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熬夜研究一个PCB设计错误的案例

已经是深夜时分了,我刚刚得到为一位客户组装的电路板。在我要给器件编程时,我被一条警告惊呆了。警告表明电路板中有大电流存在,很可能哪里短路了。我的第一个想法是可能因为我使用了0.5mm间距的表贴芯片和0402封装的无源器件。因此我决定先查看和重新修整每个焊点来确保没有搭锡存在。然而在做完这件事并再一次尝试编程器件时我还是得到相同的警告。这时我意识到我要熬夜了。

我想要修复我认为的焊接问题的第一步努力以失败告终。看来就是“校准过的眼睛”也派不上用场了。我只得用万用表来测量,最终我发现某个网络确实发生了短路。在经过一个小时的试验和重新焊接元件后,我还是一点进展都没有。至此我决定从电路板上逐个拿走元件,看看是否能找到问题。让我惊讶的是,到最后短路还是存在。“啊哈,”我终于想明白,肯定是电路板制造商做错了板子。

三块板子中有两块有问题。最上面的板子是第一个麻烦制造者。

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接着我继续测试同一批次中的其它一些电路板,最后发现15块板子中有3块存在走线短路现象。设计时已经采用了厂家“允许的值”(或者是我这样认为),因此我像任何其他人会做的那样给他们发了一封质问电子邮件。为了做这些板子,我是仔细调查过OSHPark公司的。他们能够生产出优秀的电路板,并且非常乐意帮你制造很小批量的原型电路板。

我最初跟OSHPark联系时没有横加指责,但在字里行间能看来出,我认为问题出在他们的工艺上,因为他们没有生产出与承诺一致的高质量产品来。Dan Sheadel很快给了我回复,并指出我的电路板中有一块区域存在低于允许极限的间隙问题。

这时我的疑惑来了。我已经将设计规则检查器设置为OSHPark公司允许的值,而且我肯定执行了设计规则检查才去生成制造所需的Gerber文件。我怎么会犯这种错误呢?我甚至重新检查了一遍设计。我先是检查了允许的值,然后检查是否存在任何错误。我甚至截取了屏幕快照回复给Dan,说明所有方面我都检查过了。

我在发出电子邮件后查看屏幕快照时找到了问题所在。检查覆铜四周间隙的设置选项被关掉了。我不能100%保证我没有关掉过这个选项,但我能99.9%确保我没有关掉过。不管这是不是默认设置,肯定是它导致我设计出不符合制造工艺要求的电路板,并最终让我花了很多时间去调试问题。

熬夜研究一个PCB设计错误的案例1

一定要仔细检查默认情况下没有勾选的所有选项!

可以这么说,我从这次教训中学到了许多重要的事情。

首先,帮您生产部品的人也是您的小组成员。他们对细节和服务的关注在后面的查错排错过程中非常重要。在本文这个案例中,OSHPark在我发出第一封问询邮件后的12小时内就查出了问题。

其次,理解您的计算机辅助工程(CAE)工具也很重要。我认为CAE工具供应商确实不仅有责任提供优秀的软件,而且要尽可能直观。由于许多CAE供应商不会花很多的精力去改善用户交互体验,因此责任就落到用户头上,需要用户尽可能深入地理解他们的工具。

希望您能从我的错误中吸取教训,在执行最终的设计规则检查之前要检查所有的设置。我知道我从这次经验中学到了许多。您自己遇到过类似的事情吗?

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责任编辑:穆磊