PCB設(shè)計(jì)中的生產(chǎn)陷阱主要集中在布局、布線、測(cè)試點(diǎn)設(shè)置及元件選型等方面，忽視這些細(xì)節(jié)可能導(dǎo)致返工、生產(chǎn)延誤或功能故障。以下是關(guān)鍵問(wèn)題及解決策略：

測(cè)試點(diǎn)缺失

問(wèn)題：無(wú)測(cè)試點(diǎn)導(dǎo)致無(wú)法驗(yàn)證電源軌、通信線路等功能，后期修復(fù)成本高。 ?

解決方案：為電源、地、復(fù)位等關(guān)鍵信號(hào)添加測(cè)試點(diǎn)，集中放置于同一側(cè)并標(biāo)記，避免射頻信號(hào)添加測(cè)試點(diǎn)。 ?

基準(zhǔn)點(diǎn)不足

問(wèn)題：貼片機(jī)無(wú)法對(duì)齊，需手動(dòng)調(diào)整或修改文件。 ?

解決方案：添加至少兩個(gè)全局基準(zhǔn)點(diǎn)(位于相對(duì)角落)，高密度元件附近可加局部基準(zhǔn)點(diǎn)，確保周圍留1mm間隙且無(wú)阻焊層覆蓋。 

拼板策略不當(dāng)

問(wèn)題：未規(guī)劃拼板可能導(dǎo)致分板時(shí)元件損壞或連接器斷裂。 ?

解決方案：設(shè)計(jì)時(shí)添加郵票孔或V-cut，重要元件遠(yuǎn)離邊緣，與制造商確認(rèn)拼板模板。 ?

元件選型風(fēng)險(xiǎn)

問(wèn)題：使用停產(chǎn)或難采購(gòu)零件易導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。 ?

解決方案：BOM鎖定前檢查零件可用性，確保多供應(yīng)商支持且非停產(chǎn)型號(hào)。 ?

高壓與弱電干擾

問(wèn)題：高壓回路與弱電信號(hào)混雜易引發(fā)電磁干擾或芯片誤觸發(fā)。 ?

解決方案：物理隔離高壓與弱電區(qū)域，避免信號(hào)線跨分割參考平面。 ?

焊盤布線錯(cuò)誤

問(wèn)題：對(duì)角出線或相鄰焊盤直連易導(dǎo)致元件偏移或短路。 ?

解決方案：沿焊盤長(zhǎng)軸對(duì)稱布線，相鄰焊盤需先連至焊盤再延伸線路。 ?

差分信號(hào)處理不當(dāng)

問(wèn)題：長(zhǎng)度不匹配導(dǎo)致時(shí)序錯(cuò)位，抗干擾能力下降。 ?

解決方案：優(yōu)先保證差分對(duì)等長(zhǎng)(誤差≤信號(hào)周期10%)，間距可靈活調(diào)整。 ?

金手指開(kāi)窗遺漏

問(wèn)題：綠油覆蓋金手指區(qū)域易導(dǎo)致接觸不良。 ?

解決方案：設(shè)計(jì)時(shí)在阻焊層明確開(kāi)窗區(qū)域，確保金手指全裸露。 ?

缺乏關(guān)鍵信號(hào)測(cè)試點(diǎn)

問(wèn)題: 這是最常見(jiàn)的錯(cuò)誤之一。沒(méi)有測(cè)試點(diǎn)，板廠無(wú)法驗(yàn)證電路板功能，導(dǎo)致：

無(wú)法測(cè)量電源軌、檢查通信線路或確認(rèn)固件加載。

缺陷無(wú)法及早發(fā)現(xiàn)，后期修復(fù)成本更高。

制造商可能在未經(jīng)測(cè)試的情況下發(fā)貨，或收取額外費(fèi)用制作定制測(cè)試夾具。

解決方案:

為所有重要信號(hào)(電源、地、復(fù)位、通信總線、關(guān)鍵GPIO)添加測(cè)試點(diǎn)。

避免在射頻或高頻信號(hào)上添加測(cè)試點(diǎn)，因?yàn)榧纳娙輹?huì)引起問(wèn)題。

將所有測(cè)試點(diǎn)集中放置在電路板的同一側(cè)(通常是底層或與元件相對(duì)的一側(cè))。

測(cè)試點(diǎn)附近添加接地焊盤，并清晰標(biāo)記。

避免將測(cè)試點(diǎn)放置在電路板兩側(cè)，這需要更復(fù)雜、更昂貴的雙面“針床”測(cè)試夾具。

缺少 PCB 部件號(hào)和修訂版本

問(wèn)題: 看似微不足道，但會(huì)在生產(chǎn)中造成極大混亂：

工廠可能混淆不同版本的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致生產(chǎn)錯(cuò)誤版本。

調(diào)試問(wèn)題時(shí)難以確定正在查看的電路板版本。

解決方案:

始終在 PCB 絲印層上包含部件號(hào)/項(xiàng)目名稱和修訂版本，例如“部件號(hào)1203，修訂版B”?！?

