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摘要: 本文将讨论新手和老手都适用的七个基本(而且重要的)技巧和策略。只要在设计过程中对这些技巧多加注意,就能减少设计回炉次数、设计时间和总体诊断难点。 技巧一:注重研究制造方法和代工厂化学处理过程 在这个无工厂IC公司时代,有许多工程师真的不知道从他们的设计文件生成PCB所涉及的步骤和化学处理过程,这点其实也不奇怪。这种实用知识的缺少经常导致设计新手做出没有必要的较为复杂的设计选择。举例来说,新手易犯的
图1 在这个例子中,导线之间很窄的屏蔽图案在电路板基板上显得很牢固。
图2:一个非常狭窄的片状区域,比如原始设计文件中的这个例子,在制造时可能不受控制地剥离,从而产生短路和良率问题。
技巧六:关注DRC
虽然设置自动布线器通常是专门针对具体设计功能进行的,但设计规则检查(DRC)一般被用来输入制造商的设计约束。虽然这种设置很乏味,但并没有像自动布线器那么糟糕。大多数设计团队最终都会建立一整套设计规则,旨在:标准化裸板构建成本,最大化良率;尽可能一致地进行组装、检查和测试。除了设计好处外,这些设计规则——将设计保持在预定义的制造极限之内——也有助于在采购部门建立更好的一致性。如果电路板制造的价格是一致的,则采购经常能减少需要维护的专业PCB制造协议数量。
图3:在这个例子中,化学蚀刻会改变狭窄条状填充的形状/尺寸。碎片剥离时会产生意料不到的鳞片和皮瓣。
为了帮助解决所有这些问题,许多PCB设计工具都内置有DRC检查器(一些工具称它们为“约束管理器”),当你在编辑时DRC检查器会交互式地标记出设计规则违例。一旦你针对所选的制造商设置好DRC规则,就要认真严肃地对待出现的错误。DRC工具一般都是比较保守的。它们会有意报告可能的错误,让你来做出决定。筛选几百个“可能的”问题是很乏味的事,但不管怎样都要去做。在这份问题清单中可能深藏着第一次生产注定要失败的原因。除此之外,如果你的设计生成了大量的可能错误,你应该警觉你的走线方式可能需要改进。
Dave Baker是Sunstone Circuits公司的一位PCB设计师,拥有20多年的丰富设计经验,他的建议是这样的。“花点时间理解并正确地设置版图工具提供的约束系统。花点时间审查所有级别的约束。约束工具可能很强大,也很灵活,但也会令人困惑和带来危险。错误的约束很容易导致有缺陷的或无法制造的电路板。约束设置中的错误很可能限制DRC检查或使其无法使用。有可能会发生这样的情形:每次DRC都通过了,但电路板仍然无法制造或不能正常工作。以前我见过这种情形。设计团队都很高兴,因为电路板通过了DRC检查,但首件产品上测试台却冒烟了。跟踪这种故障会将团队带回到CAD工具的约束管理器。约束管理器没有设计意识;它会让你做任何事,而不管事情有多么糟糕。”
比如在Sunstone Circuits公司,几乎每天都会收到很容易制造的电路板设计的报价要求,但也有关键区域的设计容差和间隙太小的时候。这种情况使PCB代工厂(比如Sunstone)不得不告知坏消息:要么我们根本无法制造电路板,因为容差超出了我们的能力范围,要么我们能够制造电路板,但价格要提高,并且良率可能较低。这些客户如果在设计时就考虑到特定制造商的能力就好了。
Baker补充道:“如果你的版图软件允许你搁置DRC违例,那么使用这个功能时一定要小心。因为轻易地搁置DRC,想把它留到后面再处理,结果往往是很轻易地就忘了。记住在将你的设计发送出去制造前一定要检查所有搁置的DRC错误。”
Bob Tise是目前正在Sunstone Circuits公司上班的经验丰富的PCB设计师,他的认为:“你一定要抵抗住完全搁置DRC错误的诱惑,并遵循一开始就设定好的规则。”
技巧七:了解你在使用的代工厂
在讨论过DRC设置之后,这个技巧几乎——但并不完全——是多余的。除了帮助你正确地建立DRC规则之外,了解你的电路板将发往哪家代工厂也能提供额外的一些预制造帮助。一家好的代工厂会在你下订单前提供一些有益的帮助和建议,包括如何改进你的设计以减少设计反复、减少最终在测试台上调试时遇到的问题,并提高电路板的良率。
卡耐基梅隆大学的一位博士生Hugo在博客中这样评价对制造商的了解:
“每家制造商都有自己的规范,比如最小导线宽度、间距、层数等。在开始设计之前,你应该考虑好你自己的要求,然后找到一家能够满足你要求的制造商。你的要求还包括PCB材料等级。PCB材料等级从FR-1(纸-酚醛树脂混合物)一直到FR-5(玻璃纤维和环氧树脂)。大多数PCB原型制造商使用FR-4,但FR-2也经常用于大批量的消费类应用。材料类型会影响到电路板的强度、耐用性、吸湿性和阻燃性(FR)。”
理解印制电路板的制造工艺,了解你的制造商会采用哪种工艺和方法,可以帮助你做出更好的设计决策。去拜访一下你选中的供应商,亲自了解一下制造过程。在将你的设计提交给制造之前好好利用DFM(可制造性设计)工具吧。
本文小结
如果你在思考这些基本的技巧和技术,说明你已经走在通往快速、可靠、专业质量的PCB道路上了。理解制造工艺;使用DRC和DFM帮助你捕捉疏忽的可能增加代工成本和/或降低良率的设计功能。然后仔细规划元器件的布局,消除昂贵的设计功能。明智地使用CAD工具提供的所有设计工具,包括自动布局和自动布线,但对自动布线器的设置一定有要耐心和周密,这样才能取得良好的自动布线结果。
不要依赖自动布线器做布线以外的事情;需要时手工调整导线尺寸,以确保设计中承载正确的电流。不管怎样一定要相信飞线,直到所有飞线100%消失,你的电路板设计才算完成。
型号 | 厂商 | 价格 |
---|---|---|
EPCOS | 爱普科斯 | / |
STM32F103RCT6 | ST | ¥461.23 |
STM32F103C8T6 | ST | ¥84 |
STM32F103VET6 | ST | ¥426.57 |
STM32F103RET6 | ST | ¥780.82 |
STM8S003F3P6 | ST | ¥10.62 |
STM32F103VCT6 | ST | ¥275.84 |
STM32F103CBT6 | ST | ¥130.66 |
STM32F030C8T6 | ST | ¥18.11 |
N76E003AT20 | NUVOTON | ¥9.67 |
型号/产品名 | 平均报价 | 涨跌幅 |
---|---|---|
STM8S003F3P6 | 1.55 | 1.12% |
74HC573D | 0.64 | 2.86% |
2N7002 | 3.66 | 400.00% |
STM32F103C8T6 | 7.47 | 27.87% |
1N4007 | 1.58 | 0.00% |
ADM2483BRWZ | 8.90 | 3.21% |
SHT10 | 16.21 | 5.88% |
STM32F103RCT6 | 12.56 | 24.44% |
78L05 | 10.55 | 66.67% |
LM358 | 118206.75 | 16.67% |
STM8S208C8T6 1 件
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STM8S208C8T6 25464 件
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STM8S208C8T6 1100 件
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STM8S208C8T6 91587 件
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STM8S208C8T6 16124 件
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