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      PCB設計不要走沒完沒了的打板

      2018年10月27日 11:43 ? 次閱讀

      2005年到一個研究生同學的公司去參觀,得知他們公司的一款產品已經做了兩年依然還沒有定型,讓我感覺比較奇葩的是 - 公司7、8個硬件工程師,幾乎每個人的桌子下面一個框子,筐子里丟的都是各個版本的板子,每個板子上都已經被折騰得亂七八糟,各種飛線以及切割的痕跡。

      我同學是這個公司的老板,但他自己不懂硬件設計,因此他的硬件總監跟他說什么他也只能接受。他說這個產品前后已經打了十來次板子了,每次拿回來調試發現了問題就要改板后再重新打板,只是每次回來會發現新的問題,感覺問題總是沒完沒了。

      PCB設計不要走沒完沒了的打板

      后來接觸了很多其他的公司,遇到的情況雖然沒有我這個同學的這么極端,但一個新的設計經過5、6次打板才能實現當初的設計目標并板子上沒有飛線這種情況是非常常見的。

      這其實反映了很多企業技術負責人和硬件工程師存在的問題:

      缺乏時間最寶貴的觀念,在沒有找清楚所有問題的情況下就僥幸再打一板,大概率是沒有徹底暴露并解決所有的問題;

      設計流程不規范,甚至沒有規范,有了規范也不遵守;

      當然還有的是項目負責人的技術能力不夠,缺乏準確定位、解決問題的能力和方法。

      導致的結果不只是一次次打板付出的成本,最嚴重的是由于每次打板、調試的時間周期(1個月的時間都算短的)導致的巨大浪費以及項目風險。

      2001年 - 2003年期間,我在美國一家通信芯片公司負責硬件設計,前后設計了10多種新的板子,其中幾款復雜的板子的一次加工費+元器件焊接費用要超過1萬美元,公司其他項目組以及客戶都等著這些板子的出爐使用,多打一板的周期就是1-2個月以上,可以想象如果多打一次板帶來的整體損失是巨大的。

      因此我的每個板子,即便是全新的設計都要控制在最多3次打板就徹底搞定、可以發貨,有5、6個項目都是2板就完成。分享一下我個人對這3板的體會:

      PCB設計不要走沒完沒了的打板

      典型設計流程

      先回顧一下一個典型設計的簡單流程,如上圖。為避免PCB設計過程中的不確定性以及后期不必要的修改,我們的方案確定過程要非常慎重 - 要基于各種信息,召集跟項目相關的各方團隊充分討論,確定實施的方案,并根據方案確定電路的各個器件,也就是器件選型:

      核心的器件一旦確定在項目中就不要再更換;

      對于一些非核心的從來沒有用過的器件,如果存在一些不確定性,可以在電路設計的第一板留出足夠的選項,這樣在拿到第一個版本的板子的時候通過調試、性能測試,確定最佳的設置再去簡化電路;

      對于FPGA、存儲器等暫時還無法確定其使用資源的情況下,不妨選用資源充足、不同資源管腳兼容的型號,這樣在調試完成以后可以根據實際的情況最后安裝性價比最合適的器件。

      第1板:

      這是第一次根據項目需求設計的電路,允許有各種飛線、各種切割等,做成多丑都沒有關系,事實上也應該是如此,要窮盡各種可能性,以將方案設計中的不確定性變成確定性,因此要做好這種心理準備和必要的調試可能性。原則就是能夠通過這一個版本的板子充分確認最終的電路設計細節 - 每個電路部分的電氣連接以及器件參數、管腳之間的最佳連接、PCB的布局/布線,總之在這一步要將所有的不確定的都能夠確定下來,通過各種割線、飛線實現系統需要的功能和性能。在設計中放置一些測試點以及必要的備選項是非常重要的,也是一個好的設計習慣,這些冗余對于調試是必不可少的。當然PCB設計的核心要領一定要遵守,尤其是通過認真閱讀數據手冊保證元器件符號庫和PCB封裝庫的正確。這點極其關鍵,有些復雜的器件(管腳很多、BGA封裝等)如果庫的構建不正確,即便割線、飛線也無法解決問題。而這些庫的一個管腳定義錯誤就可能會導致你這一版本完全作廢,任何功能都無法調試,因此一定要仔細仔細再仔細。

      PCB設計不要走沒完沒了的打板

      每個項目的第一板都像這樣是最正常的

      遇到性能方面的問題,比如時鐘、電源、串擾等,一定要找到問題的本源,而不是頭疼醫頭、腳疼醫腳,以為找到了問題,結果再打一板回來原來的問題并沒有解決,或者沒有徹底解決。這就需要有比較好的電磁場基礎,從原理上進行透徹的分析,并通過各種方式進行充分的驗證。

      很多時候測試方法不當也會導致自己誤判,我們硬件工程師需要對各種測試測量儀器從原理到使用操作上有充分的了解。這些儀器設備就像我們的眼睛,不能近視也不能遠視,要逼真地觀察到信號的真實情況,這樣才能做出準確的判斷。

      第2板:

      這應該是盡可能沒有錯誤的版本 - 在這一板上去掉了測試用的測試點、備選的器件,修復了第1板存在的所有問題、板子沒有了飛線、工作性能滿足設計要求。

      PCB設計不要走沒完沒了的打板

      根據第一板的調試情況可以明確確定一些器件的最終值,在這一步也盡可能對板子上的器件進行優化替代(Cost Down),比如電阻、電容的封裝、值盡可能統一,在不影響性能的情況下盡可能減少BOM上元器件的數量,這樣可以降低采購成本、庫存成本等。

