中心議題：

• 可製造性設計（DFM）流程
• 可製造性設計（DFM）工具

解決方案：

• 產品PCB製作
• 產品零部件組裝
• 產品成品測試

“DFM”-一個由三個字母組成的縮寫，其意義依據你在設計及製造流程鏈中所扮演的角色不同而不同，或是微不足道，或是舉足輕重。

在今天的電子業，有幾種力量正在推動著可製造性設計（DFM）的進程，其中最常見的三種為：

•新技術帶來的零件密度的增加
•縮短設計周期時間的需求
•外包及海外製造模式的實行

要(yao)求(qiu)設(she)計(ji)更(geng)小(xiao)更(geng)輕(qing)
，同(tong)時(shi)又(you)要(yao)擁(yong)有(you)更(geng)多(duo)功(gong)能(neng)的(de)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)的(de)需(xu)求(qiu)為(wei)我(wo)們(men)帶(dai)來(lai)了(le)新(xin)的(de)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)製(zhi)作(zuo)技(ji)術(shu)，如(ru)順(shun)序(xu)迭(die)構(gou)，嵌(qian)入(ru)式(shi)被(bei)動(dong)及(ji)主(zhu)動(dong)零(ling)件(jian)類(lei)的(de)設(she)計(ji)
，以(yi)及(ji)零(ling)件(jian)封(feng)裝(zhuang)技(ji)術(shu)的(de)創(chuang)新(xin)如(ru)Micro-BGA、CSP和POP。所有這一切都使PCB設計

、製作及組裝變得更加複雜化。

縮短“產品上市時間”是一項緊迫的需求。由於PCB設計的反複可能導致設計周期平均增加幾個星期，從而拖延了產品的上市時間，因此將可製造性問題（導致設計反複的重要原因之一）在PCB設計時間盡早消除有絕對的必要性。

一般人認為，DFM隻是簡單地在PCBCAD係統上執行一些基本的錯誤檢查，來確定在PCB製作時線路不會短路，或確保在PCB組裝時零件不會相互幹涉。

而實際上，DFM結果意味著設計已經得到最大程度的優化，從而確保產品可以按最高效的方式製作、組裝及測試–消除可能導致額外時間及成本的多餘工藝。一個全麵優化的設計甚至會考慮到產品的製造良率。

現在讓我們退一步看看，用戶在PCB設計時想利用可製造性設計（DFM）流程達到什麼效果。

一(yi)個(ge)普(pu)遍(bian)接(jie)受(shou)的(de)觀(guan)點(dian)是(shi)產(chan)品(pin)的(de)設(she)計(ji)對(dui)製(zhi)造(zao)周(zhou)期(qi)及(ji)單(dan)位(wei)產(chan)品(pin)成(cheng)本(ben)具(ju)有(you)重(zhong)大(da)且(qie)可(ke)測(ce)量(liang)的(de)影(ying)響(xiang)。換(huan)句(ju)話(hua)說(shuo)，不(bu)好(hao)的(de)設(she)計(ji)會(hui)導(dao)致(zhi)更(geng)長(chang)的(de)製(zhi)造(zao)時(shi)間(jian)及(ji)更(geng)高(gao)的(de)成(cheng)本(ben)。針(zhen)對(dui)無(wu)時(shi)不(bu)在(zai)的(de)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)及(ji)縮(suo)短(duan)產(chan)品(pin)上(shang)市(shi)時(shi)間(jian)的(de)壓(ya)力(li)，實(shi)施(shi)DFM的最終目標是要達成具成本效益的製造。這將通過保持高良率（低廢品）及最少的設計改版而實現。同時

，我們還需要認識到DFM的應用使得工藝能力得到了全麵的發揮，如通過新技術的應用–將設計從兩塊PCB集中到一塊PCB上，從而既節省了時間，又節約了成本。

DFM的使用不僅僅是回答“這個設計可以製造嗎”，而更是回答“這個設計是否能被高效率地製造並且獲利”。

最重要的是，DFM必須被看作為貫穿於整個新產品導入（NPI）流程鏈的一種作業邏輯思考。它不是一種事後產生的想法或是設計完成後的額外補充。是的

，確實存在那些可以被認定為DFM工具的獨立應用軟件，但總的來講
，可製造性設計（DFM）工具必須被嵌入到所有工具裏
，並通過對必要規則的事先定義及在整個工具鏈中執行這些規則來獲得確保。許多PCB設計工具通過一個以規則為基礎的設計原理來符合這一模式，設計工具或者直接按照規則執行，或者至少可以做到規則檢查。

製造（或生產）需要被劃分為幾個主要部份–各個部份具有顯著且獨立的內容，分別稱為PCB製作
、組裝及測試。
PCB製作包含與印刷電路板裸板生產的所有相關步驟（包含確保良品的測試和驗證）。

組裝是把所需的零件置放到裸板上的一個過程
，它也可能包括係統組裝（例如將PCB組裝到一個係統內而成為一個完整的產品）。
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測試包含ICT測試（確保正確的零件置放，包括正確的零件方向
、零件值和正確的運行）以及功能測試（驗證整塊板的運行功能–它是否能實現所有的設計功能？）。測試內容也包含目檢及維修/返修方麵的問題。

以上每個部份都有其特別的需求
，必須考慮每個方麵才能確保好的DFM結果。隻用DFM檢查PCB是否可以製作出來，但接下來卻不能自動組裝顯然是不行的–特別是當你需要生產成千上萬的板子時。

如果僅僅是確保設計不在製造時出錯

，則漏掉了一個在製造時對時間及成本產生重大影響的主要因素。除了按照規格或規則（物件大小
，間距，間隔等）檢jian查zha設she計ji數shu據ju內nei容rong以yi外wai

，也ye需xu要yao看kan看kan將jiang設she計ji製zhi造zao出chu來lai所suo需xu要yao的de工gong藝yi類lei型xing及ji數shu量liang。例li如ru，如ru果guo設she計ji者zhe在zai設she計ji時shi隻zhi使shi用yong了le一yi個ge插cha裝zhuang組zu件jian
，他ta卻que在zai製zhi造zao鏈lian中zhong立li即ji自zi動dong引yin入ru了le一yi個ge或huo更geng多duo個ge額e外wai工gong藝yi（例如自動插件及波峰焊）-這(zhe)顯(xian)然(ran)會(hui)對(dui)每(mei)塊(kuai)板(ban)的(de)成(cheng)本(ben)造(zao)成(cheng)重(zhong)大(da)影(ying)響(xiang)，通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)同(tong)等(deng)功(gong)能(neng)的(de)貼(tie)片(pian)組(zu)件(jian)代(dai)替(ti)則(ze)可(ke)以(yi)避(bi)免(mian)這(zhe)樣(yang)的(de)問(wen)題(ti)發(fa)生(sheng)。同(tong)樣(yang)，在(zai)設(she)計(ji)中(zhong)選(xuan)用(yong)一(yi)個(ge)不(bu)能(neng)自(zi)動(dong)插(cha)裝(zhuang)的(de)“異形”零件將可能需要一個額外的手工組裝工站，而這種情形則可以通過小心選用零件得到避免。在PCB製作部分
，從雙麵板到多層板
，從貫孔到盲孔的設計，都會導致工藝的增加以及更多出錯的潛在因素
，然而這些本是可以通過DFM分析得到避免的。

有兩種層級的DFM分析。第一種包含比較簡單或“一般性”的測試（如那些對所有製造商都適用而不受製造商工藝能力影響的測試）。這一類別包括簡單的零件形狀尺寸及間距檢查
，使用二維置件形狀檢查零件布局等。雖然這些因素可以在一定程度上防止製造出錯（假設適當的規則已被預先設定）
，但它們傾向於提供的是“最壞情況”的結果，而沒有在如何更好的利用現有技術和工藝能力方麵給予設計者足夠的幫助。

