在電子產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中,PCB設(shè)計(jì)幾乎是繞不開(kāi)的一環(huán)。
但對(duì)很多企業(yè)來(lái)說(shuō),自建PCB設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成本高、周期長(zhǎng),于是PCB設(shè)計(jì)外包就成了更高效的選擇。
那么,把PCB設(shè)計(jì)交給專(zhuān)業(yè)公司后,整個(gè)流程到底是怎么推進(jìn)的?
從客戶(hù)提供原理圖,到最終可投板生產(chǎn)的Gerber文件,中間都經(jīng)歷了哪些關(guān)鍵步驟?下面我們用盡量通俗的方式,一步一步講清楚。
一、前期溝通與資料確認(rèn)(外包能不能順利,關(guān)鍵第一步)
PCB設(shè)計(jì)外包的第一步,并不是馬上開(kāi)始畫(huà)板,而是資料確認(rèn)和技術(shù)溝通。
一般客戶(hù)需要提供以下基礎(chǔ)資料:
- 電路原理圖(AD、PADS、Altium Designer、PDF等格式均可)
- 產(chǎn)品功能說(shuō)明或應(yīng)用場(chǎng)景
- 結(jié)構(gòu)尺寸、安裝方式、接口位置要求
- 層數(shù)、板厚、阻抗、安規(guī)或EMC等特殊要求
專(zhuān)業(yè)PCB設(shè)計(jì)公司會(huì)對(duì)原理圖進(jìn)行可實(shí)現(xiàn)性評(píng)審,重點(diǎn)關(guān)注:
- 電源架構(gòu)是否合理
- 關(guān)鍵信號(hào)是否存在設(shè)計(jì)隱患
- 器件封裝是否可采購(gòu)、可生產(chǎn)
這一步的目的,是提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,避免后期反復(fù)修改,浪費(fèi)時(shí)間和成本。
二、原理圖檢查與設(shè)計(jì)優(yōu)化(不只是照?qǐng)D畫(huà)板)
很多客戶(hù)會(huì)問(wèn):
> “我原理圖都畫(huà)好了,還需要你們檢查嗎?”
答案是:非常有必要。
經(jīng)驗(yàn)豐富的PCB設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì),往往會(huì)在畫(huà)板前做一次原理圖邏輯和工程性檢查,比如:
- 電源去耦是否充分
- BGA、MCU等核心器件供電是否合理
- 信號(hào)方向、命名、網(wǎng)絡(luò)定義是否規(guī)范
在不改變功能的前提下,適當(dāng)提出布局、布線友好的優(yōu)化建議,讓后續(xù)PCB設(shè)計(jì)更順暢。
三、PCB疊層規(guī)劃與封裝確認(rèn)(多層板的靈魂)
對(duì)于多層PCB、高速板、BGA封裝設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),疊層設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。
這一階段通常會(huì)完成:
- PCB層數(shù)規(guī)劃(如4層、6層、8層等)
- 信號(hào)層、電源層、地層分配
- 阻抗控制方案(參考IPC-2141等行業(yè)規(guī)范)
- 器件封裝庫(kù)檢查或定制封裝
合理的疊層設(shè)計(jì),可以明顯改善:
- 信號(hào)完整性
- EMC性能
- 后期生產(chǎn)良率
四、PCB布局設(shè)計(jì)(決定性能的70%)
PCB布局是整個(gè)設(shè)計(jì)中非常核心的一步。
主要工作包括:
- 功能模塊分區(qū)(電源區(qū)、控制區(qū)、信號(hào)區(qū)等)
- 核心器件優(yōu)先放置(MCU、FPGA、BGA等)
- 接口、連接器按結(jié)構(gòu)要求定位
- 高速、敏感器件合理隔離
一句大白話總結(jié):
布局做不好,后面布線再厲害,也只是“救火”。
五、PCB布線設(shè)計(jì)(看不見(jiàn)的技術(shù)含量)
布線階段,真正考驗(yàn)PCB設(shè)計(jì)公司的工程經(jīng)驗(yàn)。
主要關(guān)注點(diǎn)包括:
- 高速信號(hào)等長(zhǎng)、差分控制
- 電源與地的完整性
- BGA扇出、盲孔/埋孔應(yīng)用
- EMI、串?dāng)_控制
對(duì)于高密度PCB、BGA、盲埋孔設(shè)計(jì),往往需要結(jié)合實(shí)際工廠制程能力,做到既能布得下,又能量產(chǎn)。
六、DRC檢查與工程審核(防止“畫(huà)得好,做不出”)
PCB完成后,并不是馬上交付Gerber。
專(zhuān)業(yè)PCB設(shè)計(jì)公司會(huì)進(jìn)行多輪檢查:
- DRC規(guī)則檢查
- 網(wǎng)絡(luò)一致性校驗(yàn)
- 制造可行性(DFM)檢查
- 裝配可行性(DFA)檢查
參考標(biāo)準(zhǔn)主要包括:
- IPC-2221《印制板通用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》
- IPC-7351(封裝設(shè)計(jì)規(guī)范)
七、Gerber文件輸出(真正交付給工廠的文件)
最終交付的Gerber文件,通常包括:
- 各層Gerber文件
- 鉆孔文件
- 阻焊、絲印文件
- 鋼網(wǎng)或拼板說(shuō)明(如需要)
這些文件,才是PCB廠家和SMT工廠真正用于生產(chǎn)的依據(jù)。
八、可延伸服務(wù):從PCB設(shè)計(jì)到PCBA一站式完成
很多客戶(hù)在完成Gerber后,還會(huì)面臨新的問(wèn)題:
- BOM器件怎么選?
- 料號(hào)能不能買(mǎi)到?
- 打樣和批量怎么銜接?
因此,越來(lái)越多企業(yè)選擇PCB設(shè)計(jì) + BOM建立 + 采購(gòu) + 打樣 + PCBA生產(chǎn)的一站式服務(wù),能有效減少溝通成本,縮短產(chǎn)品上市周期。
九、為什么要選擇專(zhuān)業(yè)PCB設(shè)計(jì)外包公司?
簡(jiǎn)單總結(jié)幾個(gè)現(xiàn)實(shí)原因:
- 節(jié)省人力成本
- 縮短研發(fā)周期
- 少走設(shè)計(jì)和生產(chǎn)彎路
- 更適合多層、高精密、BGA類(lèi)項(xiàng)目
尤其是對(duì)中小企業(yè)、初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)或項(xiàng)目制研發(fā)來(lái)說(shuō),外包PCB設(shè)計(jì)反而是更理性的選擇。
四、結(jié)語(yǔ)
從原理圖到Gerber文件,看似只是“畫(huà)板”,實(shí)際上涉及電路理解、工程經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)協(xié)同等多個(gè)環(huán)節(jié)。
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