      第3板:

      理想狀態下第2板就可以實現當初設計的需求并且板子看起來非常完美,但畢竟會有一些考慮不周全的地方,導致第2板測試的結果距離最終的需求也許還有一些距離,那就只好再來一板。

      俗話講“事不過三”,無論如何,最終加工測試、以后這一板應該是最后可以發貨的版本,也就是我們最初項目中需要的硬件板子。

      PCB設計不要走沒完沒了的打板

      每一個終板的PCB都要像藝術品一樣去打磨,這樣自己看起來也賞心悅目

      在以往的設計中一個項目超過3次制板的朋友一定要深刻總結一下,究竟是什么原因導致了自己不能在3板以內搞定?反復總結,將來嚴格按照流程來執行項目,并通過與同事間的充分交流、總結提升自己做項目的規范化以及設計能力,更高效地做好每一個項目。

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      怎樣才能更好的學好FPGA技術?

      電路板產業展覽會在臺北南港展覽館盛大展開

      囊括兩岸三地超過1,700家PCB供應商的線上交流平臺PCB Shop,今年將在專屬攤位(I-028...

      發表于 2018-10-16 10:12 ? 302次閱讀
      電路板產業展覽會在臺北南港展覽館盛大展開

      臺灣健鼎科技在大陸投資的第一家PCB生產企業——...

      “健鼎的每一步更是穩健、環保的,我們追求在無錫永續經營。”健鼎電子有限公司總經理黃樂仁溫文爾雅,條理...

      發表于 2018-10-16 10:00 ? 884次閱讀
      臺灣健鼎科技在大陸投資的第一家PCB生產企業——...

      PCB材料頂層銅箔與底層銅箔之間的表面粗糙度對射...

      第五代無線網絡被譽為是實現現代通信的最重要的技術成就之一,5G技術既使用低于6GHz的信號頻率,也有...

      發表于 2018-10-16 10:00 ? 81次閱讀
      PCB材料頂層銅箔與底層銅箔之間的表面粗糙度對射...

      EMI的干擾分析與抗干擾設計

      EMI的傳播路徑:感性耦合;容性耦合;傳導耦合;輻射耦合! 在電磁兼容設計中;我們基本的理論是:A....

      發表于 2018-10-16 10:00 ? 83次閱讀
      EMI的干擾分析與抗干擾設計

      珠海方正PCB F7新工廠正密鑼緊鼓地建設中,...

      項目已確定投資10億人民幣,按市場發展預計后續總投資達16.8億人民幣,規劃用地面積約12萬平米,產...

      發表于 2018-10-16 09:57 ? 526次閱讀
      珠海方正PCB  F7新工廠正密鑼緊鼓地建設中,...

      PCB生產過程中銅面氧化的現狀與解決方法

      當前在雙面與多層PCB 生產過程中沉銅、整板電鍍后至圖形轉移的運轉周期中,板面及孔內(由其小孔內)銅...

      發表于 2018-10-16 09:45 ? 66次閱讀
      PCB生產過程中銅面氧化的現狀與解決方法

      淺析影響PCB電鍍填孔工藝的因素

      全球電鍍PCB產業產值占電子元件產業總產值的比例迅速增長,是電子元件細分產業中比重最大的產業,占有獨...

      發表于 2018-10-15 16:53 ? 283次閱讀
      淺析影響PCB電鍍填孔工藝的因素

      PCB設計高頻電路板的布線技巧和注意事項詳細概述

      本文首先對高頻電路板做了簡單介紹,其次闡述了PCB設計高頻電路板布線技巧,最后介紹了PCB設計高頻電...

      發表于 2018-10-14 11:49 ? 448次閱讀
      PCB設計高頻電路板的布線技巧和注意事項詳細概述

      深度剖析電子級玻纖布行業市場

      行業內企業面對的是一個充滿競爭性的市場,多家企業廠商同時生產同一類型產品或者相似功能產品,為了獲得相...

      發表于 2018-10-14 11:29 ? 961次閱讀
      深度剖析電子級玻纖布行業市場

      樹脂塞孔是什么?PCB為什么要采用樹脂塞孔?

      樹脂塞孔的工藝流程近年來在PCB產業里面的應用越來越廣泛,尤其是在一些層數高,板子厚度較大的產品上面...

      發表于 2018-10-14 10:30 ? 431次閱讀
      樹脂塞孔是什么?PCB為什么要采用樹脂塞孔?

      PCB行業的走向最終受制下游市場 大魚吃小魚的企...

      PCB主要應用于通訊、汽車電子、消費電子等領域,其中計算機、通信是下游的主要市場,這也是多層板仍占據...

      發表于 2018-10-14 09:46 ? 1668次閱讀
      PCB行業的走向最終受制下游市場 大魚吃小魚的企...

      基于PCB設計的阻抗控制實現

      沒有阻抗控制的話,將引發相當大的信號反射和信號失真,導致設計失敗。常見的信號,如PCI總線、PCI-...

      發表于 2018-10-14 09:28 ? 112次閱讀
      基于PCB設計的阻抗控制實現

      PCB常見的三種鉆孔詳解

      埋孔,就是PCB內部任意電路層間的鏈接但未導通至外層,也是未延伸到電路板表面的導通孔意思。

      發表于 2018-10-14 08:42 ? 173次閱讀
      PCB常見的三種鉆孔詳解
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