保持標(biāo)簽小巧、不礙事但清晰可見(jiàn)。

確保 PCB 上的信息與 BOM、Gerber 文件和貼片文件中的信息一致。

生產(chǎn)可行性的重要性“原型機(jī)的順利運(yùn)行并非設(shè)計(jì)完備的充分證明。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)全方位預(yù)見(jiàn)到生產(chǎn)制造過(guò)程中可能遭遇的各類難題?！痹蜋C(jī)的成功并不能保證量產(chǎn)順利，設(shè)計(jì)階段需考慮生產(chǎn)可行性，避免設(shè)計(jì)報(bào)廢、延誤及成本上升。

在生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤可能導(dǎo)致嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，需從設(shè)計(jì)源頭預(yù)防的情況下，在PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中，潛在的錯(cuò)誤往往會(huì)在生產(chǎn)階段引發(fā)重大問(wèn)題，諸如設(shè)計(jì)報(bào)廢、生產(chǎn)進(jìn)度延誤以及成本飆升。僅僅原型測(cè)試成功，并不足以確保量產(chǎn)階段的順利，因此，在設(shè)計(jì)之初就應(yīng)充分考慮到生產(chǎn)可行性的重要性。

02常見(jiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題及解決方案

? 缺乏關(guān)鍵信號(hào)測(cè)試點(diǎn)

問(wèn)題：缺乏測(cè)試點(diǎn)阻礙功能驗(yàn)證，需增加測(cè)試點(diǎn)是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題。沒(méi)有這些測(cè)試點(diǎn)，板廠將無(wú)法驗(yàn)證電路板的功能，進(jìn)而導(dǎo)致一系列問(wèn)題，如無(wú)法測(cè)量電源軌、檢查通信線路或確認(rèn)固件加載。此外，缺陷可能無(wú)法在早期階段被發(fā)現(xiàn)，從而增加后期修復(fù)的成本。更糟糕的是，制造商可能在沒(méi)有經(jīng)過(guò)充分測(cè)試的情況下就發(fā)貨，或者因?yàn)樾枰谱鞫ㄖ茰y(cè)試夾具而收取額外費(fèi)用。

解決方案：為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們建議在所有重要信號(hào)上添加測(cè)試點(diǎn)，包括電源、地、復(fù)位、通信總線以及關(guān)鍵GPIO。同時(shí)，應(yīng)避免在射頻或高頻信號(hào)上添加測(cè)試點(diǎn)，因?yàn)檫@可能會(huì)由于寄生電容而引發(fā)問(wèn)題。所有測(cè)試點(diǎn)應(yīng)集中放置在電路板的同一側(cè)，通常是底層或與元件相對(duì)的一側(cè)，以便于管理和測(cè)試。此外，在測(cè)試點(diǎn)附近添加接地焊盤并確保其清晰標(biāo)記也是非常重要的。最后，應(yīng)盡量避免將測(cè)試點(diǎn)放置在電路板兩側(cè)，以降低對(duì)雙面“針床”測(cè)試夾具的復(fù)雜性和成本的需求。

問(wèn)題：一個(gè)不起眼但卻可能引發(fā)生產(chǎn)混亂的問(wèn)題是，絲印層應(yīng)標(biāo)明組件號(hào)和修訂版本，避免生產(chǎn)錯(cuò)誤和信息不一致。工廠可能因混淆不同版本的設(shè)計(jì)而誤產(chǎn)錯(cuò)誤版本。同時(shí)，在調(diào)試過(guò)程中，難以確定正在查看的電路板版本，這無(wú)疑增加了問(wèn)題解決的難度。

解決方案：為避免此類問(wèn)題，建議在PCB絲印層上明確標(biāo)注部件號(hào)、項(xiàng)目名稱及修訂版本，例如“部件號(hào)1203，修訂版B”，且標(biāo)簽應(yīng)設(shè)計(jì)得小巧而不妨礙生產(chǎn)，同時(shí)確保其清晰可見(jiàn)。此外，還需仔細(xì)核對(duì)PCB上的信息與BOM、Gerber文件以及貼片文件中的數(shù)據(jù)，保持高度一致性，以防止因信息不一致而導(dǎo)致的生產(chǎn)錯(cuò)誤。同時(shí)，需特別注意確保貼片過(guò)程中有明確的基準(zhǔn)點(diǎn)以進(jìn)行對(duì)齊，從而提升生產(chǎn)效率和準(zhǔn)確性。

