PCB的可生產(chǎn)性設計（DFM）
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關(guān)于什么是DFx——
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/202405/459297.htmDFX，“X”為什么包括這么多鬼！
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成熟工程師與初級工程師的差異：DFx的素養
通過(guò)DFX設計提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性
·DFM：Design for Manufacture 可生產(chǎn)性設計
DFM的意思是面向制造的設計，Design for manufacturability，即從提高零件的可制造性入手，使得零件和各種工藝容易制造，制造成本低，效率高，并且成本比例低。
就是在設計階段充分考慮到生產(chǎn)環(huán)節可能碰到的困難，而為了減少生產(chǎn)問(wèn)題，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本而進(jìn)行的設計，這里包括硬件設計也包括軟件設計。
一、DFM分析階段
不同階段進(jìn)行DFM分析，取得不同的效果。能在早期發(fā)現問(wèn)題更好。最糟糕的是有些公司并不能認知到：這是一個(gè)DFM的問(wèn)題。
DFM階段越早，發(fā)現的問(wèn)題就越容易解決，帶來(lái)的損失也就越小。
DFM不簡(jiǎn)單指生產(chǎn)本身，與以下其他DFx也是相關(guān)的：
二、PCB設計的DFM工藝要求
1、尺寸范圍
外形尺寸不得超過(guò)設備加工能力
目前常用尺寸范圍是“寬（200 mm～250 mm）×長(cháng)（250 mm～350 mm）” 對長(cháng)邊尺寸小于125mm、或短邊小于100mm的PCB，或異形周邊凹凸不規則需設計成拼板。
2、外形
板子的外形為矩形，如果不需要拼板，要求板子4 個(gè)角為圓角；如果需要拼板，要求拼板后的板子4 個(gè)角為圓角,圓角的最小尺寸半徑為r=1mm，推薦為r=2.0mm。
為保證傳送過(guò)程的穩定，設計時(shí)應考慮采用工藝拼板的方式將不規則形狀的PCB轉換為矩形形狀，特別是角部缺口最好要補齊。
對純 SMT 板，允許有缺口，但缺口尺寸須小于所在邊長(cháng)度的1/3，確保PCB 在鏈條上傳送平穩。
對于內圓角，推薦最小半徑為0.8mm，如果需要，半徑可以小至0.4mm。
對于金手指的設計要求見(jiàn)圖所示，除了插入邊按要求設計倒角外，插板兩側邊
也應該設計（1～1.5）×45° 的倒角或R1～R1.5 的圓角。
3、傳送邊
從減少焊接時(shí)PCB的變形，對不作拼版的PCB，一般將其長(cháng)邊方向作為傳送方向；對于拼版也應將長(cháng)邊方向作為傳送方向。對于短邊與長(cháng)邊之比大于80％的PCB，可以用短邊傳送。
由于終端單板一般采用拼板設計，一般都采用工藝邊作為傳輸邊，工藝邊的寬度最窄處一般不能小于4.5mm。
4、MARK 點(diǎn)
光學(xué)定位基準符號（又稱(chēng)MARK 點(diǎn)）
Mark點(diǎn)也叫基準點(diǎn)，為裝配工藝中的所有步驟提供共同的可測量點(diǎn)，保證了裝配使用的每個(gè)設備能精確地定位電路圖案。因此， Mark點(diǎn)對SMT生產(chǎn)至關(guān)重要。
Mark點(diǎn)是電路板設計中PCB應用于自動(dòng)貼片機上的位置識別點(diǎn)。mark點(diǎn)的選用直接影響到自動(dòng)貼片機的貼片效率。
一般Mark點(diǎn)的選用與自動(dòng)貼片機的機型有關(guān)。
MARK點(diǎn)形狀：Mark點(diǎn)的優(yōu)選形狀為直徑為1mm(±0.2mm)的實(shí)心圓，材料為裸銅（可以由清澈的防氧化涂層保護）、鍍錫或鍍鎳，需注意平整度，邊緣光滑、齊整，顏色與周?chē)谋尘吧忻黠@區別。為了保證印刷設備和貼片設備的識別效果，MARK點(diǎn)空曠區應無(wú)其它走線(xiàn)、絲印、焊盤(pán)或Wait-Cut等。
要求Mark點(diǎn)標記為實(shí)心圓；一個(gè)完整的MARK點(diǎn)包括：標記點(diǎn)（或特征點(diǎn)）和空曠區域。
1） Mark點(diǎn)位于電路板或組合板上的對角線(xiàn)相對位置盡可能分開(kāi)，最好分布在最長(cháng)對角線(xiàn)位置；2）為保證貼裝精度的要求， SMT設備要求：在SMT生產(chǎn)的所有產(chǎn)品每PCB板內必須至少有一對符合設計要求的可供SMT機器識別的MARK點(diǎn)，可考慮有單板MARK(單板和拼板時(shí)，板內MARK位置如下圖所示)。拼板MARK或組合MARK只起輔助定位的作用。
3）拼板時(shí)，每一單板的MARK點(diǎn)相對位置必須一樣。不能因為任何原因
而挪動(dòng)拼板中任一單板上MARK點(diǎn)的位置，而導致各單板MARK點(diǎn)位置不對
稱(chēng)，特殊拼板方式：
