一個PCB設(shè)計錯誤案例分析
已經(jīng)是深夜時分了，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，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。我的第一個想法是可能因為我使用了0.5mm間距的表貼芯片和0402封裝的無源器件。因此我決定先查看和重新修整每個焊點(diǎn)來確保沒有搭錫存在。然而在做完這件事并再一次嘗試編程器件時我還是得到相同的警告。這時我意識到我要熬夜了。
我想要修復(fù)我認(rèn)為的焊接問題的第一步努力以失敗告終。看來就是“校準(zhǔn)過的眼睛”也派不上用場了。我只得用萬用表來測量，最終我發(fā)現(xiàn)某個網(wǎng)絡(luò)確實(shí)發(fā)生了短路。在經(jīng)過一個小時的試驗和重新焊接元件后，我還是一點(diǎn)進(jìn)展都沒有。至此我決定從電路板上逐個拿走元件，看看是否能找到問題。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了板子。
三塊板子中有兩塊有問題。最上面的板子是第一個麻煩制造者。
接著我繼續(xù)測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)計時已經(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做的那樣給他們發(fā)了一封質(zhì)問電子郵件。為了做這些板子，我是仔細(xì)調(diào)查過OSHPark公司的。他們能夠生產(chǎn)出優(yōu)秀的電路板，并且非常樂意幫你制造很小批量的原型電路板。
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質(zhì)問電路板制造商 原因查明
我最初跟OSHPark聯(lián)系時沒有橫加指責(zé)，但在字里行間能看來出，我認(rèn)為問題出在他們的工藝上，因為他們沒有生產(chǎn)出與承諾一致的高質(zhì)量產(chǎn)品來。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題。
這時我的疑惑來了。我已經(jīng)將設(shè)計規(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)計規(guī)則檢查才去生成制造所需的Gerber文件。我怎么會犯這種錯誤呢？我甚至重新檢查了一遍設(shè)計。我先是檢查了允許的值，然后檢查是否存在任何錯誤。我甚至截取了屏幕快照回復(fù)給Dan，說明所有方面我都檢查過了。
我在發(fā)出電子郵件后查看屏幕快照時找到了問題所在。檢查覆銅四周間隙的設(shè)置選項被關(guān)掉了。我不能100%保證我沒有關(guān)掉過這個選項，但我能99.9%確保我沒有關(guān)掉過。不管這是不是默認(rèn)設(shè)置，肯定是它導(dǎo)致我設(shè)計出不符合制造工藝要求的電路板，并最終讓我花了很多時間去調(diào)試問題
一定要仔細(xì)檢查默認(rèn)情況下沒有勾選的所有選項！
總結(jié)這次PCB設(shè)計“烏龍”
可以這么說，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。他們對細(xì)節(jié)和服務(wù)的關(guān)注在后面的查錯排錯過程中非常重要。在本文這個案例中，OSHPark在我發(fā)出第一封問詢郵件后的12小時內(nèi)就查出了問題。
其次，理解您的計算機(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)商不會花很多的精力去改善用戶交互體驗，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。
希望您能從我的錯誤中吸取教訓(xùn)，在執(zhí)行最終的設(shè)計規(guī)則檢查之前要檢查所有的設(shè)置。我知道我從這次經(jīng)驗中學(xué)到了許多。您自己遇到過類似的事情嗎？
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