PCB原型设计及其在设计中的重要性

2022-06-07

PCB原型设计及其在设计中的重要性

为了在电子和硬件领域取得成功，公司及其工程师必须以新鲜、令人兴奋的产品满足消费者或企业的需求。工程专业知识和战略时机也是非常重要的因素。这个过程有很多事情要做，其中一个关键要素是能够为开发中的产品组装高质量的原型，并在快速周转时间内完成。

在电子领域，关键是制定功能最佳的电路板产品，这是大多数电子设备的组成部分。未能开发出优质产品既浪费时间又浪费投资，更严重的是，可能会损害消费者对产品类型或与之相关的特定品牌的信任和依赖能力。因此，电子制造商应始终将功能性印刷电路板 (PCB)原型作为开发过程的重要组成部分。

由于PCB原型设计是为了最大限度地提高最终将进入长期生产的产品的质量和功效，因此必须最大限度地利用它。虽然PCB原型在生产过程中的作用不可低估，但有很多需要考虑的地方。

为什么PCB原型设计至关重要

没有人的想法，无论多么革命性或扰乱市场，都是绝对可靠的。那些从事硬件和软件开发的人都非常清楚“设计、构建、测试”的口号。在生产过程的每个阶段，都进行了严格的测试，以确保满足所有设计和功能要求，并使产品发挥最大性能。PCB原型是一种测试试运行。在每个生产阶段进行测试有助于制定这样的原型，最终将导致更强大、无错误的设计。

如果设计过程中的任何错误没有得到解决，最终都会对最终产品造成损害。PCB原型设计有助于在流程的早期发现问题，避免以后进行复杂且成本高昂的重新设计。任何需要在早期阶段采取纠正措施的方面都是相同的元素，不会阻碍以后的生产，尤其是当产品已经开始大规模生产时。

不同类型的PCB原型

流程的不同部分以及不同的设计规范需要不同的PCB原型。甚至该过程的各个阶段都需要不同的原型设计类型。一些例子包括：

视觉建模：这是PCB设计的基本蓝图或架构，用于说明电路板的形状和结构。在这一点上，没有任何物理表现出来，所以这是对一个想法而不是功能的测试。

概念验证：每个PCB设计都希望实现至少一个主要功能或目标。概念验证原型着重于最终产品将提供给任何需要它的人的解决方案的意图。换句话说，它是对解决产品旨在解决的问题的可行性的测试。这些PCB板不包含产品的所有最终功能，它们只是证明它们将解决其设计要解决的问题。

工作原型：工作原型是一个功能齐全、包罗万象的电路板，旨在反映产品的所有特性。这是在发现设计缺陷和识别问题方面的下一条评估路线。工作原型很少与最终产品相似，因为它会突出许多需要解决的问题。

功能原型：此PCB原型旨在说明产品最终设计的外观和功能。这必须是最终产品在量产线之前最全面、最准确的表示。

设计师从PCB原型设计中得到什么

对设计的每一次新添加或更改都可能产生意想不到的效果。当这些影响不具有积极性质时，这一点尤其重要。因此，设计人员需要对每次更改的原型进行评估和测试，以确保最高质量。虽然最初的想法似乎是为产品设计的每一次更改起草一个PCB原型似乎过于昂贵且成本高昂，但重要的是要考虑这种想法的另一面。

原型对于设计过程至关重要，因为它们允许设计人员在产品开发生命周期的各个阶段对其进行测试，并在开始全面生产运行之前进行必要的更改和改进。这样做提供了多个关键优势。

更短的开发时间：人们可能会质疑PCB原型设计（涉及每一步的额外测试）如何缩短流程。但是，这里有一些重要的注意事项需要牢记。

通过制作当代原型，设计师可以向客户说明设计。通过视觉辅助，作为说明，解释可以是演示，而不是通常难以理解的理论思想，从而减少混淆、问题和重新设计的请求。

通过拥有最新的PCB原型，可以消除测试过程中的猜测，使设计人员能够更轻松、更准确地识别当前设计的问题。

如果放弃PCB原型制作，而电路板正准备进行大规模生产，如果出现问题，整个过程可能会被洗掉。在生产过程本身花费了大量时间和金钱之后，将需要重新设计。

在过程中而不是在最后解决问题：通过拥有PCB原型，可以在开发过程中解决电路板的问题，并在此过程中消除它们，从而产生最佳效率的最终产品。

效率低下和缺陷减少：设计师对他或她的项目投入很大，所以有些错误很难客观地看到。通过测试PCB原型，第三方人员可以发现设计人员可能遗漏或忽略考虑的那些区域。

单个组件测试：原型允许电路板上的单个组件单独进行测试。这使得更集中的测试方法能够发现产品特定部件的潜在问题。

高效的结果：如果原型经受严格的测试，当设计到达最终产品时，绝大多数故障和问题可能已经解决，留下更优化的设计。

成本效益：看起来为原型开发付出代价是昂贵的，但实际上，不得不报废大量表现出来的产品，或者更糟的是，意识到一些可能在PCB测试中发现的重大故障，并通过最终设计和需要从一开始就更新流程，成本和浪费要高得多。对于原型，所涉及的费用可以作为一种优化预算，以放弃更糟糕的成本。

确定优质的快速PCB原型设计供应商

构建电路板是非常标准的做法，但每个产品的原型设计都需要一定程度的专业化。在某些情况下，生产供应商会提供这样的解决方案。但与其他任何事情一样，并非所有人都是平等的。在寻找供应商作为原型合作伙伴时，需要考虑以下几个关键特征：

在职工程师：不可避免地，供应商会遇到一个或多个组件的某种类型的电气或机械问题。优质供应商将有随时待命的工程人员，以迅速解决任何与组件相关的问题。

质量声誉：非原型供应商不是理想的选择，因为它们在很大程度上浪费了预算资金。在不提供原型的情况下制造产品会导致更多错误通过影响最终设计以及您的品牌声誉。

过渡到生产能力：由于快速原型制作的目的是构建一个为大规模生产做好准备和优化的电路板，因此通过原型制作准备好产品的供应商应该具备将其投入全面生产的能力。这不仅包括此类行动的基础设施，还包括避免长期生产阻碍组件生命周期的问题，这些问题可能会减慢或停止有效生产。