PCB電路設計中DFM設計誤區(qū)有哪些？可制造性差會帶來什么后果？
來源：捷配
時間: 2025/12/18 09:25:21
閱讀: 92
DFM（Design for Manufacturability）即可制造性設計，是指在 PCB 電路設計階段，充分考慮后續(xù)生產(chǎn)、裝配、測試的工藝要求，優(yōu)化設計方案，降低生產(chǎn)成本，提升生產(chǎn)效率。很多工程師在設計時，只關注功能實現(xiàn)，忽略了 DFM 設計，導致產(chǎn)品出現(xiàn)焊接不良、裝配困難、測試成本高等問題。作為 PCB 技術專家，今天就為大家拆解 DFM 設計中的常見誤區(qū)，分析可制造性差帶來的嚴重后果。
誤區(qū)一：不考慮 PCB 加工工藝，設計參數(shù)超出工廠能力PCB 加工有嚴格的工藝限制，如最小線寬、最小線距、最小孔徑、最小焊盤尺寸等，這些參數(shù)由工廠的設備精度和工藝水平?jīng)Q定。很多工程師在設計時，盲目追求高密度、小型化，設計參數(shù)超出工廠的加工能力，導致工廠無法生產(chǎn)，或生產(chǎn)良率極低。常見的錯誤包括：設計線寬小于 0.1mm、線距小于 0.1mm、孔徑小于 0.2mm、焊盤尺寸過小等。例如，某工程師設計的 PCB 最小線寬為 0.08mm，而工廠的最小加工線寬為 0.1mm，導致工廠無法蝕刻出合格的導線，最終只能重新設計。
正確做法是：設計前獲取工廠的 DFM 規(guī)范，嚴格按照規(guī)范設計。在設計初期，與 PCB 供應商溝通，獲取其工藝能力參數(shù)（如最小線寬 / 線距、最小孔徑、焊盤尺寸要求等），將設計參數(shù)控制在工廠的能力范圍內(nèi)。一般來說，普通 PCB 工廠的最小線寬 / 線距為 0.1mm，最小孔徑為 0.2mm，BGA 焊盤的最小間距為 0.4mm。捷配會向客戶提供詳細的 DFM 規(guī)范文檔，并在設計階段提供免費的 DFM 審核服務，幫助客戶優(yōu)化設計參數(shù)。
誤區(qū)二：焊盤設計不合理，導致焊接不良焊盤是元器件與 PCB 連接的關鍵部分，不合理的焊盤設計會直接導致焊接不良，如虛焊、假焊、錫珠、橋接等。常見的焊盤設計誤區(qū)包括：焊盤尺寸與元器件引腳不匹配（過大或過?。?、焊盤間距過小導致橋接、貼片元件焊盤不對稱導致元器件偏移、BGA 焊盤沒有設計助焊劑逃逸通道等。例如，將 0402 貼片電阻的焊盤設計得過大，焊接時焊錫會過度擴散，導致電阻偏移；焊盤間距過小，焊接時熔融焊錫會在相鄰焊盤之間形成橋接，造成短路。
正確做法是：根據(jù)元器件封裝設計標準焊盤。參考 IPC-7351 標準設計焊盤尺寸，確保焊盤的長度、寬度與元器件引腳匹配；貼片元件的焊盤應對稱設計，避免元器件焊接時偏移；BGA 焊盤應設計助焊劑逃逸通道（如在焊盤中心打孔或開槽），防止焊接時助焊劑無法排出導致虛焊；插件元件的焊盤應設計阻焊壩，避免焊錫過度流淌。捷配的 PCB 設計軟件內(nèi)置了標準焊盤庫，工程師可直接調(diào)用，確保焊盤設計的合理性。
誤區(qū)三：不考慮測試點設計，導致產(chǎn)品無法測試測試點是 PCB 生產(chǎn)和維修過程中用于檢測電路性能的關鍵位置，很多工程師在設計時，忽略了測試點的設計，導致產(chǎn)品無法進行在線測試（ICT）和功能測試（FCT），增加了維修難度和成本。常見的測試點設計誤區(qū)包括：沒有預留測試點、測試點被元器件覆蓋、測試點間距過小無法使用測試探針、測試點沒有連接到關鍵信號等。例如，某 PCB 產(chǎn)品沒有預留測試點，生產(chǎn)完成后無法檢測電路的通斷和性能，只能通過整機上電測試，一旦出現(xiàn)故障，很難定位問題所在。
