18年經驗工程師分享原理,結構,PCB等,從審核到生產,面面俱到

我是阿杜,剛加入臥龍會,從業18年,做過設計開發和項目管理等相關職業,從業的這些年裡我把個人的一點點經驗給大家分享一下,主要在PCB設計這方面,從原理圖、結構的審核到PCB工藝製作、SMT生產,PCB涉及各個的環節把碰到比較常見的問題做一個說明和分享:

一、原理圖,PCB設計方面

在原理圖這塊對LAYOUT工程師來講,有3個方面:空網絡、重複網絡等,這個軟件有檢查選項,這個就不在這裡講。

18年經驗工程師分享原理,結構,PCB等,從審核到生產,面面俱到

1、封裝這塊,可能更多的是在PCB的封裝和原理圖是否一致性,就怕關聯封裝有,但是管腳定義不一致,這種在兩隻腳以上(含兩隻)、有極性和方向的。原創今日頭條:臥龍會IT技術

另外非標準的元件會比較容易出現錯誤,這塊我個人在設計的時候是這樣處理的,在設計前兩隻腳以上(含兩隻)的元件統一重新核對一次封裝管腳,確保正確無誤後再進行畫板走線。

還有建立專業封裝管理小組,做好封裝對應關係表,原理圖和PCB一一匹對,形成元件庫管理,再放到公司統一的調用管理目錄下,方便工程師進行調用元件。

2、PCB設計這塊,大多數從業LAYOUT這塊的工程師對電路這塊不是太懂,電子工程師也沒有細說,這樣在設計時很容易產生漏洞,所以在設計前期需要了解幾方面的信息:讓設計工程師幫忙講解。

(1)整個電路原理,各個單元電路的迴路,方便佈局和走線。

(2)各個電路模塊的電流功耗信息,方便佈線控制線徑大小。

(3)關鍵信號線信息,瞭解哪些信號是需要差分控制,那些信號需要做等長控制,那些信號是輸入或輸出,那些是干擾源,那些是被幹擾源,只有瞭解信號的信息,才方便進行佈線PCBLAYOUT.

(分享經驗:a、一般數字比模擬信號容易抗干擾,b、在數字信號源輸出腳串入一顆電阻,可以將信號變得比較圓滑,干擾能力相應下降,c、高頻信號在工作時,在同一組信號參考層必須一致,線寬也控制一致,這樣參考的阻抗也會相近。d、超高頻信號,走線儘可能走表層,不要通過過孔進行連接,否則產生寄生電容,影響信號傳輸的頻點和參考阻抗)

3、連接器這塊,很多時候,一款產品裡面有多款PCB板設計,板與板之間通過連接器進行連接,很多時候容易出現腳位鏡像的問題,為了避免出現類似的問題,我們設計時將PCB封裝分為A/B封裝,這樣在設計時可以避免連接器腳位的錯誤。

二、結構設計方面

大部分的結構工程師不懂電子,在結構設計時,大多工程師只將PCB的限高、結構件的位置、禁止佈線位置作了註明,但是PCB LAYOUT工程師需要將結構信息轉換為LAYOUT的信息,有如下幾點:

18年經驗工程師分享原理,結構,PCB等,從審核到生產,面面俱到

1、結構件對位信息,如USB、按鍵等元件,因為結構設計和PCB設計的封裝建造者不同,在設計時可能會產生偏差,這樣可能會影響產品的美觀及按鍵手感,所以在擺放元件時需要確認統一參考點進行擺放。原創今日頭條:臥龍會IT技術

2、連接器擺放,如上所說,一款產品裡面有多款PCB板設計,板與板之間通過連接器進行連接,很多時候容易出現腳位鏡像的問題,為了避免出現類似的問題,除了電路和PCB上分A/B封裝以外,結構設計上還需要註明1腳的位置,確保裝配和連接的準確性。

18年經驗工程師分享原理,結構,PCB等,從審核到生產,面面俱到

3、結構靜電設計,產品在設計時,很多地方容易被靜電干擾,特別是帶金屬殼的結構元件,一般在設計時,關鍵核心元件儘量遠離這些結構件,且在接口處增加ESD元件,另外接地迴路要儘量的短,阻抗要儘量小,讓靜電迴路儘快進入大地。另外建議在LAYOUT是,IC電源腳的去耦電容要儘量靠近IC,讓電源線先經過去耦電容再進入IC管腳,這樣不僅對ESD有效,對EMI信號處理也非常有效果。

4、元件限高和禁止布件,在這塊來說主要是防止元件放置到高度不夠的地方,影響結構裝配,一般這塊在元件建封裝的時候就將元件的高度做一個說明,PADS有這塊的設置,如果不會操作,可以採用元件命名的方式,一般採用:型號+封裝+高度。如:STM32-QFN48-1M1.

三、PCB工藝這塊

在這塊我只說兩點

1、成本,我有一個朋友,在做設計的時候,他只關心把產品PCB拉通,很多工藝的要求沒有去做相關的管控,導致這個產品樣板可以做出來,但是批量沒有辦法做。

因為PCB的報廢率非常高,一般工程師在設計前需要了解目前的PCB板廠的工藝能力,儘量採用常規的設計,如:線徑/線距,機械孔徑,激光孔徑,表面工藝,塞孔工藝,油墨絲印,板材介電常數等等,都需要做相關的瞭解,否則給製造成本帶來不必要的浪費。

18年經驗工程師分享原理,結構,PCB等,從審核到生產,面面俱到

2、安全,如上所說,極限設計,不光只是帶來成本上的提高,而且還帶來很多的隱患,比如我們公司之前就出現過過孔孔壁銅有孔,銅不滿的情況,這樣在大功耗的電路中,可能會出現過孔帶不起負載而燒斷的問題。

18年經驗工程師分享原理,結構,PCB等,從審核到生產,面面俱到

不是所有的板都是這樣,但是就是有風險,還有出現過線路虛短,在正常測試的過程中,線路都是正常,出現陰雨潮溼的天氣就出現短路的情況,這個也是根據設計的密度有關係而導致,所以在設計時儘量考慮常規設計。

四、SMT生產這塊

在PCB加工生產完成後,需要和元件進行貼片生產,在生產中一般需要提供幾塊資料給到貼片廠,鋼網文件、座標文件、貼片文件等資料,這個也是需要我們LAYOUT工程師進行提供的資料,在SMT這塊我就分享3點:

18年經驗工程師分享原理,結構,PCB等,從審核到生產,面面俱到

1、元件封裝設計,一般焊盤比元件管腳大3/1(通常按參考設計進行建造),另外在元件管腳之間如果夠安全距離儘量保留綠油橋,方便拖錫,另外焊盤管腳上不要有絲印,這樣會產生錫膏斷層和假焊問題。原創今日頭條:臥龍會IT技術

2、元件擺放,PCB板框3毫米內不得放任何元件,主要有兩方面,(1)方便飛打貼片,怕撞件。(2)分板時防止板邊元件因板材受力出現鬆動。

3、手工焊接位置,手工焊接焊盤儘可能將焊盤加大,避免PCB的焊盤附著力因為焊盤太小受熱膨脹導致焊盤脫落。

最後,在PCB的設計中,如何有效的佈局及EMI控制,待有時間再分享。大家對本文有什麼想說的,在評論區留言。謝謝支持!

​臥龍會,臥虎藏龍,IT高手匯聚!由多名十幾年的IT技術設計師組成,歡迎關注!


分享到:


相關文章: