PCB DFM essentials: (1) Trace width ≥0.1mm (4mil), ≥0.15mm for power; (2) Trace spacing ≥0.1mm (4mil); (3) Via drill ≥0.2mm, annular ring ≥0.125mm; (4) Solder mask expansion 0.05-0.1mm; (5) Silkscreen line ≥0.15mm, text height ≥0.8mm; (6) Board edge clearance ≥0.3mm; (7) Copper balance within 40% per layer; (8) Drill-to-copper ≥0.2mm. Always verify specifications with your manufacturer—capabilities vary significantly between suppliers.
Introdução: A Importância do DFM
O DFM (Design for Manufacturing) é a ponte entre o seu design de PCB e uma produção bem-sucedida. Seguir as regras DFM previne redesigns dispendiosos, atrasos na produção e problemas de rendimento. Segundo a Sierra Circuits, 52% dos problemas de design de PCB detetados durante a revisão estão relacionados com DFM—problemas que são gratuitos de corrigir no design mas caros de resolver na produção.
Este checklist de 25 pontos cobre os requisitos DFM essenciais para um fabrico de PCB bem-sucedido.
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Secção 1: Regras de Pistas e Espaçamentos (Pontos 1-6)
Ponto 1: Largura Mínima de Pista
| Espessura do Cobre | Mínimo Standard | Mínimo Recomendado |
|---|
| 0.5oz (17µm) | 0.075mm (3mil) | 0.1mm (4mil) |
| 1oz (35µm) | 0.1mm (4mil) | 0.15mm (6mil) |
| 2oz (70µm) | 0.15mm (6mil) | 0.2mm (8mil) |
Para pistas de corrente elevada, calcule a largura usando IPC-2152:
| Corrente | 1oz Externo | 1oz Interno |
|---|
| 1A | 0.25mm | 0.5mm |
| 2A | 0.5mm | 1.0mm |
| 3A | 0.8mm | 1.5mm |
| 5A | 1.5mm | 2.5mm |
Ponto 2: Espaçamento entre Pistas
Segundo o guia DFM da Titoma, o espaçamento mínimo depende da tensão:
| Tensão | Espaçamento Mínimo |
|---|
| <50V | 0.1mm (4mil) |
| 50-100V | 0.25mm (10mil) |
| 100-300V | 0.5mm (20mil) |
| >300V | Calcular conforme IPC-2221 |
Ponto 3: Espaçamento Pista-Pad
| Elemento | Distância Mínima |
|---|
| Pista para pad SMD | 0.1mm (4mil) |
| Pista para pad PTH | 0.2mm (8mil) |
| Pista para via | 0.1mm (4mil) |
| Pista para bordo da placa | 0.3mm (12mil) |
Ponto 4: Regras de Pares Diferenciais
| Parâmetro | Requisito |
|---|
| Correspondência de comprimento | Dentro de 0.1mm |
| Espaçamento (gap) | Consistente em todo o percurso |
| Plano de referência | Contínuo, sem cortes sob os pares |
| Transições de via | Correspondentes, minimizar quantidade |
Ponto 5: Pistas com Controlo de Impedância
Para designs RF e alta velocidade:
| Tipo de Pista | Tolerância | Largura Típica |
|---|
| Single-ended 50Ω | ±10% | 0.15-0.25mm (depende do stackup) |
| Diferencial 100Ω | ±10% | Gap ≈ largura da pista |
| Microstrip | ±10% | Usar calculadora de impedância |
| Stripline | ±10% | Centrado entre planos |
Ponto 6: Teardrops e Estrangulamentos
| Característica | Recomendação |
|---|
| Teardrop na entrada do pad | Extensão de 0.2-0.3mm |
| Neck-down em BGA | Manter o mais curto possível |
| Mudança de largura de pista | Transição gradual, não abrupta |
Secção 2: Design de Vias (Pontos 7-11)
Ponto 7: Dimensões de Vias Through-Hole
As diretrizes DFM da PCBTok recomendam:
| Tipo de Via | Tamanho do Furo | Tamanho do Pad | Annular Ring |
|---|
| Via de sinal | 0.3mm (12mil) | 0.55mm (22mil) | 0.125mm (5mil) |
| Via de potência | 0.4mm (16mil) | 0.7mm (28mil) | 0.15mm (6mil) |
| Corrente elevada | 0.5mm+ (20mil+) | 0.9mm+ | 0.2mm (8mil) |
Ponto 8: Vias Cegas e Enterradas
Para designs HDI:
| Tipo de Via | Rácio de Aspeto | Furo Típico |
|---|
| Microvia (laser) | 0.8:1 máx | 0.075-0.1mm |
| Via cega | 1:1 recomendado | 0.15-0.2mm |
| Via enterrada | 8:1 máx | 0.2mm+ |
Ponto 9: Espaçamento Via-Via
| Configuração | Espaçamento Mínimo |
|---|
| Via para via (mesma rede) | 0.3mm (12mil) |
| Via para via (rede diferente) | 0.4mm (16mil) |
| Array de vias (fanout BGA) | Pitch de 0.5mm típico |
Ponto 10: Via in Pad
| Requisito | Especificação |
|---|
| Material de preenchimento | Epóxi condutivo ou não-condutivo |
| Planarização | ±0.05mm de planura |
| Capping | Necessário para soldadura reflow |
| Quando usar | BGA, fine pitch, pads térmicos |
Ponto 11: Design de Vias Térmicas
Para dissipação de calor:
| Parâmetro | Recomendação |
|---|
| Diâmetro da via | 0.3-0.5mm |
| Pitch das vias | 1.0-1.2mm |
| Preenchimento | Preenchido e tampado para melhor térmico |
| Padrão | Grelha sob o pad térmico |
Secção 3: Regras de Solder Mask (Pontos 12-15)
Ponto 12: Expansão de Solder Mask
| Elemento | Expansão | Notas |
|---|
| Pads SMD | 0.05-0.1mm | Por lado |
| Via tenting | Cobertura total | Ou especificar "plugged" |
| Pads BGA | 0.075mm | NSMD recomendado |
| Fine pitch | 0.05mm | Mínimo para pitch 0.5mm |
Ponto 13: Solder Mask Dam
Segundo as diretrizes da Best Technology:
| Elemento | Largura Mínima |
|---|
| Entre pads | 0.1mm (4mil) |
| Entre via e pad | 0.1mm (4mil) |
| Estabilidade web | 0.15mm (6mil) recomendado |
Ponto 14: Tipos de Abertura de Solder Mask
| Tipo | Aplicação | Vantagens |
|---|
| NSMD (non-solder mask defined) | BGA, fine pitch | Pad de cobre maior, auto-centragem |
| SMD (solder mask defined) | SMD standard | Máscara controla o tamanho do pad |
| Misto | Componentes diferentes | Otimizar por componente |
Ponto 15: Considerações de Cor da Solder Mask
| Cor | Problemas de Cobertura | Recomendação |
|---|
| Verde | Melhor cobertura | Escolha padrão |
| Preto | Mostra vazios | Usar mate para inspeção |
| Branco | Mais difícil de inspecionar | Evitar para placas complexas |
| Azul | Boa cobertura | Alternativa ao verde |
Secção 4: Regras de Silkscreen (Pontos 16-18)
Ponto 16: Largura de Linha do Silkscreen
| Característica | Mínimo | Recomendado |
|---|
| Largura de linha | 0.15mm (6mil) | 0.2mm (8mil) |
| Altura do texto | 0.8mm (32mil) | 1.0mm (40mil) |
| Traço do texto | 0.125mm (5mil) | 0.15mm (6mil) |
Ponto 17: Folgas do Silkscreen
| Elemento | Folga Necessária |
|---|
| Sobre pads | Não permitido |
| Do bordo do pad | 0.15mm (6mil) |
| Do bordo da placa | 0.3mm (12mil) |
| Das vias | 0.15mm (6mil) |
Ponto 18: Conteúdo do Silkscreen
| Incluir | Excluir |
|---|
| Designadores de referência | Informação sensível |
| Marcadores de polaridade | Texto copyright sobre pads |
| Indicadores de pino 1 | Elementos decorativos |
| Etiquetas de pontos de teste | Gráficos não essenciais |
Secção 5: Regras de Furos e Slots (Pontos 19-21)
Ponto 19: Tamanhos de Furação
| Tipo de Furo | Furo Mínimo | Tolerância |
|---|
| Via PTH | 0.2mm (8mil) | ±0.05mm |
| Componente PTH | 0.6mm (24mil) | ±0.08mm |
| Montagem NPTH | 1.0mm | ±0.1mm |
| Largura de slot | 0.8mm | ±0.1mm |
Ponto 20: Espaçamento Furo-Elemento
| Par de Elementos | Distância Mínima |
|---|
| Furo para furo | 0.3mm (12mil) |
| Furo para pista | 0.2mm (8mil) |
| Furo para bordo da placa | 0.5mm (20mil) |
| Slot para pista | 0.3mm (12mil) |
Ponto 21: Rácio de Aspeto
Para placas multicamada:
| Espessura da Placa | Rácio de Aspeto Máximo |
|---|
| 1.6mm | 8:1 (furo mín 0.2mm) |
| 2.0mm | 10:1 |
| 2.4mm | 10:1 |
| 3.2mm | 12:1 (avançado) |
Secção 6: Contorno da Placa e Acabamento (Pontos 22-25)
Ponto 22: Regras de Contorno da Placa
| Característica | Requisito |
|---|
| Raio mínimo de canto | 0.5mm |
| Raio de corte interno | 0.5mm (broca de fresagem) |
| Contorno para cobre | 0.3mm (12mil) |
| Contorno para via | 0.5mm (20mil) |
Ponto 23: Seleção de Acabamento de Superfície
Para compatibilidade de montagem:
| Acabamento | Prazo de Validade | Compatível BGA | Lead-Free |
|---|
| HASL | 12 meses | Não | Disponível |
| ENIG | 12 meses | Sim | Sim |
| OSP | 6 meses | Sim | Sim |
| Immersion Silver | 6 meses | Sim | Sim |
| Immersion Tin | 6 meses | Limitado | Sim |
Ponto 24: Copper Balance
| Requisito | Objetivo |
|---|
| Diferença cobre camada-camada | <40% |
| Balance de área de cobre | Preencher áreas esparsas |
| Padrão de thieving | Pontos ou crosshatch |
| Thermal relief | Necessário em planos |
Ponto 25: Considerações de Stackup
| Nº de Camadas | Stackup Típico | Notas |
|---|
| 4L | S-P-P-S | Signal-Power-Power-Signal |
| 6L | S-P-S-S-P-S | Adicionar camadas de sinal |
| 8L | S-P-S-S-S-S-P-S | Comum para alta velocidade |
Fluxo de Verificação DFM
Passo 1: Checklist Pré-Layout
| Item | Verificação |
|---|
| Obter capacidades do fabricante | ✓ |
| Confirmar stackup | ✓ |
| Definir regras de design | ✓ |
| Requisitos de impedância | ✓ |
Passo 2: Durante o Layout
| Item | Verificação |
|---|
| Executar DRC frequentemente | ✓ |
| Verificar copper balance | ✓ |
| Verificar folgas | ✓ |
| Rever design térmico | ✓ |
Passo 3: Pré-Fabrico
| Item | Verificação |
|---|
| DRC final limpo | ✓ |
| Gerar Gerbers corretamente | ✓ |
| Incluir ficheiros de furação | ✓ |
| Submeter para revisão DFM | ✓ |
Erros DFM Comuns a Evitar
Erros Críticos
| Erro | Consequência | Prevenção |
|---|
| Acid traps | Vazios na corrosão | Evitar ângulos agudos <45° |
| Starved thermals | Wicking de solda | Mínimo 4 spokes |
| Annular ring em falta | Circuitos abertos | Verificação DRC |
| Slivers de cobre | Curtos-circuitos | Regras de cobre mínimo |
Erros de Montagem
| Erro | Consequência | Prevenção |
|---|
| Footprint errado | Componente não encaixa | Verificar modelos 3D |
| Solder mask dam em falta | Pontes de solda | Verificar espaçamentos |
| Silkscreen sobre pad | Problemas de soldadura | Verificação DRC |
| Marcação de polaridade errada | Erro de montagem | Indicadores claros |
Considerações Específicas do Fabricante
Diferentes fabricantes têm diferentes capacidades. Solicite as nossas diretrizes DFM ou obtenha uma cotação instantânea com análise DFM.
**A Perspetiva do Hommer**: A nossa equipa DFM revê cada encomenda antes da produção. Detetamos problemas cedo e fornecemos recomendações específicas. Para placas complexas, partilhe o seu design antecipadamente—trabalharemos consigo na manufacturabilidade antes de finalizar.
Capacidades Standard vs Avançadas
| Característica | Standard | Avançado |
|---|
| Pista/espaço mín | 4/4 mil | 3/3 mil |
| Furo via mín | 0.2mm | 0.1mm (laser) |
| Número de camadas | 1-16L | 20L+ |
| Rácio de aspeto | 8:1 | 12:1 |
| Via in pad | Custo extra | Processo standard |
Conclusão
Seguir este checklist DFM de 25 pontos previne a maioria dos problemas de fabrico. Os princípios chave:
- **Conheça as capacidades do seu fabricante** antes de projetar
- **Use regras de design** desde o primeiro dia, não como reflexão tardia
- **Execute DRC** cedo e frequentemente durante o layout
- **Submeta para revisão DFM** antes de finalizar os Gerbers
- **Comunique requisitos especiais** claramente na documentação
Precisa de ajuda com DFM? Carregue os seus Gerbers para análise instantânea ou contacte a nossa equipa de engenharia para designs complexos.
*Este artigo foi escrito por Hommer Zhao, fundador da PCB Portugal, com base em mais de 15 anos de experiência em fabrico e montagem de PCB.*
Referências
- Sierra Circuits. (2024). Common DFM Issues in PCB Design. [protoexpress.com](https://www.protoexpress.com/blog/common-dfm-issues-pcb-design/)
- Titoma. (2024). PCB Design Rules for Manufacturing. [titoma.com](https://titoma.com/pcb-design-rules/)
- PCBTok. (2024). DFM Checklist Guidelines. [pcbtok.com](https://pcbtok.com/dfm-checklist/)
- Best Technology. (2024). PCB DFM Guidelines. [bestpcbs.com](https://www.bestpcbs.com/blog/2024/09/pcb-dfm-guideline-a-key-to-manufacturability/)
- IPC-2221B. (2012). Generic Standard on Printed Board Design. [ipc.org](https://www.ipc.org/)
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Hommer Zhao
