什么是pcb设计的可制造性

如何制作易于，便宜且快速制造的电气平台。

假设您有一个好主意。它涉及电子产品，它起作用，它会出售。你有它，人们想买它。您创建了一个原理图，一些原型，以及您的回报投资估算。让我们赚钱并将这些东西送到别人的手中！

然而，在制造方面，你什么都没有。

来自一个好主意之间存在巨大差距一个伟大的工程师 - 即使你有一个充实的概念 - 并能够生产一千或一百万的产品。使用软件，它很容易，但有硬件？这是一条漫长的道路，充满了危险，文书工作和痛苦的设计修订，除非你第一次就做好了。正确规划您的电子设计至关重要。正确考虑设计的大规模生产甚至更为关键。

您的前两个决定是在原型板或印刷电路板的基础上进行设计。使用通孔元件，表面贴装器件（SMD）或两者兼而有之。

典型的PCB。

原型板通常比小规模生产便宜，因为它们不需要昂贵的专用设备，而PCB需要投资焊料掩膜机，取放机，回流焊炉，或第三方为你做这一切。这大大增加了前期成本，所以表面贴装板通常更贵，除非你要做几十成千上万的董事会。使用原型板的设计可以通过您在当地技术商店获得的部件快速而廉价地制造，并且不需要熟练掌握电子设计自动化软件（即电气工程师的CAD）;然而，坚固的PCB设计在大规模电路板生产的成本要求方面更加灵活。

第一步通常是确定一种方法是否因某些外部约束而无法适用于您的设计，例如您公司的常用方法。如果您可以使用这两种方法，则应根据每种方法的成本估算做出明智的工程决策。但是，有些设计在使用这两种方法时最便宜：用于大型电阻器和电容器的通孔元件，以及用于集成电路和低功耗部件的表面贴装元件。

通孔元件。

现代电子产品的大部分小型化来自于 - 设计和非常专业的“定制”印刷板，而不是仅使用通孔部件的原型板。使用具有各种尺寸的表面贴装器件可以使PCB非常紧凑，包括小至五分之一毫米宽的电阻器和一平方英寸中具有超过100个引脚的集成电路。用于原型板的集成电路通常仅限于双列直插式封装（DIP-xx，针对其所具有的引脚数），其引脚远大于PCB上可用于IC的引脚。通过在封装本身下方放置大量引脚*，这些IC封装可以在给定表面积上具有更高的引脚集中度，然后在PCB经历的专门回流焊接过程中将其固定。除了大尺寸的通孔部件用于散热目的外，通常最好使用PCB和SMD板进行大规模自动化生产。

典型的SMD板。

基于PCB的设计有几个方面需要在设计阶段给予特别关注。虽然原型电路板尺寸由供应商预先确定，但设计人员可以自由选择任何尺寸的走线（PCB线）以及PCB上走线或元件之间的任何距离。在可能的布局范围内具有完全的灵活性，电路信号的特性和物理板结构使得必须谨慎设计和布置电路板。例如，对噪声非常敏感的信号不应与任何电源，高电流或磁性元件紧密接触，并且两条走线的接近程度有限。元件焊盘的尺寸应合适，以便正确的部件可以安装在它们上，而不会悬垂在另一个焊盘上。在您的电路板上钻孔以及将信号从一个平面传送到另一个平面的电镀过孔需要在最终确定之前进行适当的测量并具有与之相关的最大公差。太小的通孔可能无法接收正确数量的镀铜来传导其信号，而最终太大的孔可能会夹住或破坏附近的焊盘。考虑到印刷电路板创建中可能存在的制造错误，也是确保布局符合规格的关键步骤。电气和机械因素有很多因素限制了电路板的物理布局，需要彻底了解适用于您设计的限制。最终，除了花时间布置电路板之外，不可能用电路板布局过程替换经验。

典型的电路板布局。

印刷板本身创建后，下一步是应用丝网并添加组件。为了支持这一制造步骤，您的电路板应清楚标记，以协助组装，修订和部件号以及部件概要。虽然制造商可以使用具有电路板技术知识的人员，但将这些信息整合到电路板本身可以轻松避免许多常见问题。确保技术人员，装配人员以及可能看到或处理PCB的任何其他人可以轻松找出产品是什么，它处于什么阶段，如何定向以进行装配，以及零件是否正确放在板上。请记住，制造商的电路板文本有时是与他们沟通的唯一形式，即使是轻微的错误也会使整个电路板或电路板组成毫无价值。

确保PCB文本正确对项目的成功至关重要。

但是，如果错误不是在董事会被运送到其应用程序之前发现，后果更加可怕。通常情况下，最好的情况是贵公司会让客户失望，并且必须支付数千美元的运费和零件费用，而最糟糕的是损失生命。高效但可靠地测试您的电路板并制定计划，无论是粗略还是粗略，以验证您的电路板是否已准备好应用，这是整个工程设计过程中的关键步骤。

更简单的测试方法之一就是在产品离开制造中心之前简单地将产品放入应用程序中。这适用于简单的电子设备，如灯，电源和模拟设备，但仅仅证明您的设计可以承受重复使用，“时间测试”或复杂的用户界面是不够的。该方法对于大量产品或者当产品耗时或难以应用于其应用时也可能不是有效的。常见的工业实践是构建测试夹具，这可能是他们自己的设计项目，可以轻松提供一系列输入并清楚地指示测试人员的成功或失败。考虑创建一个专门的钉床装置的优点，该装置可以轻松地同时测试PCB批次中的所有板。

指甲床测试。

对于必须耐受人类交互或在野外承受数小时的产品，通常最好每个批次采集一小部分样品，并在缩短的时间内对其进行压力测试，或者在产品可供销售之前开始进行测试。许多高级系统（如计算机，航空电子设备和移动设备）过于灵活，无法在硬件级别测试所有可能的条件和输入，需要进行更彻底的验证。这些产品必须能够承受不同的输入并具有内置的安全因素，并且必须在其应用中进行彻底的测试。

一旦设计完成并开始试运行产品，设计师的角色就会退缩，制造商的角色会接管。工程师在继续进行下一个项目时，必须在项目从设计过渡到产品时仍然支持该项目。问问自己或他人如何提供帮助。这个过程的每个阶段都会有问题。也许制造电路板的公司没有能力为一组引脚钻出所需尺寸的孔。在到达订单之前，组件供应商已经用完了电源设备。将元件放置在电路板上的公司似乎无法将R1，R3和D2焊接到焊盘上。不可预见的情况很难避免，但适当的监督可以缓解这一过程。

使用万用表进行测试有助于未来的问题。

请务必定期验证您的测试;来自人类的简单检查可以有很长的路要走。使用万用表雇用一个人来检查电路中两点之间的连续性，即使他只触及产品的1％也是一种简单的方法，可以确保您不会接到客户的愤怒电话。在几个月后访问制造中心并测试您的测试夹具本身是否仍能正常工作可以防止数千美元的损失。制造团队可能会或者可能没有能力发现或解决这些问题，直到它们成为你们的巨大痛苦之后，由于产品的工作是从你的手中取出并给予你，因此你需要成为一双注意的眼睛。制造商。