正確做法是：在設計階段規(guī)劃測試點布局。首先，為關鍵信號（如電源、時鐘、數(shù)據(jù)信號）預留測試點，測試點的直徑應不小于 0.8mm，間距應不小于 1.27mm，方便測試探針接觸；其次，測試點應避免被元器件覆蓋，盡量放在 PCB 的空閑區(qū)域；最后，測試點應連接到元器件的引腳或?qū)Ь€上，確保測試信號的準確性。對于高密度 PCB，可采用飛針測試代替針床測試，降低測試點設計的難度。
誤區(qū)四：忽視 PCB 的拼版設計，增加生產(chǎn)和裝配成本對于批量生產(chǎn)的 PCB，拼版設計可以大幅提升生產(chǎn)效率，降低成本。很多工程師在設計時，沒有考慮拼版設計，導致單塊 PCB 生產(chǎn)效率低，成本高。常見的拼版設計誤區(qū)包括：拼版之間沒有預留工藝邊、沒有設計定位孔和光學定位點、拼版方式不合理導致材料浪費、沒有考慮 PCB 的分板方式等。例如，將多塊 PCB 直接拼接在一起，沒有預留工藝邊，生產(chǎn)時無法使用夾具固定，導致貼片精度下降；沒有設計定位孔，導致拼版在加工時出現(xiàn)偏移。
正確做法是：根據(jù)生產(chǎn)需求設計合理的拼版方案。首先，拼版之間應預留 5~10mm 的工藝邊，方便生產(chǎn)時的夾具固定和傳送；其次，在拼版的四角設計定位孔（直徑一般為 3mm），在工藝邊上設計光學定位點（Mark 點），提升貼片精度；最后，根據(jù) PCB 的形狀和尺寸選擇合適的拼版方式（如矩形拼版、階梯拼版），減少材料浪費。同時，應考慮分板方式，對于需要手工分板的 PCB，可設計 V-CUT 槽或郵票孔，方便分板。捷配會為客戶提供免費的拼版設計服務，優(yōu)化拼版方案，降低生產(chǎn)成本。
誤區(qū)五：不考慮元器件的裝配方向，導致裝配困難元器件的裝配方向直接影響生產(chǎn)效率和裝配質(zhì)量，很多工程師在設計時，忽略了元器件的裝配方向，導致元器件無法自動貼片，或貼片后需要人工調(diào)整方向，增加了生產(chǎn)成本。常見的錯誤包括：極性元器件（如二極管、電容、集成電路）的極性標識不清晰、元器件的裝配方向不一致、異形元器件的方向與貼片設備的要求不符等。例如，將二極管的極性方向設計得雜亂無章，貼片設備無法識別極性，只能人工貼片，效率大幅降低。
正確做法是：統(tǒng)一元器件的裝配方向，清晰標識極性。首先，極性元器件的極性方向應盡量統(tǒng)一，方便貼片設備識別和裝配；其次，在 PCB 上清晰標注極性元器件的極性（如二極管的正極、電容的正極）；最后，異形元器件的方向應符合貼片設備的要求，避免裝配干涉。
可制造性差帶來的嚴重后果
- 生產(chǎn)成本大幅增加：可制造性差的 PCB 會導致生產(chǎn)良率降低，需要大量的人工返修，增加了原材料和人工成本。例如，焊盤設計不合理導致焊接不良率達到 30%，需要額外投入大量人力進行返修。
- 生產(chǎn)周期延長：設計參數(shù)超出工廠能力，需要重新修改設計方案，導致生產(chǎn)周期延長，無法按時交付產(chǎn)品。
- 產(chǎn)品可靠性下降：可制造性差的 PCB 在使用過程中容易出現(xiàn)故障，如虛焊導致的接觸不良、短路導致的設備燒毀等，降低了產(chǎn)品的可靠性和使用壽命。
- 測試和維修難度增加：沒有預留測試點的 PCB，故障定位困難，維修成本大幅提升，甚至無法維修，只能報廢。
DFM 設計是 PCB 電路設計中不可或缺的環(huán)節(jié)，直接關系到產(chǎn)品的生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率和可靠性。捷配擁有專業(yè)的 DFM 審核團隊，可在設計階段為客戶提供全面的可制造性評估，幫助客戶優(yōu)化設計方案，降低生產(chǎn)成本。
上一篇：PCB電路設計中電源與地線設計
下一篇：PCB熱管理問題從設計到應用全面拆解
微信公眾號
微信小程序
抖音視頻號
浙公網(wǎng)安備 33010502006866號