。更糟糕的是間歇性故障難以定位和糾正。這樣的問題在短時間內(nèi)會變得非常昂貴。

回流焊問題：由于焊盤過大而導(dǎo)致的大量焊料可能會導(dǎo)致表面安裝零件浮出位置。這些零件現(xiàn)在可能太靠近其他零件，從而導(dǎo)致潛在的間隙甚至短路問題。由于焊盤尺寸的不同，較小零件上的回流焊不平衡，可能導(dǎo)致這些零件在回流焊過程中直立，從而產(chǎn)生“立碑效應(yīng)”。再一次，這將需要更多的維修工作。

焊錫條：焊墊之間的焊錫橋接，如果沒有足夠的阻焊層覆蓋，則需要手工重新焊接才能去除。這些條中的一些可能很小，很難找到，這增加了維修時間和費用。

不完整的測試范圍：為了驗證沒有足夠測試范圍的電路板的組裝，制造商將不得不求助于其他更昂貴的測試方法。對于具有成千上萬個連接的大型電路板，手動臺架測試緩慢且昂貴，并且不如自動測試程序可靠。

如您所見，這些錯誤累積的越多，最有可能的制造延遲和成本加起來。最好的辦法是從一開始就評估設(shè)計的可制造性成本效益，并在將其發(fā)送給制造和組裝之前設(shè)計出任何潛在的問題。

利用您可用的資源

值得慶幸的是，在進(jìn)行成本效益分析時，有一些寶貴的資源可為您提供幫助。首先，您可以訪問像本文這樣的在線資源，以獲取信息。

另一個非常重要的資源是您的PCB制造商。從他們那里找出什么DFM問題是他們認(rèn)為是最優(yōu)先考慮的問題，然后進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計。

最后，您還可以使用華秋DFM對PCB設(shè)計進(jìn)行可制造性設(shè)計。華秋DFM是“華秋”歷時4年晝夜奮戰(zhàn)，為“電子工程師”傾力打造的一款貼心、實用的可制造性分析軟件。能夠一鍵DFM分析，定位、查看有問題的設(shè)計，針對每個有問題的選項，給出解釋，并給出修改建議。