El término DFM (Design For Manufacturing) se refiere al proceso mediante el cual un producto se diseña con el objetivo preciso de simplificar su fabricación, con el fin de fabricar un mejor producto a menor coste. Idealmente, DFM ya debería aplicarse en las etapas iniciales del proyecto y debería involucrar a todo el equipo de desarrollo de productos y no sólo a los diseñadores de hardware.
A medida que el proyecto avanza a través de las diferentes etapas del ciclo de vida del producto, cada modificación aumenta su peso y coste (cada modificación lo complica y aumenta su coste)hasta llegar a ser especialmente difícil de aplicar. Por otra parte, la aplicación del DFM en las primeras etapas del desarrollo del PCB permite efectuar rápidamente todas las posibles modificaciones, al coste más bajo posible, manteniendo al mismo tiempo las prestaciones originales del producto.
La tecnología desempeña un papel clave en muchos aspectos de nuestras vidas : smartphones, relojes conectados, electrodomésticos, coches conectados... todos ellos utilizan tecnología y conectividad inteligentes. Estos y otros productos requieren circuitos impresos cada vez más complejos, con la necesidad de producirlos al menor coste, en el menor tiempo posible y con un alto nivel de calidad.
Dado que la fabricación de PCB se divide en varias etapas y para evitar problemas importantes durante la fabricación (DFM), es necesario asegurarse de antemano de que una tarjeta no se ve afectada por ningún problema de diseño. Durante la fase de desarrollo, los diseñadores deben someterse a tensiones eléctricas, como el valor de las tensiones y corrientes implicadas, el consumo eléctrico y la gestión térmica. En uso real, sin embargo, entran en juego otros factores, como la precisión o tolerancia de las máquinas de fabricación de circuitos impresos y las características de los materiales utilizados.
DFM designa precisamente el proceso que permite organizar la disposición del PCB, para asegurarse de su viabilidad. Tomemos por ejemplo un anillo residual, o la zona de la pastilla de cobre, que se queda después de perforar un agujero en el interior. El tamaño del anillo se mide desde el borde de la pastilla hasta el borde del agujero y representa un parámetro fundamental en el diseño del PCB, ya que la metalización depositada en él permite la conexión eléctrica de ambos lados.
En el caso de las tarjetas multicapa, los anillos residuales deberán estar alineados con un recubrimiento suficiente para permitir la conexión entre diferentes capas. La alineación perfecta sólo existe en teoría : incluso los taladros láser más modernos no pueden tener una precisión del 100%. El proceso DFM garantiza que la anchura del anillo permite un ligero desalineamiento entre las capas sin comprometer la conexión eléctrica.
Las principales ventajas del DFM aplicado al diseño y fabricación de PCB son las siguientes:
Los diseñadores de circuitos impresos suelen realizar un procedimiento llamado verificación de las reglas de diseño (DRC : Design Rule Check). Pero después de haber conducido con éxito la RDC, ¿es también necesario realizar el DFM? Sí, porque los dos procedimientos son en realidad diferentes y son necesarios para iniciar la producción de PCB. La RDC es en realidad un proceso de análisis automático que compara el proyecto con las normas impuestas por la fundición. Estas normas establecen los requisitos físicos mínimos para los PCB, las capas y las conexiones, que pueden afectar al rendimiento del sistema.
El objetivo de la RDC es detectar cualquier desviación o error. El DFM, por su parte, identifica todos los aspectos susceptibles de crear problemas durante el proceso de fabricación de los PCBs : si el proceso DRC detecta un error, estará presente en cada ejemplar del circuito impreso. Los problemas de DFM, en cambio, sólo pueden producirse en algunas unidades del mapa e incluso después de un largo período de producción.
Aunque las normas de fabricación de los PCB pueden ser diferentes para cada fabricante, antes de aplicar cualquier proceso de fabricación deben respetarse ciertas reglas generales DFM. A fin de declarar un diseño de PCB listo para la fabricación, deben aplicarse determinados principios básicos DFM. A continuación, figura una lista de las directrices más pertinentes:
Figura 1 : Ejemplo de serigrafía en pastillas