第二種層級的DFM分析要求對用到的工藝進行詳細而準確的模型化–如對實際零件形狀及置件設備能力的考慮（可處理的零件類型、拾取頭/夾爪的幾何形狀、插件順序）。

然而，為取得好的第二層級的分析結果

，需要依據特定製造商的生產能力來進行工藝模擬–需要根據選定製造商的工藝能力來進行PCB板製作檢查；組裝檢查需要知道可供使用的組裝設備包括哪些以及其設置。對測試、檢(jian)查(zha)及(ji)返(fan)修(xiu)的(de)設(she)備(bei)能(neng)力(li)也(ye)必(bi)須(xu)有(you)更(geng)清(qing)楚(chu)的(de)理(li)解(jie)。要(yao)做(zuo)到(dao)所(suo)有(you)這(zhe)些(xie)並(bing)不(bu)容(rong)易(yi)

，特(te)別(bie)是(shi)對(dui)那(na)些(xie)並(bing)非(fei)在(zai)本(ben)廠(chang)製(zhi)造(zao)的(de)公(gong)司(si)而(er)言(yan)，因(yin)為(wei)要(yao)從(cong)外(wai)麵(mian)的(de)合(he)同(tong)製(zhi)造(zao)商(shang)（CEM）那裏獲得這種詳細的工藝資料是不容易的。

另外，隻參考設計數據內容並不能做到通盤考慮。對組裝設備的設置（將零件分配到料倉），zuzhuangchanxianshangshebeideshunxu，pinghengchanxianyidadaoyouhuadechanchudengdengdoushixuyaokaolvdeyinsu，zheshibixuyongdaoruanjian。jinguanyouxierenkenengrenweizhexieshuyushengchanguihua，ranerzaihaodeDFM流liu程cheng中zhong這zhe些xie都dou是shi必bi要yao的de，它ta證zheng明ming了le如ru零ling件jian選xuan擇ze等deng一yi些xie任ren務wu的de重zhong要yao性xing
，以yi及ji具ju備bei詳xiang細xi的de對dui組zu裝zhuang流liu程cheng設she置zhi的de知zhi識shi如ru何he能neng幫bang助zhu設she計ji者zhe朝chao著zhe設she計ji出chu可ke以yi高gao效xiao率lv製zhi造zao的de產chan品pin設she計ji方fang向xiang邁mai進jin。

由於規則的數量及複雜度，要想使PCBCAD工具能處理全部規則是不可能的，不管是以自動還是交互式的方法；特別是如果我們考慮散熱、信號完整性、電磁效應等等的檢查。

因yin此ci必bi須xu同tong時shi運yun用yong專zhuan業ye的de分fen析xi工gong具ju來lai找zhao出chu潛qian在zai的de問wen題ti，針zhen對dui如ru何he解jie決jue問wen題ti提ti出chu建jian議yi並bing允yun許xu用yong戶hu對dui每mei一yi個ge規gui則ze衝chong突tu的de相xiang對dui影ying響xiang進jin行xing調tiao整zheng和he取qu舍she。

這些專業工具提供的不僅僅是PCBCAD工具通常隻能提供的“可行/不可行”檢查（如圖）


它們可以進行配置以提供問題的嚴重等級，給予設計者或NPI工程師更準確的信息。從而可以針對哪些問題必須解決（如不可製造），哪些問題最好能解決（在特別許可情況下可以製造），哪些問題可以安全地被忽略（對製造/良率沒有影響）等等做出更加明智的決定。通過內置的計算器，可以進行多種多樣的替換工作以嚐試規則合法性。

總結來講：PCB可製造性設計分析（DFM係統）是shi一yi個ge促cu進jin生sheng產chan力li的de強qiang大da工gong具ju。它ta能neng促cu使shi你ni在zai毫hao無wu損sun失shi的de情qing況kuang下xia使shi設she計ji更geng加jia小xiao型xing化hua，降jiang低di產chan品pin上shang市shi時shi間jian並bing信xin心xin十shi足zu地di在zai全quan球qiu製zhi造zao趨qu勢shi中zhong獲huo利li受shou益yi。如ru果guo不bu使shi用yongDFM

，則你可能麵臨高成本

、高風險的巨大挑戰。