PCB的可生產性設計（DFM）
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本文引用地址：http://www.j9360.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DFX設計提高電子產品的質量與可靠性
·DFM：Design for Manufacture 可生產性設計
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環節可能碰到的困難，而為了減少生產問題，提高生產效率，降低生產成本而進行的設計，這里包括硬件設計也包括軟件設計。
一、DFM分析階段
不同階段進行DFM分析，取得不同的效果。能在早期發現問題更好。最糟糕的是有些公司并不能認知到：這是一個DFM的問題。
DFM階段越早，發現的問題就越容易解決，帶來的損失也就越小。
DFM不簡單指生產本身，與以下其他DFx也是相關的：
二、PCB設計的DFM工藝要求
1、尺寸范圍
外形尺寸不得超過設備加工能力
目前常用尺寸范圍是“寬（200 mm～250 mm）×長（250 mm～350 mm）” 對長邊尺寸小于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 個角為圓角；如果需要拼板，要求拼板后的板子4 個角為圓角,圓角的最小尺寸半徑為r=1mm，推薦為r=2.0mm。
為保證傳送過程的穩定，設計時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PCB的變形，對不作拼版的PCB，一般將其長邊方向作為傳送方向；對于拼版也應將長邊方向作為傳送方向。對于短邊與長邊之比大于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
光學定位基準符號（又稱MARK 點）
Mark點也叫基準點，為裝配工藝中的所有步驟提供共同的可測量點，保證了裝配使用的每個設備能精確地定位電路圖案。因此， Mark點對SMT生產至關重要。
Mark點是電路板設計中PCB應用于自動貼片機上的位置識別點。mark點的選用直接影響到自動貼片機的貼片效率。
一般Mark點的選用與自動貼片機的機型有關。
MARK點形狀：Mark點的優選形狀為直徑為1mm(±0.2mm)的實心圓，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，顏色與周圍的背景色有明顯區別。為了保證印刷設備和貼片設備的識別效果，MARK點空曠區應無其它走線、絲印、焊盤或Wait-Cut等。
要求Mark點標記為實心圓；一個完整的MARK點包括：標記點（或特征點）和空曠區域。
1） Mark點位于電路板或組合板上的對角線相對位置盡可能分開，最好分布在最長對角線位置；2）為保證貼裝精度的要求， SMT設備要求：在SMT生產的所有產品每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，可考慮有單板MARK(單板和拼板時，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，每一單板的MARK點相對位置必須一樣。不能因為任何原因
而挪動拼板中任一單板上MARK點的位置，而導致各單板MARK點位置不對
稱，特殊拼板方式：
①陰陽板時對角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點只有滿足：在同一對角線上且成對出現的兩個MARK，方才有效。因此MARK點都必須成對出現，才能使用。
尺寸：
1） Mark點標記最小的直徑為1.0mm，最大直徑是3.0mm。 Mark點標
記在同一塊印制板上尺寸變化不能超過25微米；2）特別強調：同一板號PCB上所有Mark點的大小必須一致（包括不
同廠家生產的同一板號的PCB）3）建議RD-layout將所有圖檔的Mark點標記直徑統一為1.0mm；
邊緣距離：
1） Mark點（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，并滿足最小的Mark點空曠度要求。強調：所指為MARK點邊緣距板邊距離≥3.0mm，而非MARK點中心。
空曠度要求：
在Mark點標記周圍，必須有一塊沒有其它電路特征或標記的空曠面積。空曠區圓半徑 r≥2R, R為MARK點半徑,r達到3R時，機器識別效果更好。增加MARK點與環境的顏色反差。 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點或其空曠區域平整度:
Mark點標記的表面平整度應該在15微米[0.0006"]之內。對比度:
a) 當Mark點標記與印制板的基質材料之間出現高對比度時可達到最佳的性能b) 對于所有Mark點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定位孔
拼板定位孔應有四個，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距離定位孔邊的最小距離應至少為 1.5mm
6、孔金屬化問題
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、減少裝配時間
四、直通率
SMT錫膏鋼網的一般要求原則：
0805建議如下開口。兩焊盤各內切1.0MM,再做內凹圓B=2/5Y；A=0.25MM或者A=2/5*L防錫珠。
SMT紅膠鋼網的開口設計原則（使用的少，問題也比較少，此處只做簡略介紹）
三、DFM案例
案例一、金手指沾錫
某產品金手指周圍器件布局過近，導致貼片后出現金手指沾錫問題。
修改PCB設計，調整焊盤與金手指的距離。
解決辦法：
改板調整焊盤與金手指間距。
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、焊盤開孔導致PAD上有綠油
器件散熱要求高，散熱焊盤上打大孔，廠家塞孔能力差，導致PAD上有綠油，器件引腳開焊。
臨時措施：取消塞孔方式，修改鋼網設計，爐后重點檢驗該器件焊接情況及錫珠情況。
案例三、MARK點不良、偏差
MARK點大小和形狀不良: PCB板上所有MARK點標記直徑小于1.00MM，且形狀不規則,SMT機器難以識別，MARK點的完整組成不完整：MARK點沒有空曠區域,只有標記點，造成SMT機器無法識別。
MARK點位置偏差：
1） PCB板內無MARK點，板邊MARK位置不對稱，造成SMT無法作業。
2）板內無MARK，拼板尺寸有誤差，貼裝后元件坐標整體偏移，造成SMT作業困難。
案例四、焊盤間距太近導致焊錫橋接
案例五、焊盤結構尺寸不正確（以Chip元件為例）
a、 當焊盤間距G過大或過小時，再流焊時由于元件焊接端不能與焊盤搭接交疊，會產生吊橋、移位。
b、 當焊盤尺寸大小不對稱，或兩個元件的端頭設計在同一個焊盤上時，由于表面張力不對稱，也會產生立碑、移位。
案例六 BGA問題
A.焊盤尺寸不規范，過大或過小。
B.沒有設計阻焊或阻焊不規范焊盤與導線的連接不規范表層線寬超過PAD直徑
C.焊盤盲孔太大不在焊盤中心阻焊不規范偏移表層走線過寬
D.通孔設計在焊盤上，通孔沒有做埋孔處理,造成BGA焊接時產生氣泡
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