pcb設計師應該著重關注哪些主要事項呢

PCB制造商對接受到的PCB設計，很可能想提出一些反饋意見，其中關于設計一定有令人困惑且老生常談的故事。

因此，本次采訪邀請幾位PCB制造專家，分享他們對PCB設計師需要更徹底了解的挑戰(zhàn)之見解。對于這些挑戰(zhàn)，你同意哪一方的觀點？

01

問：對于PCB設計師，你最關心的是什么?

Dana Korf：阻抗和信號損耗易變性。近年來，射頻設計師非常關注的信號完整性現(xiàn)已成為標準數(shù)字和模擬設計的要求。仿真工具用于表征設計的標稱特性，以及主要技術規(guī)范公差的上下限，以便快速制造樣品并進行測試。可以反復幾次構建和組裝樣品，直到獲得適當?shù)慕Y果。

Korf：信號性能可能會受到鉆孔、激光孔內徑、電鍍后的直徑、材料介質厚度和電氣性能、阻焊膜、Dk和厚度、走線寬度公差的影響，但走線厚度對信號性能的影響程度較小。然而，制造商很少被要求向設計師提供這些信息。因此，設計師不知道PCB是在公差范圍的上限、下限還是中間構建的。設計師經(jīng)常抱怨新版或構建的PCB不如上一版。當然，也有可能不會。最有可能是由于制造公差導致的。

Korf：當設計有嚴格的阻抗或損耗要求時，設計人員應該要求獲取更多關于接收到的PCB關鍵參數(shù)的信息，以便更好地將實際性能與預期性能相關聯(lián)。

問：PCB設計師應該著重關注哪些主要事項?

Korf：過度規(guī)范。過度規(guī)范要求會導致成本明顯上升。其中最常見的原因之一是，從一個設計復制要求到另一個設計中，而設計師并未充分了解其他設計的要求是否適用于自己的設計。另一個原因是PCB硬件工程師和設計師在職業(yè)生涯早期沒有充分學習成本影響。試問，社區(qū)學院和四年制大學教授了多少PCB制造課程?

Korf：我每天都在使用20年前的蘋果iPod。這是一種消費類產品，可能并沒有被設計或期望使用這么長時間。我想知道，對于只需要使用5年左右的PCB來說，額外規(guī)范造成的成本有多少？

Korf：過度規(guī)范的常見例子之一是未使用IPC規(guī)定的 1級產品要求。這樣做的目的是為在較短的使用壽命內運行的系統(tǒng)提供足夠的余量。但大多數(shù)非3級產品設計師默認將PCB指定為2級產品。將產品級別從2級降低到1級有可能提高生產良率，降低加工成本、材料成本，從而可降低產品總成本。

問：PCB設計師應該著重關注哪些問題?

Korf：文件包的質量。設計師使用基于Gerber的文件包將數(shù)據(jù)發(fā)送給制造商和組裝商，要求制造商人工解譯圖紙和規(guī)范，并人工將需求關聯(lián)并輸入其CAM系統(tǒng)。例如，需要單獨的網(wǎng)表，因為假設數(shù)據(jù)可能是錯誤的。走線厚度也是人工輸入的。

Korf：PCB行業(yè)擁有智能數(shù)據(jù)格式25年了。格式為西門子ODB++和IPC-2581。研究表明，只有不到25%的所有數(shù)據(jù)包是基于這些格式的。

Korf：這些是將智能數(shù)據(jù)從CAD系統(tǒng)傳輸?shù)紺AM系統(tǒng)的智能數(shù)據(jù)格式，這樣它們就可以自動加載大量數(shù)據(jù)，而無需人工干預。這些智能格式也不需要那么多的電子文檔，如制造圖紙、物料清單電子表格、疊層圖等。提供的文檔和發(fā)送的重復信息之間經(jīng)常存在差異。因此延長了生產或樣品周期，并會引入錯誤。

Korf：設計師應立即與供應商合作，并改用IPC-2581或ODB++，以縮短設計周期并提高數(shù)據(jù)傳輸質量。

02

問：對于PCB設計師，你最關心的是什么?

