產(chǎn)品的可制造性設(shè)計(jì)(DFM，Design For Manufacturing)研究的是產(chǎn)品本身的物理(機(jī)械的?電氣的)設(shè)計(jì)與制造加工系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，并將其結(jié)合在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，以便將其與整個(gè)制造系統(tǒng)的要求融合在一起，使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品便于生產(chǎn)制造，減少制造過程中的質(zhì)量缺陷，達(dá)到縮短產(chǎn)品研制或生產(chǎn)周期?降低成本?提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的目的。從廣義上講，產(chǎn)品的可制造性應(yīng)包括產(chǎn)品的制造?測試?返工和維修等產(chǎn)品形成全過程的可行性，但從狹義上講是指產(chǎn)品本身制造的可行性。

PCB的可制造性設(shè)計(jì)

PCB作為電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)，所設(shè)計(jì)的 PCB 圖形既要用于 PCB 的制造，又要用于 PCB的安裝。PCB 的制造和 PCB 組件的安裝分屬于兩個(gè)不同的制造專業(yè)，兩者在制造工藝方法和設(shè)備上有很大的差別，制造要求也大不相同。因此所設(shè)計(jì)的 PCB 需要同時(shí)滿足兩個(gè)方面的可制造性要求:本身的可制造性要求和印制板組裝件的可制造性要求。

PCB 的設(shè)計(jì)?制造和組裝分屬于三個(gè)不同的專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。作為一個(gè)優(yōu)秀的 PCB 設(shè)計(jì)者，既要精通電路設(shè)計(jì)，又要了解和熟悉 PCB 的制造和元器件安裝工藝要求，還應(yīng)當(dāng)了解所選用的元器件的特性和基本的尺寸，以及安裝和焊接時(shí)所用的焊料?焊劑的特性等要求，要把這些要求有機(jī)地融合在一起。在一個(gè)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)總體優(yōu)化，不是一個(gè)很容易的事情，這需要有豐富的設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

PCB 的設(shè)計(jì)可制造性包括 PCB 本身的可制造性和印制板組裝件的可制造性。PCB 本身的可制造性需要考慮印制板生產(chǎn)工藝規(guī)范要求，印制板組裝件的可制造性需要考慮裝聯(lián)工藝規(guī)范要求。

PCB本身的可制造性設(shè)計(jì)

PCB 本身(又稱裸板)是指沒有安裝電子元器件的光板。對(duì) PCB 本身的可制造性設(shè)計(jì)而言，主要考慮的是印制板制造工藝對(duì) PCB 設(shè)計(jì)的要求。PCB 有許多種類(如多層剛性印制板與單面或雙面印制板)，不同種類有不同的加工方法，其可制造性設(shè)計(jì)要求是不同的。在進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)所設(shè)計(jì)的 PCB 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解相關(guān)的 PCB 生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，進(jìn)行可制造性設(shè)計(jì)考慮。

PCB 的可制造性所要求的技術(shù)指標(biāo)與 PCB 的制造工藝技術(shù)水平發(fā)展現(xiàn)狀和印制板制造廠商有關(guān)，例如，對(duì)于導(dǎo)線寬度為 0.lmm，最小通孔直徑為 0.3mm 的 PCB，有些生產(chǎn)廠商就不能加工，只有一些設(shè)備和工藝條件較好的生產(chǎn)廠可以加工。有的設(shè)計(jì)人員不注意這些問題，認(rèn)為產(chǎn)品能設(shè)計(jì)出來就能制造出來，或者認(rèn)為印制板的布局?布線設(shè)計(jì)正確與否是自己的事，能否制造出來是生產(chǎn)和工藝的事，這個(gè)概念是錯(cuò)誤的。在考慮 PCB 的可制造性技術(shù)指標(biāo)時(shí)，要根據(jù)當(dāng)前的印制板加工工藝水平和預(yù)計(jì)要選定的印制板生產(chǎn)廠商的工藝要求來確定，不然所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品將難以制作或制作不了。

滿足PCB 本身的可制造性要求需要考慮的一些設(shè)計(jì)因素如下。

PCB 本身的可制造性要求

1.  PCB 的外形尺寸和精度。受設(shè)備加工尺寸和精度要求限制，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮最大和最小加工尺寸，尺寸精度和工藝邊的尺寸。

2.  PCB 基材的類型和規(guī)格的選用。應(yīng)考慮印制板的加工方法，所選擇的 PCB 基材的種類和尺寸規(guī)格應(yīng)盡量符合標(biāo)準(zhǔn)。

3.  確定 PCB 的結(jié)構(gòu)和厚度。PCB 的結(jié)構(gòu)和厚度首先必須滿足印制板的電氣和機(jī)械性要求，但也必須考慮制造的可能性。例如，多層印制板的最高層數(shù)?中間介質(zhì)層和板的總厚度等，都受生產(chǎn)加工能力的制約，在確定這些參數(shù)時(shí)應(yīng)與PCB的生產(chǎn)商協(xié)商。

4.  確定 PCB 厚度與孔徑比。PCB 的總厚度與導(dǎo)通孔直徑的比值是制約可制造性的重要指標(biāo)。受金屬化孔工藝的制約，孔徑越小，基板越厚，其孔金屬化的難度就越大，所以應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)陌搴衽c孔徑比，以利于孔的金屬化處理和電鍍。

5.  確定最小孔徑?孔的最小間距。受生產(chǎn)設(shè)備和孔金屬化能力的制約，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮與生產(chǎn)能力和水平相適應(yīng)。

