介紹

消費電子行業在很大程度上受到設備可靠性因素的影響。仿真和實驗是允許設計人員確保產品運行質量的兩個工具。好的設計必須預見完整PCB的要求，并提供執行這些功能所需的必要條件。始終采用的良好DFT DFM DFA PCB設計技術對于可用于制造的堅固PCB至關重要。

例如，設計人員必須預見功能測試點，并將其合并到PCB設計中，以方便在測試階段進行實驗。同樣，一個好的設計必須滿足所有參數，以確保PCB制造和組裝的簡便性。因此，在原理圖和仿真階段投入精力可以幫助設計人員減少產品開發時間，并提高產品可靠性。

測試設計（DFT）

測試和實驗是PCB產品周期中必不可少的步驟。DFT是用諸如測試點之類的元素補充PCB的操作設計的過程，以促進電路板的功能測試。新增的測試點可幫助設計人員在物理制造過程結束后檢查功能測試。這是為了檢查并確認產品硬件沒有任何會降低產品正常功能的制造缺陷。

制造設計（DFM）

組件的可用性和制造技術會因公司和國家/地區而異。而且，電磁兼容性是設備必須滿足的重要標準，才能在市場上推出。因此，設計人員必須確保設計與可用的制造方法兼容，可用的組件執行設備功能，最終設計具有所需的尺寸等。因此，DFM是按計劃方式設計產品以使其易于制造的工程實踐。良好的DFM做法有助于制造過程并減少總體制造成本和時間。

組裝設計（DFA）

電子行業依賴于組件組裝的簡易性。通過采購本地和全球零件并按照我們的要求組裝它們來制造設備。如果設備的零件較少，則將花費較少的時間來組裝，并且如果設備中的模塊是采用DFA實現的，則組裝會變得更加容易。因此，DFA是設計設備或PCB的過程，同時考慮到易于組裝是關鍵標準之一。DFA的成本效益很高。

DFT規定

DFT期間要考慮的關鍵參數是可控性和可觀察性。可控制性是將某些電路節點/輸入預設/重置為特定狀態或邏輯值的能力。可觀察性是觀察內部節點或輸出的狀態或邏輯值的能力。這使設計人員可以將設計置于已知的初始狀態，然后控制和觀察內部信號值。這有助于確定設備的功能可靠性。可以進行測試以驗證功能缺陷或制造缺陷。下面給出了PCB設計中發生的重要功能和制造缺陷。

功能故障

功能缺陷是錯誤和失敗。錯誤是由于系統性能不佳而產生的錯誤或不希望的輸出。故障是設備功能的組合或錯誤重復出現的缺陷。可以糾正錯誤，但失敗是嚴重的威脅，它表明需要改進設計。診斷故障的過程稱為故障模式分析（FMA）。在功能測試期間，還將驗證走線電流，引腳電壓，電源電平，開關和時序信號以及板溫。

制造缺陷

制造缺陷是由于多余的金屬沉積，摻雜不當，焊接中的污染以及介電問題造成的。

有兩種技術可以實現DFT。它們是臨時技術和結構技術

臨時技術

正如DFT所暗示的那樣，必須先執行特定的設計計劃，然后才能在產品開發的制造階段將其應用。臨時測試是一種臨時技術。在這種策略下，無需對原始設計進行太多更改即可增強設計可測試性。也就是說，代替嵌入專用測試點，應使用臨時測試點對設備進行功能測試。

結構技術

這是測試的永久解決方案。設備中提供了專用的測試點。結構技術比臨時技術要貴，但是調試很容易，如果有任何缺陷，則遵循此技術更容易調試。使用結構技術來針對制造缺陷。

ICT測試

ICT是在線測試的縮寫。通常，釘床測試裝置用于ICT測試。使用這種方法，必須進行諸如電阻，電容等參數的測量，并可以對放大器和振蕩器等模擬元件進行功能驗證。ICT測試中可以捕獲短路，開路或組件錯誤等典型問題。典型的ICT套件包含一個在線測試儀，一個夾具和一個測量軟件。

飛針測試是ICT測試的一種，既簡單又有效。探針可以在電路板上移動，并根據需要與PCB的任何特定部分接觸。飛針不需要固定裝置，因此具有成本效益。此方法的另一個優點是，對PCB進行工程更改可能不需要更改測試點，而僅需要更改軟件編程即可。

DFM規定

DFM確保更快地制造PCB器件。DFM減少了產品周期時間和生產成本。下面給出了DFM良好做法應遵循的重要檢查。

電路板組件選擇

電路板的尺寸，形狀和組件放置在制造過程中起著重要作用。與定制組件相比，標準組件更可靠且成本更低。它們增加了產品的整體價值。使用標準組件還有助于物流，因為如果出現錯誤或缺陷，替換標準組件比查找定制組件要容易得多。此外，它們還具有顯著的公差和可焊性。

電路板的布局，形狀和尺寸在設計時也很重要。應考慮客戶給出的特定形狀和尺寸要求。在DFM期間，應考慮連接器的特定位置，根據功率，頻率和路由要求將電路分組在一起。

制造

減少PCB中零件的數量是降低制造成本并簡化制造過程的最佳實踐。更少的組件數量意味著更少的層。基于總板面積，電源布線，信號完整性，隔離要求以及高速信號數量等要求標準，應確定PCB所需的層數。

設計可多次使用的組件可最大程度地降低成本。例如，設計良好的接地平面可以用作結構組件，EMI阻擋器和信號完整性設備。這樣的設計可以減少制造期間的時間和金錢。設計人員還應該檢查DFM的最小走線寬度，走線到走線距離以及正確的通孔間隙等。

合規設計

電磁兼容性（EMC）和電源使用兼容性是決定產品可靠性的兩個重要因素。在設計的初始階段規劃這些合規性參數可以提高制造設備的質量。此外，制造結束后，在組裝過程中可能會由于PCB尺寸或組件定位精度的變化而發生錯誤。應考慮尺寸和形狀的適應性。

處理方式

處理是指定位，定向和固定零件或組件的手動或機械過程。不對稱的設計會損壞PCB。這可能會導致故障。可以避免使用柔性零件以獲得更好的性能。建議使用安全緊湊的包裝，以確保PCB設備持久耐用。

結論

在PCB的生產周期中，產品的70％的制造成本是在周期的設計階段即初始階段確定的。因此，實踐DFM可確保以較低的成本加快上市時間。DFT確保產品的功能可靠性。因此，通過遵循DFT和DFM的良好做法，可以設計出可靠且具有相同成本效益的PCB。