@PCB工程师,一些常见的DFM问题,你知道如何避免吗?

作为一名PCB设计工程师,不仅要精通画板技能,还得考虑可制造性设计(DFM)的因素,这也是PCB设计中的一个重要部分,如果DFM设计不合理将会频繁的出现问题。本文,我们来了解下常见的DFM问题有哪些,以及如何避免。

常见的DFM问题

01

元件的选择与摆放

很多设计师会尽可能减少直插器件(THT)的使用,或者将直插器件放在板子的同一面。然而,直插器件经常不可避免。在组合的情况下,如果将直插器件放在顶层,贴片器件放在底层,那么所有的元件应尽可能靠近。在某些情况下,这将影响单面的波峰焊。这时,就要使用更昂贵的焊接工艺,比如选择性焊接。

02

锐角

锐角是指印刷电路板中铜元件上的锐角或奇怪的角度,这些角会在PCB创建过程中导致酸的聚集。因此,PCB工程师需要避免将走线以锐角或奇怪的角度放入焊盘,将角度保持在焊盘附近45度或90度。

03

铜条和孤岛

铜条和孤岛是许多平面层上自由浮动的铜,这可能会在酸槽中导致一些严重的问题。众所周知,细小的铜斑会从PCB面板上漂浮下来,并到达面板上的其他蚀刻区,从而造成短路。另一种情况是,如果它们因足够大而不能漂浮,它将成为天线,这可能会在电路板内引起噪声和其他干扰(因为它的铜没有接地——它将成为信号收集器)。

注意:没有万无一失的方法可以避免铜条和孤岛,我们必须手动或者使用软件进行检查。

04

引脚之间形成锡桥

由于蚀刻痕迹的划线非常精细且引脚间距非常紧密,因此阻焊层对于PCB设计非常重要。没有阻焊层会导致组装过程中出现大块焊料(尤其是引脚之间),进而导致短路。此外,它还会降低对外层其他铜的腐蚀防护性能。为防止这些问题,请工程师务必检查焊盘到蚀刻线和外形之间的对准度、阻焊层间(边带)的间距。

05

散热器

散热器通过与金属基底或热界面材料接触来吸收和散发电子器件的热量。如果散热器中的助焊层开口太大,一旦焊膏熔化,可能会导致器件从焊盘上浮起。为了防止这种情况,减少放在散热片上的焊膏的量——不要采用一个很大的助焊层开口,相反,试着将其分成若干更小的助焊层开口。这将有助于确保器件在烘烤过程中不会漂浮和碰撞到其他部件,避免短路。

06

符合IPC标准的封装尺寸

PCB上与器件接触的焊盘是非常重要的,它决定了器件是否可以被可靠的焊接。如果封装的设计满足IPC(国际电子工业联接协会)的标准,就可以确保在生产过程中,元器件准确无误地进行焊接。

DFM的意义

1. 降低成本、提高产品竞争力

低成本、高产出是所有公司永恒的追求目标。通过实施DFM规范,可有效地利用公司资源,低成本、高质量、高效率地制造出产品。如果产品的设计不符合公司生产特点,可制造性差,即就要花费更多的人力、物力、财力才能达到目的。同时还要付出延缓交货,甚者失去市场的沉重代价。

2. 有利于生产过程的标准化、自动化、提高生产效率

DFM把设计部门和生产部门有机地联系起来,达到信息互递的目的,使设计开发与生产准备能协调起来、。统一标准,易实现自动化,提高生产效率。同时也可以实现生产测试设备的标准化,减少生产测试设备的重覆投入。

3. 有利于技术转移,简化产品转移流程,加强公司间的协作沟通

现在很多企业受生产规模的限制,大量的工作需外加工来进行,通过实施DFM,可以使加工单位与需加工单位之间制造技术平稳转移,快速地组织生产。可制造性设计的通用性,可以使企业产品实现全球化生产。

4. 新产品开发及测试的基础

没有适当的DFM规范来控制产品的设计,在产品开发的后期,甚至在大批量生产阶段才发现这样或那样的组装问题,此时想通过设计更改来修正,无疑会增加开发成本并延长产品生产周期。所以新品开发除了要注重功能第一之外,DFM也是很重要的。


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