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原型板:PCB布局准备技巧

《生活大爆炸》的照片挂在一扇门上

时不时地,当我浏览我最喜欢的电视节目之一的重播时,我会发现一个“试播集”与我预期的剧集完全不同。试播集是用来向电视台推销这部剧的概念,也用来测试剧集的设定和角色。对于一部剧来说,在正式制作之前对这种格式做出改变是很正常的。就连《生活大爆炸》的试播集里也有两个不同的女人,在常规剧集里都换成了Penny这个角色。

在印刷电路板设计和制造的世界中,PCB原型与电视节目试播员所经历的过程有很多相似之处。该董事会还需要出售其概念证明,并在全面投产前测试其功能和结构。就像电视剧的试播集可能会被更换一样,董事会也可能会经历变化。让我们来看看这个过程的一些挑战,以及如何最好地准备构建PCB原型板,而没有任何隐藏。Bazingas的问题。

设计现在要建造的原型板

知道原型的主要要求是快速完成工作板,你可以做一些事情来帮助你快速完成设计。您可以放宽一些机械轮廓的标准,因为您知道该板不会用于实际的系统插框中,并且您可以使用不完全合格的库部件。你也可以放松你的常规测试标准,因为电路板不会大规模生产,你甚至可以选择忽略某些可制造性设计(DFM)要求.当然,这一切都是要付出代价的,但我们稍后会讲到。

但是,您确实需要确保您的设计是正确的,并为您计划进行的系统验证做好准备。您的原理图需要正确捕获,并且布局必须设计为最佳信号性能。这一阶段的布局错误的游戏将导致你花费宝贵的时间在信号调试,而不是验证板的功能。您还应该考虑为测试和配置更改添加套接字和额外的探测点,以帮助设计验证。

但最大的问题是接下来会发生什么。

OrCAD捕获原理图的截图

使用你的工具第一次得到正确的原理图对你的原型板是至关重要的

超越原型,看看接下来会发生什么?

正如我们上面提到的,快速制作的原型板对于概念验证和系统验证非常有用,但是为了节省时间而偷工减料可能会导致一些意想不到的后果。如果你的期望是你的原型设计将直接过渡到生产板上,那么你最好现在就减少你削减的部分。以下是你可能会遇到的一些问题:

  • 图书馆的部分:使用不合格的初步零件可能会导致无法使用过于昂贵或无法获得的零件。您还可能最终会得到具有不正确的PCB占地面积的部件。对于一个原型,你可以接受一个更昂贵的部件,或者不得不弯曲引线,以便手动将其挤压到错误的尺寸上。然而,对于生产运行,这些问题可能会使您关闭。

  • 机械配合:在原型阶段,您可能不需要将电路板放入最终的外壳中,特别是如果最终的外壳设计尚未完成。但是一旦你投入生产,你就不能承受电路板尺寸和系统之间的不匹配。这可能会变成非常昂贵错误。

  • 热的问题:在支架上测试原型板将是一个不同的环境,然后板将最终操作。对于生产板,您需要确保板的组件有足够的冷却,以避免功能问题。

  • 完整的可测试性:完整的生产测试对于电路板原型来说不是必需的,但是一旦电路板批量生产以降低制造成本,这是必不可少的。

  • 可制造性:如果需要,原型板的许多部分可以手工组装。到那时董事会正在全面生产运行中然而,它需要为自动化制造而设计,以降低整体生产成本。

以下是简要的说明;如果你的原型板在设计时没有考虑到完整的生产,你最终将不得不重新设计它。纠正DFM错误和添加完整的可测试性可能导致必须对组件的位置和路由进行大量更改。更新设计错误的库部件可能完全改变高速传输线的信号路径。这意味着你在原型上所做的许多系统测试将不得不在新设计上再次进行,然后才能进入全面生产。

即使这可能会花费你一些额外的时间,它通常是更好的设计原型板,就像它将直接进入全面生产。是的,你仍然可以削减一些角落,但请记住,你削减的每个角落最终都会给你带来很多痛苦。你仍然可以做一些事情来加快你的设计时间,并满足完整生产板的要求。

《Cadence》的3D布局截图

使用您的PCB 3D功能,以帮助您获得正确的原型第一次

如何设计能够轻松过渡到长期生产阶段的原型

在开始原型设计之前,你的第一步应该是与合同制造商合作,了解他们需要什么。他们将能够为您提供如何减少设计时间的建议,同时仍然获得他们需要的数据来构建您的电路板。他们还将能够帮助您了解如何以最佳方式使用原型板来实现您的设计目标。

为了成功地布局原型板,您需要的下一件事是PCB设计工具,这些工具具有节省时间的特性和内置的功能。一个例子是能够直接与外部图书馆服务连接,这些服务可以为您提供有关零件价格、可用性和零件规格的实时数据。另一个有用的功能是拥有可用的模拟和分析工具,可以帮助您在构建第一个原型之前正确地创建设计。最后,能够在3D中查看和检查你的设计,以确定机械特征和外壳之间的冲突,这将使你不必构建多个原型来解决形式和安装问题。

好消息是PCB设计工具我们所描述的功能在Cadence系列高性能EDA工具中已经提供给您。OrCAD PCB Designer具有库功能,电路模拟,3D观看,再加上更多的功能,供像你这样的设计师使用。随着地点和路线,这些功能将使您能够快速完成高质量的生产就绪PCB原型。

如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案,跟我们和我们的专家团队谈谈吧

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