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生产原型PCB的有效方法
生产原型PCB的有效方法
到目前为止，对于印刷电路板或PCB原型，设计人员将其PCB设计工具的选择限于高端企业级解决方案，因为这些工具价格昂贵。早期的设计工具还增加了设置时间和学习曲线的成本，它们的功能受到限制，并且通常容易出错。值得庆幸的是，现代工具现在已经可以负担得起，并且包含了设计师进行复杂设计所需的所有功能。此外，它们易于使用，并且更加关注易于采用。
通常，设计人员需要约两到三个迭代，才能使用基于计算机的高速设计工具为工作产品开发定制PCB原型。但是，随着产品生命周期的减少，上市时间正变得越来越重要。取决于开销，董事会迭代的成本可能很高，因为延迟产品的市场发布和错过的机会可能使公司损失数千美元，甚至造成市场份额的全部损失。
以上是促使设计者采用模拟在设计周期之前，他们订购的PCB原型小号，因为这大大降低了开发成本。随着变更成本随着开发时间的增加而增加，与在大规模PCB制造过程中引入的变更相比，在设计过程中较早发生的设计变更的成本大大降低。使用虚拟原型的优势在于可以在设计过程中及早发现问题，并且在成为主要问题之前更容易，更便宜地进行纠正。
尽管入门级工具确实允许快速设计和原型构建，但大多数设计人员仍依赖芯片供应商提供的参考设计。越来越多的设计师发现，他们不能依靠参考设计来使其产品在操作环境中工作，而他们需要针对现实世界的可靠性和可制造性进行设计。
每种新技术的实施都会引入多个快速上升的信号，并以越来越快的速度传播。这不允许奢侈地构建原型，测试，审查和修改每个构建的设计方法。
借助虚拟样机，设计人员可以减少PCB原型的数量，并提高设计效率。虚拟样机包括信号和电源完整性的仿真，可制造性设计，热分析和3-D干扰验证。
早期，PCB设计师和工程师的技能对于入门级工具来说是必不可少的，以便在设计过程中发现可能出现的问题。另一方面，高效，复杂的设计要求采用约束更严格的方法，并采用逐项构造方法。一旦工程师建立了规则，具有下游工具的设计人员将遵循它们，并使用各种设计规则检查（DRC）来验证其有效性。
现代PCB工具不仅可以简单地放置走线，还可以处理多种任务。从最初的概念到最终的装配文档，在项目的每个阶段都可以使用这些设计工具。在大多数这些设计工具中添加了3-D渲染引擎，并且在封装库中实现了3-D组件主体的完全集成，从而使这一切成为可能。
此功能使设计人员可以非常迅速地构思概念。他们可以使用虚拟原型以及供应商提供的3-D步骤模型来进行初步的PCB布局。这样就可以快速查看最终产品，例如I / O连接器的位置，而无需进行详细的电路板设计。
这种方法可以帮助设计人员在设计初期处理变更请求，因为可视化工具可以直观地了解设计过程，并且每个参与人员都对设计的发展方向有很好的了解，并且可以发现误解或概念上的错误。早期的。
虚拟样机还有一个额外的好处。工艺的每个步骤都可以确认产品的机械配合。而且，设计人员现在可以首先将工厂图纸放在一起，并获得任何拟议的设计，材料等的报价。他们可以将模拟的制造图纸传递给组装者以进行检查，以发现所有问题。这不仅节省了时间，而且节省了多个原型的不必要的开销。丝网印刷机，取放机和回流焊炉要求的凸耳，孔和其他修改形式不是原始电路设计的一部分，而是可制造性的一部分。审查初步晶圆厂图纸的组装商通常会根据他们在材料和其他方面的经验提出建议。
设计迭代的主要原因是供应链信息无法实时提供给设计人员。很多时候，设计师必须制造印刷电路板原型，而由于不可用或某个组件或某些组件而不得不更改其设计，必须用合适的替代品替换它们，现在需要更改PCB设计。与产品投入全面生产后所需的成本相比，在原型阶段必须更改设计的成本要低得多。因此，有必要从产品管理或采购团队实时了解供应链。
常规的PCB原型制作是一个减法过程。制造商以比需要的更多的材料开始，并去除了不必要的零件。但是，在添加过程中，制造商从薄的基板开始，然后用导电油墨添加所需的铜迹线。
尽管3D打印和增材制造仍处于起步阶段，但它是一种比传统的PCB制造减法方法（尤其是定制PCB原型）产生更少浪费的好方法。借助内部部署的增材制造机械，工程师可以对设计进行必要的更改，而不会在传统上浪费成本和时间。设计人员不必等待制片厂将订购的PCB原型寄回去，因为他可以在自己的桌面上创建原型。
设计人员可以从3D打印和2D打印过程中进行选择以进行增材制造。3-D打印可使用各种凝胶，油墨和基材逐层从头开始印刷PCB，并以纳米颗粒水平进行生产。这是一个非常新的过程，涉及材料复杂性和挤出要求。
二维喷墨式打印更容易与设计师生成的Gerber文件相匹配，以将设计传达给制造商。这些机器仅将导电迹线打印在平坦的水平基板上。这是印刷PCB原型以进行快速原型制作的理想选择。