华秋电路 发表于 2023-4-17 14:14:00

【基础知识】PCB布局设计入门步骤

最近,有硬件工程师朋友找我讨论DFM,也就是可制造性设计。Design for Manufacturability。什么是可制造性设计,看一张图很容易明白:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681699582332374.png过大的PCB,无法上产线批量生产,极大的PCB面积浪费,自然是失败的可制造性设计了。当然人家只是为了搞笑,真的可制造性设计在这里:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681699594276025.png作为一名硬件工程师,是一定要掌握可制造性设计的,也就是必须掌握DFM。
DFM贯穿了从设计到生产的全流程,如下:1、画原理图:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681699655946561.png2、根据原理图,画PCB:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681699665523859.png3、根据PCB文件,生成Gerber生产文件,然后给到PCB工厂:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681699676164438.png4、PCB工厂根据Gerber生产文件,把PCB板生产出来:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681699686708517.png5、最终在焊接厂完成PCBA的焊接组装:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681699700937115.png很多硬件工程师,会忽略上述的第3步,导致在DFM设计中踩坑,进而在第4步、第5步的生产制造环节酿成悲剧。
比如PCB的孔径设置过小,造成可制造性问题:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681699723610109.png在DFM可制造性设计方面,行业现状是工程师设计完后,用CAM350简单预览一下生成的Gerber文件,或者根本没有检查就直接发给PCB工厂制板了。这就导致了大量的设计隐患流入到生产端,最终导致生产制造困难。说说我与可制造性设计的三个小故事吧!
故事一·大公司的经历刚毕业的时候进入了大公司,成为一名硬件工程师。公司有Layout工程师,硬件工程师不用自己画PCB,只要画好电路原理图,提交给Layout工程师就可以:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681699757393052.pngLayout工程师完成PCB设计后,导出Gerber生产文件,给到PCB工厂去生产PCB:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681699769856085.png在上述大公司的流程里,作为硬件工程师的我对PCB的Gerber生产文件及其确认过程一无所知。公司够大的时候,人人都是一颗螺丝钉,倒也不容易出问题。
故事二·中小型公司的经历后来跳槽,去了一家中小型公司。公司规模不大,没有Layout工程师,PCB的Layout设计都是外发第三方公司:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681699954746594.png
第三方公司完成后输出PCB源文件和Gerber文件:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681700007299973.png硬件工程师要自己检查Gerber文件,最后给到PCB工厂生产:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681700035424576.png说实在的,自己第一次拿到Gerber文件时是比较懵的,以前都不知道有这回事。http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681700044587114.png当时怎么检查Gerber文件呢,用CAM350:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681700054151299.png
故事三·创业公司的经历再后来去到创业公司,什么都得自己来,必须当一名全能型战士。http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681700069775294.png自己画原理图,自己Layout,自己导出Gerber,自己检查。还好后来有了专业的DFM软件,在这个EDA(电子设计自动化)软件的帮助下,淡定多了。创业公司也没钱,用的是华秋的DFM软件,简单好用,重点免费!这款软件是为电子工程师量身定做的PCB可制造性设计分析软件,可以一键分析Gerber文件和PCB文件中的设计隐患,并给出合理的优化建议。下面来看看这款DFM软件。启动软件,界面很简洁:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681700093259426.png打开以前做过的一款产品的Gerber文件,也可以直接打开PCB文件,点击左上角的“一键DFM分析”:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681700104603753.png这块板是2层板,经过软件分析,很快生成一份“生产报告”:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681700116983301.png查看生产报告,“描述与建议”给得贴心而专业:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681700126885254.png发现问题,用红色感叹号提醒:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681700136190842.png有了这份报告,工程师就可以逐一核实,然后修改设计文件了。下面再分析一款产品,这款产品是电脑服务器主板,双CPU,12层板,够复杂的,看华秋DFM是否能扛住:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681700145890228.png点击左上角的“一键DFM分析”后,在这个画面停顿了好久,一直显示“分析准备中”,也没有别的提示,以为卡死了:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681700158851254.png了大概5分钟,有了进度提示。再大概10分钟后,总算跑完了:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681700170494504.png还算不错,毕竟12层板啊!通过这款软件,可以学到不少DFM可制造性分析的知识点:http://uphotos.eepw.com.cn/1664439694/pics/1681700179471484.png
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