当我看见DFM技术的主题时，我觉得有必要与FTG公司的Gary Ferrari谈谈。Gary参与设计和制造PCB已经好几十年了，他还是IPC设计师委员会的前联合创始人和执行董事 。 我在感恩节和圣诞节之间联系上了Gary，并通过电子邮件进行了下面的采访。
Andy Shaughnessy：能给我们简单介绍一下您的背景以及您在FTG的角色吗？
Gary Ferrari：我在这个行业已经50多年了。 在此期间我的大部分时间都花在了PCB设计和制造上。 我在装配、工业机器人、核电站和化石燃料电站控制系统设计方面也有一些经验。
我现在担任FTG Circuits的技术支持主任。 我的主要工作有很多个方面。 首先是在产品设计阶段与我们的客户群合作。我帮助他们进行可制造性设计，其中包括制造、组装、维修、可靠性和现场服务。这其中还包含电气和机械方面的最终产品性能。 我知道这些内容听起来很多，情况也确实是这样。 为了在很短的设计周期内设计出满足如今需求的先进产品，在选择材料、部件这些时必须考虑所有这些领域。
第二是在IPC的标准制定委员会中代表我们的客户群。 在标准制定会议期间会讨论许多现有的问题，而这些问题会影响了我们公司和我们的行业。 有非常多新的、先进的技术在不断出现。如果有人希望在这个行业继续生存下去，就必须不断学习这些技术。
我还通过IPC许可培训中心EPTAC提供IPC设计师认证培训。这些课程非常深入，向受训者揭示了很多会影响成功设计的问题。
Shaughnessy：那么，PCB设计师能做些什么来让制造过程更加顺利呢？
Ferrari: 设计师可以做到的最重要的事情就是与他们的制造和组装供应商沟通。 询问他们您的设计会如何影响他们的制造能力，比如什么设计会造成低产量或可靠性高。 最重要的是找出最容易出现问题的领域。 设计者有许多方法来解决给定的问题，并且能够选出更容易制造的设计解决方案，以达到更高的可靠性和更低的成本。当把公司新技术加入新的设计中时，这是最重要的。 大多数制造商能够通过他们的大量客户群所使用的各种技术获得经验。
换句话说，与您的供应商沟通有很多好处。
获取您制造商的错误规则文件（ERF），将其与您的规则进行对比，以确保你们的方向一致。
如果有的话，请尽量使用行业标准。这些标准就是用来指引您的，它们能告诉您什么样的设计到会对制造、组装、测试、现场服务以及最重要的可靠性产生负面影响。
Shaughnessy：那么，设计师们最常犯的会减慢生产速度的错误是什么呢？ 我以前听说一些CAM部门会一直在忙于处理设计中的数据错误，特别是来自新客户的设计。
Ferrari：这是我最喜欢领域。 我曾经与一些客户谈过，当时他们希望重新谈判合同，将成本降低30％。 我告诉他们，我们可以通过在更大的面板上制造产品，每个面板中包含更多的电路板，从而降低每块板的成本。不幸的是，我们无法利用电路板的现有设计做到这一点，因为在对准、蚀刻因子、材料移动等工序中孔环没有足够的加工余量。在许多情况下，我们仅需要对孔环增加0.001”。
而且，这个解决的方法是免费的！ 设计师所需要做的只是为他设计中的焊盘孔环增加0.001”或更多。一旦焊盘经过批准并进入系统库中，只要使用到焊盘，它就会自动满足较大面板制造的要求。 设计师永远不会注意到焊盘变大了，在大多数情况下，设计都也不会受到焊盘尺寸增加的影响。
制造商见过最多的问题就是孔环尺寸不足。 他们花费大量时间试图通过手动增加孔环尺寸并移动相邻的导体以满足最小间距要求来挽救设计。 根据板的密度和尺寸，这可能会是一项庞大且昂贵的工作。
另一个大问题是，设计师常常没有时间来审查他们的设计，只通过DFM检查器来检查间距错误、孔环冲突、层内和层之间的铜平衡等。是的，一些CAD系统有自动设计规则检查能力。 但是当需要移动大块布线区域以加入新变化时，他们更倾向于关闭自动DRC检查。