Qandeel Sheikh：了解PCB的目的和應用。設計PCB涉及的不僅僅是創(chuàng)建布局。必須考慮PCB的目的和應用。其中包括它的接口、技術、外形因素和電子電路設計。當設計具有非常細間距元器件(如0.4毫米BGA)的高密度應用時，設計師必須清楚地了解逃逸元器件I/O 并在PCB上布線這類元器件所采用的扇出技術，如疊層微孔、激光通孔、跳孔、HDI，以及VIPPO(vertical interconnect process with plated over，鍍覆垂直互連工藝)。

Sheikh：PCB設計師應充分了解電子電路設計和原理圖，以確保PCB布局符合其預期目的。例如，為通信系統(tǒng)設計的PCB與為電源系統(tǒng)設計的PCB具有不同的要求。

Sheikh：對于復雜的PCB技術，設計師應考慮影響PCB生產成本的各種因素，包括材料選擇、銅重、PCB尺寸、層數(shù)、涂層選項(ENIG、HASL等)以及最小走線寬度和線距要求。

問：PCB設計師應該著重關注哪些主要事項?

Sheikh：熱量管理和信號、電源完整性是PCB設計過程中需要著重關注的主要問題。EMI合規(guī)性、高電壓和低電壓的功率處理以及確保信號完整性都是PCB設計的主要方面。例如，有時在微型設備中隔離數(shù)字和模擬信號變得很有挑戰(zhàn)性。對于高電壓和低電壓電源軌也可以觀察到相同的問題。

Sheikh：傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能會失真、受到干擾或衰減，從而導致不精確或不可靠的結果。PCB設計師必須按照信號完整性、適當接地、屏蔽和布線技術的最佳實踐來設計PCB，以防止信號反射、串擾和電磁干擾(EMI)等問題。

Sheikh：具有高密度和高速信號的大功率PCB也存在與熱量相關的問題，需要仔細管控。當增加銅的尺寸、厚度時，設計師需要確保在散熱和功率相關問題之間達到適當?shù)钠胶?。PCB設計師需要仔細考慮發(fā)熱元器件(如處理器、電源芯片或大功率LED)的放置位置，并設計適當?shù)纳峁芾斫鉀Q方案(如散熱器、熱通孔和鋪銅），以有效散熱并保持最佳工作溫度。

問：PCB設計師應該更多了解哪些技術或工藝?

Sheikh：制造和組裝過程。PCB設計者需要在設計時考慮到制造和組裝過程，尤其是在為組裝和測試(DFx)進行設計時。可以通過確保物理布局不違反工藝能力來實現(xiàn)，考慮物理布局將如何與組裝過程相互作用，并為測試板做出設計考慮。此外，設計師必須確保組裝后的PCB不會干擾配接PCB和其他機械部件。例如，設計師必須了解如何設計具有足夠公差和間隙的PCB，以便正確安裝散熱器和外殼。

Sheikh：簡而言之，設計PCB需要綜合考慮電路板的目的和應用、散熱管理、信號和電源完整性以及制造和組裝過程。設計師應該清楚地了解驅動這些關注點的基本原則和價值，以確保他們的設計不僅在技術上而且在功能上都是穩(wěn)定的。這將提高其設計的精確性、可靠性、可持續(xù)性、效率和簡潔性。

03

問：對于PCB設計師，你最關心的是什么?

Dave Hoover：今天的PCB設計師需要更好地了解實際制造公差和生產能力。他們需要與制造商的應用工程師合作，以充分了解PCB工廠的生產能力。

問：PCB設計師應該著重關注哪些主要事項?

Hoover：選擇材料時，設計師應注意材料供應商提供的支持和服務。切記：重點并不完全是價格。

問：PCB設計師應該著重關注哪些問題?

Hoover：設計師需要了解短期NPI(QTA)與批量生產數(shù)量之間的區(qū)別。兩者之間可能存在巨大的差異；對QTA批量規(guī)模保持更嚴格的公差很容易。

04

問：對于PCB設計師，你最關心的是什么?

Gerry Partida：更多的設計者必須關注內部埋層、盲層的最小導體厚度。

問：PCB設計師應該著重關注哪些主要事項?

Partida：計算焊盤尺寸，使其達到2級或3級產品要求。

問：PCB設計師應該著重關注哪些問題?

Partida：非功能性焊盤和鉆孔到銅的距離；不存在多余的布線空間。

編輯：黃飛

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