①陰陽(yáng)板時(shí)對角MARK位置必須相同
②鏡像板各MARK位置必須相同.R1=R2
4） PCB板上所有MARK點(diǎn)只有滿(mǎn)足：在同一對角線(xiàn)上且成對出現的兩個(gè)MARK，方才有效。因此MARK點(diǎn)都必須成對出現，才能使用。
尺寸：
1） Mark點(diǎn)標記最小的直徑為1.0mm，最大直徑是3.0mm。 Mark點(diǎn)標
記在同一塊印制板上尺寸變化不能超過(guò)25微米；2）特別強調：同一板號PCB上所有Mark點(diǎn)的大小必須一致（包括不
同廠(chǎng)家生產(chǎn)的同一板號的PCB）3）建議RD-layout將所有圖檔的Mark點(diǎn)標記直徑統一為1.0mm；
邊緣距離：
1） Mark點(diǎn)（邊緣）距離印制板邊緣必須≥5.0mm(機器夾PCB最小間距
要求)，且必須在PCB板內而非在板邊，并滿(mǎn)足最小的Mark點(diǎn)空曠度要求。強調：所指為MARK點(diǎn)邊緣距板邊距離≥3.0mm，而非MARK點(diǎn)中心。
空曠度要求：
在Mark點(diǎn)標記周?chē)?，必須有一塊沒(méi)有其它電路特征或標記的空曠面積?？諘鐓^圓半徑 r≥2R, R為MARK點(diǎn)半徑,r達到3R時(shí)，機器識別效果更好。增加MARK點(diǎn)與環(huán)境的顏色反差。 r內不允許有任何字符（覆銅或絲印等）
材料：Mark點(diǎn)標記可以是裸銅、清澈的防氧化涂層保護的裸銅、鍍鎳或鍍錫、或
焊錫涂層。如果使用阻焊，不應該覆蓋Mark點(diǎn)或其空曠區域平整度:
Mark點(diǎn)標記的表面平整度應該在15微米[0.0006"]之內。對比度:
a) 當Mark點(diǎn)標記與印制板的基質(zhì)材料之間出現高對比度時(shí)可達到最佳的性能b) 對于所有Mark點(diǎn)的內層背景必須相同
5、定位孔
每一塊 PCB 應在其角部位置設計至少兩個(gè)定位孔
拼板定位孔應有四個(gè)，分布四角，定位孔標準孔徑為2.00±0.08mm。定位孔中心距離相近的板邊為5mm
定位孔旁邊的器件或焊盤(pán)距離定位孔邊的最小距離應至少為 1.5mm
6、孔金屬化問(wèn)題
定位孔、非接地安裝孔，一般均應設計成非金屬化孔
三、減少工序、減少裝配時(shí)間
四、直通率
SMT錫膏鋼網(wǎng)的一般要求原則：
0805建議如下開(kāi)口。兩焊盤(pán)各內切1.0MM,再做內凹圓B=2/5Y；A=0.25MM或者A=2/5*L防錫珠。
SMT紅膠鋼網(wǎng)的開(kāi)口設計原則（使用的少，問(wèn)題也比較少，此處只做簡(jiǎn)略介紹）
三、DFM案例
案例一、金手指沾錫
某產(chǎn)品金手指周?chē)骷季诌^(guò)近，導致貼片后出現金手指沾錫問(wèn)題。
修改PCB設計，調整焊盤(pán)與金手指的距離。
解決辦法：
改板調整焊盤(pán)與金手指間距。
改版前，存量PCB爐前金手指貼高溫膠紙，爐后加強檢驗，返修器件時(shí)嚴格保護金手指，并在顯微鏡下檢驗返修后的單板。
案例二、焊盤(pán)開(kāi)孔導致PAD上有綠油
器件散熱要求高，散熱焊盤(pán)上打大孔，廠(chǎng)家塞孔能力差，導致PAD上有綠油，器件引腳開(kāi)焊。
臨時(shí)措施：取消塞孔方式，修改鋼網(wǎng)設計，爐后重點(diǎn)檢驗該器件焊接情況及錫珠情況。
案例三、MARK點(diǎn)不良、偏差
MARK點(diǎn)大小和形狀不良: PCB板上所有MARK點(diǎn)標記直徑小于1.00MM，且形狀不規則,SMT機器難以識別，MARK點(diǎn)的完整組成不完整：MARK點(diǎn)沒(méi)有空曠區域,只有標記點(diǎn)，造成SMT機器無(wú)法識別。
MARK點(diǎn)位置偏差：
1） PCB板內無(wú)MARK點(diǎn)，板邊MARK位置不對稱(chēng)，造成SMT無(wú)法作業(yè)。
2）板內無(wú)MARK，拼板尺寸有誤差，貼裝后元件坐標整體偏移，造成SMT作業(yè)困難。
案例四、焊盤(pán)間距太近導致焊錫橋接
案例五、焊盤(pán)結構尺寸不正確（以Chip元件為例）
a、 當焊盤(pán)間距G過(guò)大或過(guò)小時(shí)，再流焊時(shí)由于元件焊接端不能與焊盤(pán)搭接交疊，會(huì )產(chǎn)生吊橋、移位。
b、 當焊盤(pán)尺寸大小不對稱(chēng)，或兩個(gè)元件的端頭設計在同一個(gè)焊盤(pán)上時(shí)，由于表面張力不對稱(chēng)，也會(huì )產(chǎn)生立碑、移位。
案例六 BGA問(wèn)題
A.焊盤(pán)尺寸不規范，過(guò)大或過(guò)小。
B.沒(méi)有設計阻焊或阻焊不規范焊盤(pán)與導線(xiàn)的連接不規范表層線(xiàn)寬超過(guò)PAD直徑
C.焊盤(pán)盲孔太大不在焊盤(pán)中心阻焊不規范偏移表層走線(xiàn)過(guò)寬
D.通孔設計在焊盤(pán)上，通孔沒(méi)有做埋孔處理,造成BGA焊接時(shí)產(chǎn)生氣泡
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