6.  注意焊盤圖形的形式。由于最小連接盤寬度會(huì)受 PCB 的安裝?焊接要求和印制板制作精度限制，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮這兩個(gè)方面的可制造性要求。

7.  注意印制導(dǎo)線的寬度?導(dǎo)線間距及其精度。受印制板制作中的圖形轉(zhuǎn)移和蝕刻工藝水平制約，生產(chǎn)過程會(huì)影響印制板導(dǎo)線間的耐電壓?絕緣電阻和印制板的特性阻抗等性能，應(yīng)綜合考慮設(shè)計(jì)。

8.  布局?布線等設(shè)計(jì)要素直接影響電子元器件的安裝?印制板制造精度?耐電壓及絕緣電阻等工藝性能和印制板的電磁兼容性。布線的均勻程度還會(huì)影響印制板的翹曲度等機(jī)械性能，進(jìn)而影響表面安裝元器件焊接的可靠性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按工藝要求和電氣要求綜合考慮。

9.  對(duì)不同類型的 PCB 還有一些特殊的可制造性考慮，如撓性印制板?高密度互連板等。

在考慮 PCB本身的可制造性設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，應(yīng)不超過 PCB當(dāng)前的制造工藝極限或預(yù)選生產(chǎn)商的生產(chǎn)能力極限，必要時(shí)應(yīng)與預(yù)選的 PCB 生產(chǎn)商進(jìn)行工藝協(xié)商，或?qū)ιa(chǎn)商進(jìn)行生產(chǎn)能力考核認(rèn)證，以確認(rèn)合格的PCB生產(chǎn)商。

印制板組裝件的可制造性設(shè)計(jì)

在 PCB 圖形設(shè)計(jì)完成時(shí)，元器件的安裝?焊接形式，以及產(chǎn)品測試?維修的難易程度就已經(jīng)基本確定了，因此印制板組裝件的可制造性設(shè)計(jì)在印制板圖形設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮好。因?yàn)樵?PCB 圖形設(shè)計(jì)中，布局?布線時(shí)元器件的安裝位置和密度及連接的走線關(guān)系，對(duì)元器件安裝合理與否，能否便于檢測和維修有決定性作用，所以在 PCB 圖形設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮產(chǎn)品的安裝?焊接?維修和測試的可制造性。

印制板組裝件的可制造性設(shè)計(jì)隨元器件的安裝方法不同而有很大區(qū)別。印制板的安裝方式根據(jù)元器件的封裝形式，可以分為通孔安裝?表面安裝?微組裝或芯片直接封裝。不同的安裝方式對(duì)印制板的基材和復(fù)雜程度要求是不同的，因而對(duì)印制板的設(shè)計(jì)可制造性要求也不相同。

印制板組裝件的可制造性設(shè)計(jì)還與元器件焊接的方式有關(guān)，常用的焊接方式有手工焊接?波峰焊接?再流焊接(回流焊)及壓焊(bonding)。對(duì)于手工焊接，可以采用阻焊膜也可以不采用阻焊膜;在波峰焊接和再流焊接中，為防焊接時(shí)產(chǎn)生橋連和短路，必須采用阻焊膜;再流焊接的印制板設(shè)計(jì)中，還需要設(shè)計(jì)網(wǎng)印焊膏用的模板;采用壓焊連接時(shí)，應(yīng)考慮焊盤表面涂(鍍)層的匹配問題。不同的焊接方法，對(duì)鍍層的種類和厚度要求不同，匹配不當(dāng)將會(huì)引起焊接失效或產(chǎn)生缺陷。

無論采用哪一種安裝方式或哪一種焊接方法，印制板組裝件的可制造性設(shè)計(jì)的通用要求如下。

印制板組裝件可制造性設(shè)計(jì)要求

1.  布局時(shí)，元器件的安裝間距和與板邊緣距離應(yīng)符合安裝?維修和測試的要求。

2.  元器件(含插針)的安裝孔應(yīng)有足夠的插裝和焊接的間隙。

3.  焊盤和最小環(huán)寬尺寸應(yīng)能滿足焊接后形成可靠連接的要求。

4.  焊盤尺寸和位置應(yīng)滿足安裝和焊接質(zhì)量的要求。

5.  對(duì)于需要加固或需要外加散熱器的元器件周圍，應(yīng)留出加固和安裝散熱器的空間。

6.  根據(jù)元器件的發(fā)熱情況，按熱設(shè)計(jì)要求確定元器件是貼板或離板安裝，還是外加散熱器。元器件的布局和排列方向應(yīng)有利于散熱。

7.  元器件的安裝位置和極性標(biāo)志應(yīng)清楚準(zhǔn)確，應(yīng)與電原理圖要求相符，網(wǎng)印的標(biāo)識(shí)應(yīng)滿足網(wǎng)印工藝要求。

8.  元器件體下面的過孔和其他不需焊接的孔應(yīng)有阻焊覆蓋，以防焊接時(shí)焊料流到元器件體上損壞元器件或使金屬殼的元器件體短路。

9.  在超大規(guī)模元器件或發(fā)熱元器件周圍的規(guī)定的范圍內(nèi)，不允許布設(shè)其他元器件或過孔。

10.  印制板上的測試點(diǎn)盡量設(shè)置在板的邊緣或不易被其他元器件遮擋的地方，以便于測試。

11.  在元器件的布局中，應(yīng)充分考慮電磁兼容問題。