一個(gè)PCB設(shè)計(jì)錯(cuò)誤案例分析

已經(jīng)是深夜時(shí)分了，我剛剛得到為一位客戶組裝的電路板。在我要給器件編程時(shí)，我被一條警告驚呆了。警告表明電路板中有大電流存在，很可能哪里短路了。我的第一個(gè)想法是可能因?yàn)槲沂褂昧?.5mm間距的表貼芯片和0402封裝的無(wú)源器件。因此我決定先查看和重新修整每個(gè)焊點(diǎn)來(lái)確保沒(méi)有搭錫存在。然而在做完這件事并再一次嘗試編程器件時(shí)我還是得到相同的警告。這時(shí)我意識(shí)到我要熬夜了。

我想要修復(fù)我認(rèn)為的焊接問(wèn)題的第一步努力以失敗告終。看來(lái)就是“校準(zhǔn)過(guò)的眼睛”也派不上用場(chǎng)了。我只得用萬(wàn)用表來(lái)測(cè)量，最終我發(fā)現(xiàn)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)確實(shí)發(fā)生了短路。在經(jīng)過(guò)一個(gè)小時(shí)的試驗(yàn)和重新焊接元件后，我還是一點(diǎn)進(jìn)展都沒(méi)有。至此我決定從電路板上逐個(gè)拿走元件，看看是否能找到問(wèn)題。讓我驚訝的是，到最后短路還是存在。“啊哈，”我終于想明白，肯定是電路板制造商做錯(cuò)了板子。

三塊板子中有兩塊有問(wèn)題。最上面的板子是第一個(gè)麻煩制造者。

接著我繼續(xù)測(cè)試同一批次中的其它一些電路板，最后發(fā)現(xiàn)15塊板子中有3塊存在走線短路現(xiàn)象。設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)采用了廠家“允許的值”(或者是我這樣認(rèn)為)，因此我像任何其他人會(huì)做的那樣給他們發(fā)了一封質(zhì)問(wèn)電子郵件。為了做這些板子，我是仔細(xì)調(diào)查過(guò)OSHPark公司的。他們能夠生產(chǎn)出優(yōu)秀的電路板，并且非常樂(lè)意幫你制造很小批量的原型電路板。
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質(zhì)問(wèn)電路板制造商 原因查明

我最初跟OSHPark聯(lián)系時(shí)沒(méi)有橫加指責(zé)，但在字里行間能看來(lái)出，我認(rèn)為問(wèn)題出在他們的工藝上，因?yàn)樗麄儧](méi)有生產(chǎn)出與承諾一致的高質(zhì)量產(chǎn)品來(lái)。Dan Sheadel很快給了我回復(fù)，并指出我的電路板中有一塊區(qū)域存在低于允許極限的間隙問(wèn)題。

這時(shí)我的疑惑來(lái)了。我已經(jīng)將設(shè)計(jì)規(guī)則檢查器設(shè)置為OSHPark公司允許的值，而且我肯定執(zhí)行了設(shè)計(jì)規(guī)則檢查才去生成制造所需的Gerber文件。我怎么會(huì)犯這種錯(cuò)誤呢？我甚至重新檢查了一遍設(shè)計(jì)。我先是檢查了允許的值，然后檢查是否存在任何錯(cuò)誤。我甚至截取了屏幕快照回復(fù)給Dan，說(shuō)明所有方面我都檢查過(guò)了。

我在發(fā)出電子郵件后查看屏幕快照時(shí)找到了問(wèn)題所在。檢查覆銅四周間隙的設(shè)置選項(xiàng)被關(guān)掉了。我不能100%保證我沒(méi)有關(guān)掉過(guò)這個(gè)選項(xiàng)，但我能99.9%確保我沒(méi)有關(guān)掉過(guò)。不管這是不是默認(rèn)設(shè)置，肯定是它導(dǎo)致我設(shè)計(jì)出不符合制造工藝要求的電路板，并最終讓我花了很多時(shí)間去調(diào)試問(wèn)題

一定要仔細(xì)檢查默認(rèn)情況下沒(méi)有勾選的所有選項(xiàng)！

總結(jié)這次PCB設(shè)計(jì)“烏龍”

可以這么說(shuō)，我從這次教訓(xùn)中學(xué)到了許多重要的事情。

首先，幫您生產(chǎn)部品的人也是您的小組成員。他們對(duì)細(xì)節(jié)和服務(wù)的關(guān)注在后面的查錯(cuò)排錯(cuò)過(guò)程中非常重要。在本文這個(gè)案例中，OSHPark在我發(fā)出第一封問(wèn)詢郵件后的12小時(shí)內(nèi)就查出了問(wèn)題。

其次，理解您的計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)工具也很重要。我認(rèn)為CAE工具供應(yīng)商確實(shí)不僅有責(zé)任提供優(yōu)秀的軟件，而且要盡可能直觀。由于許多CAE供應(yīng)商不會(huì)花很多的精力去改善用戶交互體驗(yàn)，因此責(zé)任就落到用戶頭上，需要用戶盡可能深入地理解他們的工具。

希望您能從我的錯(cuò)誤中吸取教訓(xùn)，在執(zhí)行最終的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查之前要檢查所有的設(shè)置。我知道我從這次經(jīng)驗(yàn)中學(xué)到了許多。您自己遇到過(guò)類似的事情嗎？

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