問(wèn)題：在復(fù)雜板或大批量生產(chǎn)環(huán)境中，增設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)提高貼片機(jī)對(duì)齊精度，避免手動(dòng)對(duì)齊的低效和錯(cuò)誤。貼片機(jī)可能因無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)齊電路板而造成元件放置錯(cuò)誤，嚴(yán)重影響可制造性。工廠往往需要采用手動(dòng)對(duì)齊方式，這不僅效率低下，還容易出錯(cuò)，或者不得不修改文件以添加基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)一步增加了生產(chǎn)復(fù)雜性。

解決方案：為確保貼片機(jī)的準(zhǔn)確對(duì)齊，建議在電路板上至少設(shè)置兩個(gè)全局基準(zhǔn)點(diǎn)，理想情況下應(yīng)位于相對(duì)的角落，從而提供更穩(wěn)固的對(duì)齊基礎(chǔ)。對(duì)于高密度封裝如QFN、BGA或細(xì)間距連接器等部件，為提高放置精度，可在這些部件附近增設(shè)局部基準(zhǔn)點(diǎn)。同時(shí)，需確保基準(zhǔn)點(diǎn)周圍保持至少1毫米的間隙，并且避免被阻焊層覆蓋，以確保其可識(shí)別性和準(zhǔn)確性。此外，制定合理的拼板或分板策略也是提高生產(chǎn)效率和可制造性的關(guān)鍵措施之一。

問(wèn)題：在批量生產(chǎn)，特別是小型電路板的制造過(guò)程中，設(shè)計(jì)階段需規(guī)劃拼板，使用郵票孔或V-cut是一個(gè)不可或缺的環(huán)節(jié)。若缺乏提前規(guī)劃，板廠可能會(huì)自行進(jìn)行拼板，這有可能干擾到原有的布局設(shè)計(jì)。同時(shí)，不恰當(dāng)?shù)姆职逶O(shè)計(jì)則可能導(dǎo)致電路板破裂、連接器受損或焊點(diǎn)斷裂等嚴(yán)重問(wèn)題。

解決方案：為了確保生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行，我們需要在設(shè)計(jì)階段就充分考慮拼板因素，特別是在處理小型電路板時(shí)。通過(guò)添加郵票孔或V-cut等設(shè)計(jì)，我們可以確保重要元件遠(yuǎn)離邊緣，從而降低破裂或損壞的風(fēng)險(xiǎn)。此外，與制造商進(jìn)行充分溝通，了解他們對(duì)于工具孔、面板尺寸和間距的偏好，并索取面板模板，也是提高生產(chǎn)效率和確?？芍圃煨缘闹匾胧?span>

問(wèn)題：在預(yù)先檢查零件可用性，選擇容易獲取和支持的元件是應(yīng)對(duì)供應(yīng)鏈復(fù)雜性的重要措施。在供應(yīng)鏈情況復(fù)雜多變的情況下，可能會(huì)面臨部件短缺、零件未經(jīng)通知替換等問(wèn)題。

解決方案：在BOM(Bill of Materials，即物料清單)鎖定之前，利用Octopart或Find Chips等在線資源，對(duì)零件的可用性進(jìn)行預(yù)先檢查。確保每個(gè)零件都能從多個(gè)供應(yīng)商處獲得，并且其生命周期(EOL，End of Life)遠(yuǎn)未結(jié)束。在挑選零件時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮那些易于查找和獲得技術(shù)支持的選項(xiàng)。此外，還需注意元件之間的間距，確保有足夠的空間進(jìn)行返修操作。

問(wèn)題：在原型設(shè)計(jì)階段，原型設(shè)計(jì)避免過(guò)度堆疊，保證返修和檢查空間。為了節(jié)省空間，設(shè)計(jì)師可能會(huì)傾向于緊密堆疊元件。然而，這種做法在后續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程中可能會(huì)引發(fā)一系列問(wèn)題。例如，返修操作會(huì)變得困難，包括探查、重新焊接或更換元件等;同時(shí)，高矮元件之間的近距離也可能在檢查時(shí)產(chǎn)生陰影，甚至干擾回流焊的過(guò)程。

解決方案：為了確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)師在原型階段就應(yīng)避免過(guò)度緊湊的元件布局。特別是在連接器、高大元件以及可能需要調(diào)試或返修的元件周圍，需要預(yù)留出足夠的空間。此外，還應(yīng)考慮為返修工具(如人手、鑷子、烙鐵等)的操作提供便利。