本月一个来自Mentor Graphics的新专栏揭开序幕。该专栏，从概念到客户，将涵盖电子产品设计和制造方面的技术，从字面上讲就是从最初的概念，到最后客户手中的成品。我们将展示从原理图输入、PCB设计和布局、虚拟原型、印刷电路板制造、印刷电路板组装，新产品的推出，和大货生产的最佳做法。图1描绘了本专栏的整体范围。

这个月，马克莱恩定义，并探讨了设计制造的概念。

图1：从概念到客户将覆盖整个产品开发和生产过程中的最佳做法。

简介

卓越的设计，或DFX，包括设计分析的各个领域。这可能意味着三维空间分析或在特定环境中对产品的影响。然而，随着PCB的装配，制造设计（DFM）已经与可能在制造过程中发生的PCB布局数据和发布成为了同义词；这包括制造设计（DFF），制程验证、测试设计（DFT）和制造工艺，还有装配设计（DFA）。这个专栏的重点就会放在这些地方——他们涵盖的，以及为整体收益率提高所能做的。

加工设计

DFF分析确保了裸PCB已经为最高收益率进行了优化。DFF分析可以识别以下复杂化：急性跟踪角度，可以创建酸性终中断，冲击电路板蚀刻工艺；可以创造出铜的薄的区域的条干，或可以轻松抬起的焊阻，为潜在的短路暴露出电路板；加工洞离铜太近导致安装针脚短路，可能损耗电路板。

完整的加工分析需要结合PCB布局工具来完成，作为“左移”战略（在时间轴上进一步想“左”移动），定位分析结合布局工艺。这样的话，问题一经发现就可以被强调，这时候是最容易纠正的，当电路板完成时，修改就很有限了，而且成本过高。

装配设计

对于大多数印刷电路板装配者来说，最大的单一缺陷类别是和焊接相关的。确保元件引脚、铜、焊阻和焊膏之间的最佳关系，减少产生缺陷的机会。现在原始设备制造商利用现有的EDA工具，自动检查，以确保设计可以有效地制造设计规则和公差。加上DFM软件应该是一个零件图书馆，其中包含了详细的身体轮廓、轮廓和引脚，可用于检查元件和PCB之间的关系，可以利用这些检查元件和PCB之间的关系。这是另一种DFM分析的重要组成部分，因为当使用被认可的供应商名单（AVL）时，它会突出和电路板布局不合适的组件。

对于单独购买组件的合约电子制造商（CEM）来说，执行引脚-电路板分析，可优化生产产量的关键。这里，程序编写能力可以自动加入针-电路板分析中，为装配、测试、检验和编写文件创造完成的制造数据。

这些相同的AVL包装可以用来确定接近的问题是否是由于两个元件太靠近而产生的。随着今天无铅焊料的使用，组件通常都留在它们最初的位置，所以自我中心的趋势比含铅焊料要小。CAD轮廓不是确定潜在冲突的理想方法，因此单独包装分析是降低安置和返工问题的关键。

测试设计

PCB制造工艺并不完美。如果它很完美，就不需要为测试或检测而伤脑筋了。但由于工艺的不断改进，有些产品即使需要测试和检测的话，也是很少的。从现在手机生产的数量和生产线上的最小改变来看，所有测试都可以通过内建自我测试（BIST）来完成，可以作为它的设计的一部分。

然而，大多数产品确实需要一定水平的电气测试或非接触式检测，作为确定元件或制程缺陷的方法。在电气测试的情况下，把功能部件放在电路板上，为它和测试设备之间提供接触点。这可能是一个电路内测试（ICT）机，边界扫描测试（BST）机或一个飞针测试（FPT）机——一个人和台式示波器。使用电路板的特定功能而不是电路板的现有针脚是有利的；用探针接触电路板可能会导致缺陷，或将检测中的缺陷屏蔽掉。在设计工艺中尽早合并DFT分析是很重要的。DFT软件可以分析电路板并确定要求的通路是否已完成。

摘要

DFM分析通过装配工艺成为了PCB产量优化中的一个主要部分，应在设计工艺中尽早实施，以确保有效性。

如果您仍然认为DFM分析是没有必要的，可以这样考虑：Aberdeen集团发现在设计和装配之间描述DFM工艺，可以减少57％的设计旋转，平均每个设计节省20,800美元的材料费用。

References

¹ Michelle Boucher, Why Printed Circuit Board Design Matters to the Executive: How PCBs are a Strategic Asset for Cost Reduction and Faster Time-to-Market, Aberdeen Group, Boston, MA, February 2010.

Mark Laing is a product marketing manager in the Valor Division of Mentor Graphics Corporation.