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，你什么都沒有。

來自一個(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的董事會(huì)。使用原型板的設(shè)計(jì)可以通過您在當(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)歷的專門回流焊接過程中將其固定。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。太小的通孔可能無法接收正確數(shù)量的鍍銅來傳導(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?？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問題。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)品可供銷售之前開始進(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）過于靈活，無法在硬件級(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)過渡到產(chǎn)品時(shí)仍然支持該項(xiàng)目。問問自己或他人如何提供幫助。這個(gè)過程的每個(gè)階段都會(huì)有問題。也許制造電路板的公司沒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法將R1，R3和D2焊接到焊盤上。不可預(yù)見的情況很難避免，但適當(dāng)?shù)谋O(jiān)督可以緩解這一過程。

使用萬用表進(jìn)行測(cè)試有助于未來的問題。

請(qǐng)務(wù)必定期驗(yàn)證您的測(cè)試;來自人類的簡(jiǎn)單檢查可以有很長(zhǎng)的路要走。使用萬用表雇用一個(gè)人來檢查電路中兩點(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)或者可能沒有能力發(fā)現(xiàn)或解決這些問題，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。