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PCB DFM準則及其重要性
要創(chuàng )建印刷電路板(PCB),設計人員除了將模板輸入計算機或3D打印機外,還必須做更多的工作。PCB的設計過(guò)程很廣泛,在制作原型之前必須仔細檢查設計。
PCB質(zhì)量檢查有多種類(lèi)型,從檢查電氣可行性的檢查到管理組件物理間隙的檢查。的制造(DFM)設計過(guò)程是那些檢查的一個(gè)重要問(wèn)題。
PCB DFM指南確??梢杂行У刂圃旖ㄗh的PCB的物理,電氣和其他屬性。沒(méi)有明顯物理或電氣錯誤的PCB設計仍然可能難以制造或無(wú)法制造。
PCB DFM指南還可以確保設計人員在原型投入生產(chǎn)之前確定潛在的問(wèn)題情況。遵循這些準則可防止設計人員將大量時(shí)間投入到無(wú)法按預期構建的復雜設計中。
遵循DFM準則有助于確保設計人員在生產(chǎn)過(guò)程開(kāi)始之前確定有問(wèn)題的PCB設計。
PCB DFM指南涵蓋哪些內容?
PCB DFM準則確定了各種潛在問(wèn)題,包括以下方面:
諸如組件擁擠之類(lèi)的物理問(wèn)題比較容易找到和糾正,但其他問(wèn)題可能更加隱蔽。
即使遵循DFM準則,也會(huì )出現電氣問(wèn)題。具有正確電流的布局可能難以均勻焊接,這又會(huì )導致電流流過(guò)設計時(shí)產(chǎn)生不均勻的發(fā)熱。
設計文檔問(wèn)題可能來(lái)自材料明細表(BOM)或原理圖中的差異,從而導致在制造過(guò)程中使用哪些組件的不確定性。
制造困難可能來(lái)自難以在不造成組件損壞的情況下創(chuàng )建的布局,例如重疊的安裝孔可能會(huì )堵塞和損壞鉆頭。
健壯的PCB DFM準則可以解決許多問(wèn)題,而設計軟件中找不到許多問(wèn)題。這些問(wèn)題之一是酸陷阱,當用于蝕刻PCB的酸通過(guò)表面張力收集在電路板的不良區域時(shí)會(huì )發(fā)生。這些區域很小,用肉眼很容易錯過(guò),但是它們會(huì )引起電氣問(wèn)題或削弱電路板的結構。
另一個(gè)很難看到的問(wèn)題是阻焊條條。當兩個(gè)焊接區域過(guò)于靠近時(shí)會(huì )發(fā)生這種情況,從而導致這些區域通過(guò)微小的焊接螺紋連接。這些意外的連接可能導致焊料剝落或導致PCB區域短路。蝕刻過(guò)程之后,未連接的銅條也會(huì )發(fā)生類(lèi)似的問(wèn)題。
設計人員應如何使用PCB DFM指南?
盡管PCB DFM準則非常重要,但沒(méi)有適用于每種類(lèi)型PCB設計的通用準則。這意味著(zhù)設計人員必須經(jīng)常根據自己的最佳判斷來(lái)決定遵循哪些準則。
然而,在大多數情況下,設計人員不必猜測,因為有些準則適用于大多數PCB類(lèi)型。例如,設計人員可以放心,無(wú)論使用哪種PCB,應檢查帶有銅走線(xiàn)的PCB是否存在斷開(kāi)的走線(xiàn)和走線(xiàn)違反情況。另一方面,高速數字PCB具有DFM準則,不適用于其他類(lèi)型的PCB。如果PCB制造商建議遵循某些DFM準則,則設計人員應準備執行這些檢查。
合同制造商(CM)通常有一些規則,他們希望設計師在構建PCB時(shí)要遵循這些規則。盡管一些設計人員認為這些規則是限制性的,但CM包含這些規則是為了保持較高的質(zhì)量標準。以這種方式執行的許多DFM會(huì )花費大量時(shí)間來(lái)重新加工電路板,但是即使多次重新加工通常也比制造過(guò)程開(kāi)始后固定電路板花費的時(shí)間更少。
可以實(shí)時(shí)識別許多DFM問(wèn)題,因此設計人員不必等到問(wèn)題出現后再進(jìn)行修復。設計人員應記住,即使是CM最好的DFM指南也可能會(huì )遺漏一些東西。因此,如果設計人員除了要遵循CM的要求之外,還想遵循其他DFM規則,他們應該毫不猶豫地這樣做。
PCB DFM指南如何與DRC配合使用?
設計規則檢查(DRC)在制造之前確定PCB中的電氣問(wèn)題。它們是檢查PCB質(zhì)量的良好起點(diǎn),但找不到所有可能的問(wèn)題。PCB DFM指南分析了更多類(lèi)型的問(wèn)題,因此更加詳盡。
DRC約束可以構成PCB DFM指南的基礎,而違反DRC則可以發(fā)出DFM問(wèn)題的信號。DRC和DFM準則可以集中于制造過(guò)程的不同部分,分別指定為制造設計(DFF)和組裝設計(DFA)。理想情況下,檢查應集中在制造,組裝和質(zhì)量上。
DRC和DFM準則在電氣功能方面存在一些重疊。但是,這不一定是一件壞事,因為電流的小問(wèn)題可能會(huì )導致遍及PCB以及包含PCB的機器出現一系列問(wèn)題。