什么是pcb設(shè)計的可制造性

如何制作易于，便宜且快速制造的電氣平臺。

假設(shè)您有一個好主意。它涉及電子產(chǎn)品，它起作用，它會出售。你有它，人們想買它。您創(chuàng)建了一個原理圖，一些原型，以及您的回報投資估算。讓我們賺錢并將這些東西送到別人的手中！

然而，在制造方面，你什么都沒有。

來自一個好主意之間存在巨大差距一個偉大的工程師 - 即使你有一個充實的概念 - 并能夠生產(chǎn)一千或一百萬的產(chǎn)品。使用軟件，它很容易，但有硬件？這是一條漫長的道路，充滿了危險，文書工作和痛苦的設(shè)計修訂，除非你第一次就做好了。正確規(guī)劃您的電子設(shè)計至關(guān)重要。正確考慮設(shè)計的大規(guī)模生產(chǎn)甚至更為關(guān)鍵。

您的前兩個決定是在原型板或印刷電路板的基礎(chǔ)上進行設(shè)計。使用通孔元件，表面貼裝器件（SMD）或兩者兼而有之。

典型的PCB。

原型板通常比小規(guī)模生產(chǎn)便宜，因為它們不需要昂貴的專用設(shè)備，而PCB需要投資焊料掩膜機，取放機，回流焊爐，或第三方為你做這一切。這大大增加了前期成本，所以表面貼裝板通常更貴，除非你要做幾十成千上萬的董事會。使用原型板的設(shè)計可以通過您在當?shù)丶夹g(shù)商店獲得的部件快速而廉價地制造，并且不需要熟練掌握電子設(shè)計自動化軟件（即電氣工程師的CAD）;然而，堅固的PCB設(shè)計在大規(guī)模電路板生產(chǎn)的成本要求方面更加靈活。

第一步通常是確定一種方法是否因某些外部約束而無法適用于您的設(shè)計，例如您公司的常用方法。如果您可以使用這兩種方法，則應根據(jù)每種方法的成本估算做出明智的工程決策。但是，有些設(shè)計在使用這兩種方法時最便宜：用于大型電阻器和電容器的通孔元件，以及用于集成電路和低功耗部件的表面貼裝元件。

通孔元件。

現(xiàn)代電子產(chǎn)品的大部分小型化來自于 - 設(shè)計和非常專業(yè)的“定制”印刷板，而不是僅使用通孔部件的原型板。使用具有各種尺寸的表面貼裝器件可以使PCB非常緊湊，包括小至五分之一毫米寬的電阻器和一平方英寸中具有超過100個引腳的集成電路。用于原型板的集成電路通常僅限于雙列直插式封裝（DIP-xx，針對其所具有的引腳數(shù)），其引腳遠大于PCB上可用于IC的引腳。通過在封裝本身下方放置大量引腳*，這些IC封裝可以在給定表面積上具有更高的引腳集中度，然后在PCB經(jīng)歷的專門回流焊接過程中將其固定。除了大尺寸的通孔部件用于散熱目的外，通常最好使用PCB和SMD板進行大規(guī)模自動化生產(chǎn)。

典型的SMD板。

基于PCB的設(shè)計有幾個方面需要在設(shè)計階段給予特別關(guān)注。雖然原型電路板尺寸由供應商預先確定，但設(shè)計人員可以自由選擇任何尺寸的走線（PCB線）以及PCB上走線或元件之間的任何距離。在可能的布局范圍內(nèi)具有完全的靈活性，電路信號的特性和物理板結(jié)構(gòu)使得必須謹慎設(shè)計和布置電路板。例如，對噪聲非常敏感的信號不應與任何電源，高電流或磁性元件緊密接觸，并且兩條走線的接近程度有限。元件焊盤的尺寸應合適，以便正確的部件可以安裝在它們上，而不會懸垂在另一個焊盤上。在您的電路板上鉆孔以及將信號從一個平面?zhèn)魉偷搅硪粋€平面的電鍍過孔需要在最終確定之前進行適當?shù)臏y量并具有與之相關(guān)的最大公差。太小的通孔可能無法接收正確數(shù)量的鍍銅來傳導其信號，而最終太大的孔可能會夾住或破壞附近的焊盤。考慮到印刷電路板創(chuàng)建中可能存在的制造錯誤，也是確保布局符合規(guī)格的關(guān)鍵步驟。電氣和機械因素有很多因素限制了電路板的物理布局，需要徹底了解適用于您設(shè)計的限制。最終，除了花時間布置電路板之外，不可能用電路板布局過程替換經(jīng)驗。