我告诉设计师们在最终发布之前一定要通过第三方DFM分析来检查他们的最终输出文件。 这样就能够消除最终生产时出现的问题。 大多数制造商会在设计发布之前进行DFM分析，收取的费用很少或免费。我们一定要明白，当设计被正式送到制造商以后，时间就会非常紧张了，因为这关系到产品上市的时间。
第二个常见的错误是不了解层堆叠的所有方面。如今的许多设计都包含盲孔和埋孔。 因此，具有埋孔的层通常会镀层厚度会更厚，这会增加板的总厚度。 这可能会影响该组件安装到其最终位置时的情况。
另一个盲孔和埋孔堆叠的问题是确定自然层对。设计时，必须从内到外设计层叠。 换句话说，你必须从最小公分母开始，一个内层，然后从那里生成，注意需要电连接的自然层对。
接下来是在元件安装孔或元件焊盘上的丝印图例。 图例用的油墨是绝缘体，因此会影响焊接点的形成。
近些年来，数据错误已经非常少，但还是会发生。最好减少制造电路板所需的不同文件的数量，同时提供更精密的数据。 最好的方法是迁移到智能数据格式，如ODB ++或IPC-2581。 这些格式支持直接从CAD数据库提取数据，并包含有关设计、制造、装配、测试等等所有信息。
最后，准备全套完整的绘图笔记和图示。不要假设你的供应商知道你想要什么。 说明确切的材料、线宽、间距、不导电涂层、保护和金属表面处理。展示完全尺寸的板轮廓，包括切口或特殊功能。
Shaughnessy：好的（或坏的）PCB设计对下游工艺，如电镀和表面处理有没有直接影响？
Ferrari：当然，第一个影响是铜平衡。 它会以两种不同的方式影响电路板。 第一种是层内的平衡。孤立的导体比在致密铜区域中的导体蚀刻得更快。这可能会导致在这些区域中导体的宽度低于最小值。 需要记住的是，导体宽度会在受控阻抗设计中发挥巨大作用。孤立的导体也将比较紧密的铜区域镀层更快更重。过度电镀会桥接密集区域中的间隔紧密的线。
的确，电镀和蚀刻设备都比以前更好了，所以这些因素变得不再那么重要。 但没有必要还留着出故障可能性，墨菲定律能够几乎确定问题会发生。进行接地填充，消除这个问题发生的可能性。 铜填充物将有助于平衡给定层上的铜量，从而降低出现不可接受的弯曲和扭曲的可能性。
第二个是铜层之间的不平衡。 这可能会造成电路板整体弯曲和扭曲。
第三是使用多种表面处理。 下游表面处理可能会与上游表面处理不兼容。 它们可能会对之后的表面处理产生交叉污染。 这会造成制造商不得不使用各种掩蔽和镀层操作，这会提高加工时间和成本。 我建议，如果需要进行多种表面处理，设计师应该咨询他的制造商。 这也适用于使用多种电介质。
Shaughnessy：你认为设计师应该更深入了解哪些生产工艺？ 大多数PCB设计师告诉我，他们从来没有去过电路板制造厂，或者好几十年都没有去过。 这会让你感到惊讶吗？
Ferrari：我并不感到惊讶，大多数设计师的确从来没有去过电路板制造和装配设施。电路板设计师从未得到过应有的尊重。 他们必须充分了解制造和装配工艺及其局限性，在这两个领域中的测试、层压材料、保护涂层、修理和测试策略、元件工程、电气特性以及相应的工程和新技术。 我还能说好多他们应该知道的事情。而令人难过的是，很少有公司能为技术教育分配时间。 非常少的设计师能够参加大型技术会议或参加标准制定委员会会议。 正是在这些会议上学习机会最多。 他们还为此开发一个知识库支持网络。
有不少设计师加入了北美、欧洲、亚洲和澳大利亚的IPC设计委员会分会。 这些分会都举行设计师教育、工厂参观、客座演讲等等。
Shaughnessy：您还有什么想补充的吗？
Ferrari：了解我的人知道我可以一直说下去，不过我觉得暂时足够了。 谢谢，跟你聊的很开心。
Shaughnessy：谢谢你，Gary。
