如何制作易于，便宜且快速制造的電氣平臺(tái)。

假設(shè)您有一個(gè)好主意。它涉及電子產(chǎn)品，它起作用，它會(huì)出售。你有它，人們想買(mǎi)它。您創(chuàng)建了一個(gè)原理圖，一些原型，以及您的回報(bào)投資估算。讓我們賺錢(qián)并將這些東西送到別人的手中！

然而，在制造方面，你什么都沒(méi)有。

來(lái)自一個(gè)好主意之間存在巨大差距一個(gè)偉大的工程師 - 即使你有一個(gè)充實(shí)的概念 - 并能夠生產(chǎn)一千或一百萬(wàn)的產(chǎn)品。使用軟件，它很容易，但有硬件？這是一條漫長(zhǎng)的道路，充滿了危險(xiǎn)，文書(shū)工作和痛苦的設(shè)計(jì)修訂，除非你第一次就做好了。正確規(guī)劃您的電子設(shè)計(jì)至關(guān)重要。正確考慮設(shè)計(jì)的大規(guī)模生產(chǎn)甚至更為關(guān)鍵。

您的前兩個(gè)決定是在原型板或印刷電路板的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。使用通孔元件，表面貼裝器件（SMD）或兩者兼而有之。

典型的PCB。

原型板通常比小規(guī)模生產(chǎn)便宜，因?yàn)樗鼈儾恍枰嘿F的專用設(shè)備，而PCB需要投資焊料掩膜機(jī)，取放機(jī)，回流焊爐，或第三方為你做這一切。這大大增加了前期成本，所以表面貼裝板通常更貴，除非你要做幾十成千上萬(wàn)的董事會(huì)。使用原型板的設(shè)計(jì)可以通過(guò)您在當(dāng)?shù)丶夹g(shù)商店獲得的部件快速而廉價(jià)地制造，并且不需要熟練掌握電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件（即電氣工程師的CAD）;然而，堅(jiān)固的PCB設(shè)計(jì)在大規(guī)模電路板生產(chǎn)的成本要求方面更加靈活。

第一步通常是確定一種方法是否因某些外部約束而無(wú)法適用于您的設(shè)計(jì)，例如您公司的常用方法。如果您可以使用這兩種方法，則應(yīng)根據(jù)每種方法的成本估算做出明智的工程決策。但是，有些設(shè)計(jì)在使用這兩種方法時(shí)最便宜：用于大型電阻器和電容器的通孔元件，以及用于集成電路和低功耗部件的表面貼裝元件。

通孔元件。

現(xiàn)代電子產(chǎn)品的大部分小型化來(lái)自于 - 設(shè)計(jì)和非常專業(yè)的“定制”印刷板，而不是僅使用通孔部件的原型板。使用具有各種尺寸的表面貼裝器件可以使PCB非常緊湊，包括小至五分之一毫米寬的電阻器和一平方英寸中具有超過(guò)100個(gè)引腳的集成電路。用于原型板的集成電路通常僅限于雙列直插式封裝（DIP-xx，針對(duì)其所具有的引腳數(shù)），其引腳遠(yuǎn)大于PCB上可用于IC的引腳。通過(guò)在封裝本身下方放置大量引腳*，這些IC封裝可以在給定表面積上具有更高的引腳集中度，然后在PCB經(jīng)歷的專門(mén)回流焊接過(guò)程中將其固定。除了大尺寸的通孔部件用于散熱目的外，通常最好使用PCB和SMD板進(jìn)行大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)。

典型的SMD板。

基于PCB的設(shè)計(jì)有幾個(gè)方面需要在設(shè)計(jì)階段給予特別關(guān)注。雖然原型電路板尺寸由供應(yīng)商預(yù)先確定，但設(shè)計(jì)人員可以自由選擇任何尺寸的走線（PCB線）以及PCB上走線或元件之間的任何距離。在可能的布局范圍內(nèi)具有完全的靈活性，電路信號(hào)的特性和物理板結(jié)構(gòu)使得必須謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)和布置電路板。例如，對(duì)噪聲非常敏感的信號(hào)不應(yīng)與任何電源，高電流或磁性元件緊密接觸，并且兩條走線的接近程度有限。元件焊盤(pán)的尺寸應(yīng)合適，以便正確的部件可以安裝在它們上，而不會(huì)懸垂在另一個(gè)焊盤(pán)上。在您的電路板上鉆孔以及將信號(hào)從一個(gè)平面?zhèn)魉偷搅硪粋€(gè)平面的電鍍過(guò)孔需要在最終確定之前進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y(cè)量并具有與之相關(guān)的最大公差。太小的通孔可能無(wú)法接收正確數(shù)量的鍍銅來(lái)傳導(dǎo)其信號(hào)，而最終太大的孔可能會(huì)夾住或破壞附近的焊盤(pán)?？紤]到印刷電路板創(chuàng)建中可能存在的制造錯(cuò)誤，也是確保布局符合規(guī)格的關(guān)鍵步驟。電氣和機(jī)械因素有很多因素限制了電路板的物理布局，需要徹底了解適用于您設(shè)計(jì)的限制。最終，除了花時(shí)間布置電路板之外，不可能用電路板布局過(guò)程替換經(jīng)驗(yàn)。

典型的電路板布局。

印刷板本身創(chuàng)建后，下一步是應(yīng)用絲網(wǎng)并添加組件。為了支持這一制造步驟，您的電路板應(yīng)清楚標(biāo)記，以協(xié)助組裝，修訂和部件號(hào)以及部件概要。雖然制造商可以使用具有電路板技術(shù)知識(shí)的人員，但將這些信息整合到電路板本身可以輕松避免許多常見(jiàn)問(wèn)題。確保技術(shù)人員，裝配人員以及可能看到或處理PCB的任何其他人可以輕松找出產(chǎn)品是什么，它處于什么階段，如何定向以進(jìn)行裝配，以及零件是否正確放在板上。請(qǐng)記住，制造商的電路板文本有時(shí)是與他們溝通的唯一形式，即使是輕微的錯(cuò)誤也會(huì)使整個(gè)電路板或電路板組成毫無(wú)價(jià)值。

確保PCB文本正確對(duì)項(xiàng)目的成功至關(guān)重要。

但是，如果錯(cuò)誤不是在董事會(huì)被運(yùn)送到其應(yīng)用程序之前發(fā)現(xiàn)，后果更加可怕。通常情況下，最好的情況是貴公司會(huì)讓客戶失望，并且必須支付數(shù)千美元的運(yùn)費(fèi)和零件費(fèi)用，而最糟糕的是損失生命。高效但可靠地測(cè)試您的電路板并制定計(jì)劃，無(wú)論是粗略還是粗略，以驗(yàn)證您的電路板是否已準(zhǔn)備好應(yīng)用，這是整個(gè)工程設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵步驟。

更簡(jiǎn)單的測(cè)試方法之一就是在產(chǎn)品離開(kāi)制造中心之前簡(jiǎn)單地將產(chǎn)品放入應(yīng)用程序中。這適用于簡(jiǎn)單的電子設(shè)備，如燈，電源和模擬設(shè)備，但僅僅證明您的設(shè)計(jì)可以承受重復(fù)使用，“時(shí)間測(cè)試”或復(fù)雜的用戶界面是不夠的。該方法對(duì)于大量產(chǎn)品或者當(dāng)產(chǎn)品耗時(shí)或難以應(yīng)用于其應(yīng)用時(shí)也可能不是有效的。常見(jiàn)的工業(yè)實(shí)踐是構(gòu)建測(cè)試夾具，這可能是他們自己的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，可以輕松提供一系列輸入并清楚地指示測(cè)試人員的成功或失敗?？紤]創(chuàng)建一個(gè)專門(mén)的釘床裝置的優(yōu)點(diǎn)，該裝置可以輕松地同時(shí)測(cè)試PCB批次中的所有板。

指甲床測(cè)試。

對(duì)于必須耐受人類(lèi)交互或在野外承受數(shù)小時(shí)的產(chǎn)品，通常最好每個(gè)批次采集一小部分樣品，并在縮短的時(shí)間內(nèi)對(duì)其進(jìn)行壓力測(cè)試，或者在產(chǎn)品可供銷(xiāo)售之前開(kāi)始進(jìn)行測(cè)試。許多高級(jí)系統(tǒng)（如計(jì)算機(jī)，航空電子設(shè)備和移動(dòng)設(shè)備）過(guò)于靈活，無(wú)法在硬件級(jí)別測(cè)試所有可能的條件和輸入，需要進(jìn)行更徹底的驗(yàn)證。這些產(chǎn)品必須能夠承受不同的輸入并具有內(nèi)置的安全因素，并且必須在其應(yīng)用中進(jìn)行徹底的測(cè)試。

一旦設(shè)計(jì)完成并開(kāi)始試運(yùn)行產(chǎn)品，設(shè)計(jì)師的角色就會(huì)退縮，制造商的角色會(huì)接管。工程師在繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，必須在項(xiàng)目從設(shè)計(jì)過(guò)渡到產(chǎn)品時(shí)仍然支持該項(xiàng)目。問(wèn)問(wèn)自己或他人如何提供幫助。這個(gè)過(guò)程的每個(gè)階段都會(huì)有問(wèn)題。也許制造電路板的公司沒(méi)有能力為一組引腳鉆出所需尺寸的孔。在到達(dá)訂單之前，組件供應(yīng)商已經(jīng)用完了電源設(shè)備。將元件放置在電路板上的公司似乎無(wú)法將R1，R3和D2焊接到焊盤(pán)上。不可預(yù)見(jiàn)的情況很難避免，但適當(dāng)?shù)谋O(jiān)督可以緩解這一過(guò)程。

使用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)試有助于未來(lái)的問(wèn)題。

請(qǐng)務(wù)必定期驗(yàn)證您的測(cè)試;來(lái)自人類(lèi)的簡(jiǎn)單檢查可以有很長(zhǎng)的路要走。使用萬(wàn)用表雇用一個(gè)人來(lái)檢查電路中兩點(diǎn)之間的連續(xù)性，即使他只觸及產(chǎn)品的1％也是一種簡(jiǎn)單的方法，可以確保您不會(huì)接到客戶的憤怒電話。在幾個(gè)月后訪問(wèn)制造中心并測(cè)試您的測(cè)試夾具本身是否仍能正常工作可以防止數(shù)千美元的損失。制造團(tuán)隊(duì)可能會(huì)或者可能沒(méi)有能力發(fā)現(xiàn)或解決這些問(wèn)題，直到它們成為你們的巨大痛苦之后，由于產(chǎn)品的工作是從你的手中取出并給予你，因此你需要成為一雙注意的眼睛。制造商。