典型的電路板布局。

印刷板本身創(chuàng)建后，下一步是應用絲網(wǎng)并添加組件。為了支持這一制造步驟，您的電路板應清楚標記，以協(xié)助組裝，修訂和部件號以及部件概要。雖然制造商可以使用具有電路板技術(shù)知識的人員，但將這些信息整合到電路板本身可以輕松避免許多常見問題。確保技術(shù)人員，裝配人員以及可能看到或處理PCB的任何其他人可以輕松找出產(chǎn)品是什么，它處于什么階段，如何定向以進行裝配，以及零件是否正確放在板上。請記住，制造商的電路板文本有時是與他們溝通的唯一形式，即使是輕微的錯誤也會使整個電路板或電路板組成毫無價值。

確保PCB文本正確對項目的成功至關(guān)重要。

但是，如果錯誤不是在董事會被運送到其應用程序之前發(fā)現(xiàn)，后果更加可怕。通常情況下，最好的情況是貴公司會讓客戶失望，并且必須支付數(shù)千美元的運費和零件費用，而最糟糕的是損失生命。高效但可靠地測試您的電路板并制定計劃，無論是粗略還是粗略，以驗證您的電路板是否已準備好應用，這是整個工程設(shè)計過程中的關(guān)鍵步驟。

更簡單的測試方法之一就是在產(chǎn)品離開制造中心之前簡單地將產(chǎn)品放入應用程序中。這適用于簡單的電子設(shè)備，如燈，電源和模擬設(shè)備，但僅僅證明您的設(shè)計可以承受重復使用，“時間測試”或復雜的用戶界面是不夠的。該方法對于大量產(chǎn)品或者當產(chǎn)品耗時或難以應用于其應用時也可能不是有效的。常見的工業(yè)實踐是構(gòu)建測試夾具，這可能是他們自己的設(shè)計項目，可以輕松提供一系列輸入并清楚地指示測試人員的成功或失敗?？紤]創(chuàng)建一個專門的釘床裝置的優(yōu)點，該裝置可以輕松地同時測試PCB批次中的所有板。

指甲床測試。

對于必須耐受人類交互或在野外承受數(shù)小時的產(chǎn)品，通常最好每個批次采集一小部分樣品，并在縮短的時間內(nèi)對其進行壓力測試，或者在產(chǎn)品可供銷售之前開始進行測試。許多高級系統(tǒng)（如計算機，航空電子設(shè)備和移動設(shè)備）過于靈活，無法在硬件級別測試所有可能的條件和輸入，需要進行更徹底的驗證。這些產(chǎn)品必須能夠承受不同的輸入并具有內(nèi)置的安全因素，并且必須在其應用中進行徹底的測試。

一旦設(shè)計完成并開始試運行產(chǎn)品，設(shè)計師的角色就會退縮，制造商的角色會接管。工程師在繼續(xù)進行下一個項目時，必須在項目從設(shè)計過渡到產(chǎn)品時仍然支持該項目。問問自己或他人如何提供幫助。這個過程的每個階段都會有問題。也許制造電路板的公司沒有能力為一組引腳鉆出所需尺寸的孔。在到達訂單之前，組件供應商已經(jīng)用完了電源設(shè)備。將元件放置在電路板上的公司似乎無法將R1，R3和D2焊接到焊盤上。不可預見的情況很難避免，但適當?shù)谋O(jiān)督可以緩解這一過程。

使用萬用表進行測試有助于未來的問題。

請務必定期驗證您的測試;來自人類的簡單檢查可以有很長的路要走。使用萬用表雇用一個人來檢查電路中兩點之間的連續(xù)性，即使他只觸及產(chǎn)品的1％也是一種簡單的方法，可以確保您不會接到客戶的憤怒電話。在幾個月后訪問制造中心并測試您的測試夾具本身是否仍能正常工作可以防止數(shù)千美元的損失。制造團隊可能會或者可能沒有能力發(fā)現(xiàn)或解決這些問題，直到它們成為你們的巨大痛苦之后，由于產(chǎn)品的工作是從你的手中取出并給予你，因此你需要成為一雙注意的眼睛。制造商。