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生產原型PCB的有效方法
生產原型PCB的有效方法
到目前為止，對于印刷電路板或PCB原型，設計人員將其PCB設計工具的選擇限于高端企業級解決方案，因為這些工具價格昂貴。早期的設計工具還增加了設置時間和學習曲線的成本，它們的功能受到限制，并且通常容易出錯。值得慶幸的是，現代工具現在已經可以負擔得起，并且包含了設計師進行復雜設計所需的所有功能。此外，它們易于使用，并且更加關注易于采用。
通常，設計人員需要約兩到三個迭代，才能使用基于計算機的高速設計工具為工作產品開發定制PCB原型。但是，隨著產品生命周期的減少，上市時間正變得越來越重要。取決于開銷，董事會迭代的成本可能很高，因為延遲產品的市場發布和錯過的機會可能使公司損失數千美元，甚至造成市場份額的全部損失。
以上是促使設計者采用模擬在設計周期之前，他們訂購的PCB原型小號，因為這大大降低了開發成本。隨著變更成本隨著開發時間的增加而增加，與在大規模PCB制造過程中引入的變更相比，在設計過程中較早發生的設計變更的成本大大降低。使用虛擬原型的優勢在于可以在設計過程中及早發現問題，并且在成為主要問題之前更容易，更便宜地進行糾正。
盡管入門級工具確實允許快速設計和原型構建，但大多數設計人員仍依賴芯片供應商提供的參考設計。越來越多的設計師發現，他們不能依靠參考設計來使其產品在操作環境中工作，而他們需要針對現實世界的可靠性和可制造性進行設計。
每種新技術的實施都會引入多個快速上升的信號，并以越來越快的速度傳播。這不允許奢侈地構建原型，測試，審查和修改每個構建的設計方法。
借助虛擬樣機，設計人員可以減少PCB原型的數量，并提高設計效率。虛擬樣機包括信號和電源完整性的仿真，可制造性設計，熱分析和3-D干擾驗證。
早期，PCB設計師和工程師的技能對于入門級工具來說是必不可少的，以便在設計過程中發現可能出現的問題。另一方面，高效，復雜的設計要求采用約束更嚴格的方法，并采用逐項構造方法。一旦工程師建立了規則，具有下游工具的設計人員將遵循它們，并使用各種設計規則檢查（DRC）來驗證其有效性。
現代PCB工具不僅可以簡單地放置走線，還可以處理多種任務。從最初的概念到最終的裝配文檔，在項目的每個階段都可以使用這些設計工具。在大多數這些設計工具中添加了3-D渲染引擎，并且在封裝庫中實現了3-D組件主體的完全集成，從而使這一切成為可能。
此功能使設計人員可以非常迅速地構思概念。他們可以使用虛擬原型以及供應商提供的3-D步驟模型來進行初步的PCB布局。這樣就可以快速查看最終產品，例如I / O連接器的位置，而無需進行詳細的電路板設計。
這種方法可以幫助設計人員在設計初期處理變更請求，因為可視化工具可以直觀地了解設計過程，并且每個參與人員都對設計的發展方向有很好的了解，并且可以發現誤解或概念上的錯誤。早期的。
虛擬樣機還有一個額外的好處。工藝的每個步驟都可以確認產品的機械配合。而且，設計人員現在可以首先將工廠圖紙放在一起，并獲得任何擬議的設計，材料等的報價。他們可以將模擬的制造圖紙傳遞給組裝者以進行檢查，以發現所有問題。這不僅節省了時間，而且節省了多個原型的不必要的開銷。絲網印刷機，取放機和回流焊爐要求的凸耳，孔和其他修改形式不是原始電路設計的一部分，而是可制造性的一部分。審查初步晶圓廠圖紙的組裝商通常會根據他們在材料和其他方面的經驗提出建議。
設計迭代的主要原因是供應鏈信息無法實時提供給設計人員。很多時候，設計師必須制造印刷電路板原型，而由于不可用或某個組件或某些組件而不得不更改其設計，必須用合適的替代品替換它們，現在需要更改PCB設計。與產品投入全面生產后所需的成本相比，在原型階段必須更改設計的成本要低得多。因此，有必要從產品管理或采購團隊實時了解供應鏈。
常規的PCB原型制作是一個減法過程。制造商以比需要的更多的材料開始，并去除了不必要的零件。但是，在添加過程中，制造商從薄的基板開始，然后用導電油墨添加所需的銅跡線。
盡管3D打印和增材制造仍處于起步階段，但它是一種比傳統的PCB制造減法方法（尤其是定制PCB原型）產生更少浪費的好方法。借助內部部署的增材制造機械，工程師可以對設計進行必要的更改，而不會在傳統上浪費成本和時間。設計人員不必等待制片廠將訂購的PCB原型寄回去，因為他可以在自己的桌面上創建原型。
設計人員可以從3D打印和2D打印過程中進行選擇以進行增材制造。3-D打印可使用各種凝膠，油墨和基材逐層從頭開始印刷PCB，并以納米顆粒水平進行生產。這是一個非常新的過程，涉及材料復雜性和擠出要求。
二維噴墨式打印更容易與設計師生成的Gerber文件相匹配，以將設計傳達給制造商。這些機器僅將導電跡線打印在平坦的水平基板上。這是印刷PCB原型以進行快速原型制作的理想選擇。