一文总结DFT、DFM、DFA 在 PCB 中有什么作用和功能？

winushej · 发表于 2022-9-9 09:39

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一、DFT （测试设计）

在 PCB 产品周期中，DFT 必不可少的一部步骤，而 DFT 主要就是测试的，DFT通过在PCB 上添加测试点来对 PCB 进行各项功能测试。添加测试点有利于工程师在制造过程结束后检查 PCB 的各项功能。

DFT 主要就是为了检查和验证产品的硬件有没有降低产品功能的制造缺陷。

DFT 功能

（1）检查PCB 功能故障

功能缺陷是错误和故障。错误是由系统产生的有缺陷的性能或本来不需要的性能。故障是设备功能的组合或错误重复缺陷。错误一般来说都可以纠正，但故障一般就很严重，说明电路需要改进设计。

诊断故障的过程称为故障模式分析，在功能测试期间还会跟踪电流、引脚电压、电源电平、开关和定时信号以及电路板温度。

（2）制造缺陷

制造缺陷是由于额外的金属沉积、不正确的掺杂、焊接中的污染和介电问题等造成的。

（3）临时测试技术

在产品开发的制造阶段应用之前，必须执行特定的设计规划。这临时测试中，设计的可测试性得到了增强，就不需要对原始设计进行更改。也就是说，不需要嵌入专用测试点，而是使用临时测试点对设备进行功能测试。

（4）ICT测试

ICT测试通常使用钉床测试装置。使用这种方法可以测量电阻、电容等参数，并且可以对放大器和振荡器等模拟组件进行功能验证。在 ICT 测试中可以捕捉到短路、断路或错误元件等典型问题。典型的 ICT 套件具有在线测试仪、夹具和测量软件。

（5）FCT测试（6）X-ray 测试等二、DFM （制造分析）

组件的可用性和制造技术不同的公司可能要求不一样，但电磁兼容是必须要满足的重要标准。

因此PCB layout 工程师必须保证设计与可用的制造方法相兼容，并且组件可以满足功能，且设计的 PCB 尺寸符号要求。

DFM 是以有计划的方式设计产品，让电子产品可以用于生产制造。DFM用好了，可以帮助制造过程变得顺利，同时可以降低总体制造成本，节省时间。

DFM 的功能

（1）电路板元件选择

电路板尺寸、形状和元件放置在制造过程中起到了至关重要的作用，电路板布局、形状和尺寸在设计时也很重要。在 DFM 期间会考虑连接器的特定位置、根据功率、频率和路由要求将电路组合在一起。

（2）制造

减少 PCB 中的零件数量是降低制造成本和简化制造过程的最好的办法之一。根据总板面积、电源布线、信号完整性、隔离要求和高速信号数量等要求标准，应确定 PCB 所需的层数。

多用途设计组件可最大限度地降低成本。例如，精心设计的接地层可以充当结构组件、EMI 阻断器和信号完整性设备。这样的设计可以减少制造过程中的时间和金钱。工程师还应检查 DFM 的最小走线宽度、走线间距离和适当的过孔间隙等。

（3）EMC 设计

电磁合规性 ( EMC ) 和电源使用合规性是决定产品可靠性的两个重要因素。在设计的初始阶段规划这些合规性参数可以提高制造设备的质量。此外，在制造结束后，由于 PCB 尺寸或元件定位精度的变化，可能会在组装过程中发生错误，应考虑尺寸和形状的合规性。

三、DFA （组装设计）

如果组装变得方便了，电子产品的效率都会提高很多。如果电子产品的组件比较少，那么组装所需的时间会更短，如果电子产品内的模块采用 DFA 进行设计，那么组装就会变得容易多。

因此，DFA 是设计组件或 PCB 的过程，将易于组装作为关键标准之一。成本效益是 DFA 高。

DFA 功能

（1）标准化

每个工程师都很难预测，在进行一个新的 PCB 设计时，会遇见什么问题。标准化的主要目的是通过有效的组件和技术来最小化出现错误的概率。

下面是确保设计实现最大标准化的几种方法：

仔细验证每个组件的来源，以确保组件的真实性。未经授权的来源会增加延误、错误信息和假冒零件的风险。
尝试减少独特组件包的数量，以简化装配过程的设计并最大限度地减少潜在错误。例如，如果存在任何封装与焊盘图案的差异，则必要的布局调整将更快完成，因为设计将具有更少的独特焊盘图案。
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（2）组件验证

DFA 的主要目标之一是验证板上的组件。

（3）减少装配错误

DFA 主要侧重于消除可能发生的潜在装配错误。可以遵循以下几点：