PCB板可制造性设计要点之PCB裸板分析

《如何保证电子产品可靠性设计?三方面为您解读，值得收藏!》一文中提到可制造性设计主要包括三个方面：PCB板可制造性设计、PCBA可装配设计、低制造成本设计。

其中，PCB板的可制造性设计主要是站在PCB板制造的角度，考虑制造的制程参数，从而提高制板直通率，降低过程沟通成本。比如说线宽、线距设计得是否足够，能否满足工厂的真实要求，孔到线、孔到孔之间的距离是否合规，这些要点在设计的时候都需要考虑清楚。

具体而言，在电子产品开发中，除了逻辑电路图设计，PCB作为设计内容的物理载体，所有设计的意图，产品功能最终就是通过PCB板实现的。

所以说，PCB设计在任何项目中都是不可缺少的一个环节。PCB板可制造性设计需要引起广大工程师的注意。

但实际情况往往是：在PCB设计后进行电路实物板生产，通常会因为设计与生产设备的工艺制成不匹配，导致设计好的PCB板无法生产成实物电路板。

因此，设计工程师在设计过程中需清楚地了解生产的工艺制程能力。

DFM可制造性分析软件，软件的检测规则根据生产的工艺参数对设计的PCB板进行可制造性分析。帮助设计工程师在生产前检查出可制造性问题，因此DFM为设计与制造的桥梁。

DFM检查项案例分享

华秋DFM可制造性分析软件，针对PCB裸板的分析项开发了19大项，52细项检查规则，检查规则基本可涵盖所有可能发生的制造性问题。以下为大家介绍几个DFM分析帮用户解决问题的经典案例。

(一)Allegro设计文件短路：

DFM电气网络检查项，在DFM软件里面点击右键选择电气网络，发现电源跟地是短路的，经过核对Allegro里面的PCB文件。发现有两个贴片焊盘的散热地孔跟电源层是短路的，地孔在电源层没有隔离导致短路。

(二)PADS设计文件2d线短路：

DFM电气网络检查项，在DFM软件里面点击右键选择电气网络，发现电源跟地是短路的，经过于layout工程师核实，是第五层有2D线，在转Gerber文件时没有取消2D线，导致检查电气网络短路。

(三)Altium设计文件开路：

DFM电气网络检查项，在DFM软件里面点击右键选择电气网络，发现第二层整版地网络没有连接，用AD软件打开文件核实，整版地孔都是跟铜皮隔离的，因此导致地网络开路。

(四)阻焊漏开窗：

DFM阻焊开窗异常检查项，阻焊就是阻止焊接的，阻焊油墨是绝缘的不导电，阻焊开窗是露铜的才能导电，当要焊接的地方没有开窗，盖上阻焊油墨就无法焊接使用。

(五)漏钻孔：

漏钻孔分析检查项，插件孔为DIP器件类型的引脚，如果设计缺插件孔会导致DIP器件无法插件焊接，如果成品后补钻孔则孔内无铜导致开路，无法补救。导电过孔缺孔的话，电气网络无法导通，则成品开路不导电，无法使用。

DFM检测功能介绍

01线路分析

最小线宽：设计工程师在画PCB图时需注意走线的宽度，走线的宽度跟载流的大小相关，线宽小，电流大走线会烧断。

最小间距：PCB布线时间距应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压，在布线密度较低时，信号线的间距可适当地加大，不同信号走线间距小会导致相互串扰。

SMD间距：SMD为贴片焊盘，同一个器件贴片的两个焊盘间距小，焊接上锡会导致两个焊盘相连短路，不同器件的间距小，也会导致不同网络焊接连锡短路。

焊盘大小：焊盘的尺寸大小影响焊接，比如Chip件焊盘小会导致焊接不良，焊盘过大会导致器件拉偏或者立碑。

网格铺铜：为提高PCB的散热性能，以及防止防焊油墨脱落等，将铜皮设计为网格状。在生产制造时网格的间距和线宽小存在一定的生产难度。

孔环大小：插件孔焊环小存在无法焊接的问题，过孔的孔环小，存在开路的风险。

孔到线：多层板的内层孔到线距离太近，多层板压合和钻孔工序有一定的公差，孔到线的间距不足会导致生产短路。

电气信号：断头线存在设计失误开路，孤立铜、锐角会造成一定的生产难度。

铜到板边：板边的铜离外形很近在成型时会导致露铜，成品安装可能存在漏电的情况。

孔上焊盘：焊盘上面的孔，是指贴片焊盘上面的孔，会影响焊接贴片。

开短路：开短路分析，检测设计失误导致开短路的问题。

02钻孔分析

钻孔孔径：钻孔的孔径小影响生产成本，机械钻孔极限0.15mm，孔径越小成本越高。

孔到孔：孔到孔的间距小，钻孔时会断钻咀，存在一定的短路问题。

孔到板边：插件孔距板边太近会破焊环，影响焊接，过孔离板边近存在电气导通性的问题。

孔密度：孔密度为每平方内的孔数，单位万/m。密度越大，生产耗时越长。孔密度大于一定值，会影响价格和生产交期。

特殊孔：特殊孔是指半孔、方孔，半孔过小会存在半孔无铜，方孔因EDA软件问题，无法识别需特殊备注。

漏孔：检测设计失误存在误删钻孔，导致开路或无法插件焊接的问题。

多余孔：检测不存在的钻孔，比如Gerber文件跟钻孔对不上，不该有的地方有孔。

非导通孔：非导通孔是指盲埋孔的导通层属性，钻孔的导通层只导通一层的情况下为非导通孔。

03阻焊分析

阻焊桥：阻焊桥分析，焊盘与焊盘中间无阻焊时存在焊接连锡短路的风险。阻焊盖线，阻焊窗口覆盖走线，导致走线裸露，不同网络之间的线裸露后有短路的风险。

阻焊少开窗：阻焊开窗是指板子需裸露焊接的部分。如焊盘未开窗将会被阻焊油盖住无法焊接。

04字符分析

丝印距离：字符设计需远离阻焊开窗，否则会导致字符上焊盘或字符残缺。

华秋DFM是华秋电子自主研发的PCB可制造性分析软件，它是一款免费的国产软件，主要的功能包括PCB裸板分析、PCBA装配分析、优化方向推荐、价格交期评估、供应链下单、阻抗计算等工具。致力于在制造前期解决或发现所有可能的质量隐患，将产品研制的迭代次数降到最低，减少成本，提高了产品的市场竞争力。

具体来看，针对可制造性设计所包括的三个方面，华秋DFM均推出了对应的功能。

本文针对PCB裸板分析进行了具体的演示介绍，后续将围绕PCBA组装分析进行讲解，欢迎大家持续关注【华秋电子】公众号!

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审核编辑：汤梓红