基于可制造性的PCB布局成本效益分析
1977年，印第安纳州的大理石山核电站开始建设，但该项目很快就遇到了问题。由于三里岛核事故，不仅公众对核能的支持减弱了，而且建设成本也开始飙升。从最初的7亿美元预算，到1984年费用已增加到28亿美元。
该项目被取消，因为它还需要额外的40亿美元才能完成。俄亥俄河沿岸的1000英亩土地曾经有望为周边地区提供充足的电力，现在已被出售，大部分被拆除，只留下几栋建筑和混凝土灰尘作为纪念。
不先计算成本就开始一个项目可能会成为一个昂贵的错误，这个原则并不只适用于大型建设项目。任何项目都应该首先评估其成本，以避免不愉快的意外，这包括印刷电路板的制造。
在PCB布局过程中，必须遵守为制造而设计(DFM)规则，以确保设计是为制造而优化的，如果不遵守这些规则，可能会导致昂贵的后果。为了确保你的板的布局是最有效的制造优化，你应该进行成本效益分析，然后再把它送去建造。这里有一些可以帮助你的想法。
在你的布局中寻找成本效益分析
你要达到的目标是设计你的印刷电路板设计，使它可以制造没有任何问题。你可能有一些非常新颖和创新的想法，但它不会对你有任何好处木板造不起来．通过在布局过程中从可制造性成本效益角度分析设计，可以避免潜在的装配问题。下面是一些你应该关注的方面:
物料清单(BOM): BOM中的任何错误都可能导致错误的零件采购、库存和装配准备。如果没有及时发现这些错误，甚至可能导致电路板上组装了错误的部件。
组件间隙:不够的部分彼此之间或其他板功能之间的间隙为装配、测试和返工制造问题。
组件放置和旋转:波峰焊时，部件之间靠得太近或旋转不正确会产生阴影。这可能导致不正确的焊料角形成，导致糟糕的焊料连接。
足迹及土地格局大小:占地垫尺寸太小或放置不当也会导致焊点不良，而过大的焊垫会导致零件在焊料回流时错对。
阻焊罩:如果足迹垫之间没有足够的阻焊覆盖，焊料可能会在足迹垫之间架桥。这种桥接可能导致衬垫之间的意外短路。
可测试性的报道:制造商将对完成的电路板进行测试，以验证其组装。如果在设计中没有提供足够的测试点覆盖，制造商将不得不采取其他更昂贵的选择。
所有这些区域最终可能会通过您为布局设置的最小设计规则，但它们可能不是制造性的最佳条件。通过花时间从制造成本效益的角度来看待这些领域，它可以帮助您对布局进行细微的改变，这将在装配厂产生更好的结果。接下来，我们将看看这些制造问题可能导致的一些扩展后果。
做出正确的布局决定将帮助您的电路板毫不费力地通过焊接回流
这些布局错误如何转化为制造问题
正如我们上面所看到的，在设计中有许多问题，在布局过程中可能看起来微不足道，但在制造过程中可能会累积成重大而昂贵的问题。下面是这些问题导致的一些更糟糕的结果:
物料清单中的部件不正确:你的电路板在制造过程中经历了一个广泛的过程，从购买零件开始。如果BOM中指定了错误的组件，那么错误的组件可能最终被购买、储存并装载到取放机中进行组装。这本身可能是一个昂贵的问题，但如果这些部件组装在电路板上，情况会变得更糟。现在您将承担手动返工以纠正该问题的成本。更糟糕的是，稍微不正确的部件(例如不正确的公差值)可能在最初工作，但随后在现场失败，从而导致调试和修复的更多费用。
部件间隙不足:当组件之间靠得太近，可能会干扰自动化装配技术．必须手动组装和测试部件，甚至返工板的紧密区域将增加额外和意外的费用。
不良焊点:如果在组装过程中还没有发生错误的焊接连接，那么错误的焊接连接很容易断裂。这些断裂可能会导致完全的部件故障，这将导致额外的时间来测试、发现和修复不良连接。更糟糕的是，间歇性故障很难定位和纠正。这样的问题会在短时间内变得非常昂贵。
焊料回流问题:由于过大的焊盘而导致焊料过多，可能会导致表面安装部件浮出位置。这些部件现在可能与其他部件过于接近，导致潜在的间隙甚至短路问题。不平衡焊锡回流在较小的部件由于不同的焊盘尺寸，可能会导致这些零件在焊锡回流过程中直立，这一效果被称为“墓碑”。同样，这将需要更多的返工来修复。
焊料裂片:焊盘之间的焊桥，如果没有足够的阻焊罩覆盖，将需要手动返工才能移除。其中一些碎片可能非常小，很难找到，增加了修复的时间和费用。
不完整的测试覆盖率:为了验证没有足够测试覆盖的电路板的组装，制造商将不得不诉诸其他更昂贵的测试方法。对于有数千个连接的大型板，手动台架测试速度慢且成本高，而且不如自动化测试程序可靠。
正如你所看到的，这些错误累积得越多，最大的潜在制造延迟和成本可能就会增加。最好的方法是从一开始就评估你的设计的可制造性和成本效益，并在你把它送去制造和组装之前设计出任何潜在的问题。
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利用你可以利用的资源
值得庆幸的是，在进行成本效益分析时，有一些有价值的资源可以帮助您。首先，有像这篇文章这样的在线资源，你可以获取信息。
另一个非常重要的资源是PCB制造商。从他们那里找出他们认为是最高优先级的潜在DFM问题，然后相应地进行设计。
最后，充分利用PCB设计工具的规则和约束。你可以设置许多不同的规则，你希望尽可能多地使用这些规则来帮助你完成任务。
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