【干貨指南】如何提升PCB外形設(shè)計(jì)效率？我總結(jié)了9個(gè)要點(diǎn)

由于社會(huì)化分工的發(fā)展，pcb設(shè)計(jì)和加工由不同的角色負(fù)責(zé)。電子工程師負(fù)責(zé)畫板，制造商負(fù)責(zé)加工制造。
這樣，雖然提升了效率，但是也潛藏著隱患。由于電子工程師不了解生產(chǎn)制造，所以可能出現(xiàn)“設(shè)計(jì)一時(shí)爽，制造火葬場(chǎng)”。
相信許多人在設(shè)計(jì)PCB時(shí)都有過(guò)以下疑問：

設(shè)計(jì)外形時(shí)要考慮哪些因素？

設(shè)計(jì)一些超薄產(chǎn)品時(shí)，有哪些事項(xiàng)要注意？

外形內(nèi)槽能加工出直角么？

......

姿態(tài)萬(wàn)千的PCB模樣你以為PCB全是矩形，但是實(shí)際上，PCB的形狀五花八門。
有這樣

還有這樣

以及這樣的

甚至這樣的

何為外形層？在PCB設(shè)計(jì)時(shí)，外形設(shè)計(jì)和拼板布局是非常重要的部分。其中，與PCB外形切割緊密相關(guān)的是外形層。
在不同的PCB設(shè)計(jì)軟件中，它的名稱也不同，有叫板框?qū)拥模˙oard Outline Layer），有叫機(jī)械層（Mechanical Layer）的，還有叫外形輪廓層（Outline Layer）的。我們統(tǒng)稱為外形層。
Keepout和機(jī)械層分不清？做外形設(shè)計(jì)時(shí)，工程師只有向制造商提供唯一正確的外形層，才能實(shí)現(xiàn)想要的效果。
目前，許多電子工程師使用的PCB設(shè)計(jì)軟件，其中，有些軟件的外形層設(shè)計(jì)，Keepout層和機(jī)械層不分，特別令人頭疼。
因?yàn)樵O(shè)計(jì)層次表達(dá)不清楚，從而導(dǎo)致PCB外形加工出錯(cuò)的現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。
并且，在外形層的開孔位置放置兩個(gè)大小不同的同心圓，從而導(dǎo)致PCB制造商無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別所需的開孔大小。
外形尺寸設(shè)計(jì)要點(diǎn)在外形尺寸方面，需多加留意，具體包括單片或拼板出貨時(shí)的外形長(zhǎng)寬參數(shù)。
不管電子工程師設(shè)計(jì)出什么樣的PCB，都要給PCB制造商加工生產(chǎn)。所以設(shè)計(jì)時(shí)要考慮PCB的可制造性。
如果太大，那么無(wú)法加工；如果太小，可能也沒法加工。
以嘉立創(chuàng)為例，F(xiàn)R-4加工的最大尺寸為670x600mm，高頻板為590x438mm，鋁基板為602x506mm，銅基板為480x286mm（以上板厚均大于等于0.8mm）。如果是雙面板，極限加工尺寸為1020x600mm。而最小尺寸常規(guī)為3x3mm（適合大于等于0.6mm的板厚）。

除了最大和最小外形尺寸，最小板邊懸空外形尺寸也應(yīng)注意。為了確保PCB制造和使用的可靠性，懸空外形的尺寸不宜過(guò)小。
一般而言，懸空外形的長(zhǎng)寬尺寸應(yīng)滿足：寬≥2mm，長(zhǎng)≤10mm，避免在加工和使用過(guò)程中出現(xiàn)基材崩裂風(fēng)險(xiǎn)，如下圖：

圖源：嘉立創(chuàng)題庫(kù)
此外，當(dāng)PCB出貨外形尺寸的長(zhǎng)和寬小于等于30mm時(shí)，這會(huì)影響鑼板和表面處理工序的品質(zhì)和效率。
因此，針對(duì)小尺寸PCB，建議采用拼板出貨。
在嘉立創(chuàng)PCB下單系統(tǒng)中，客戶可以選擇自己設(shè)計(jì)拼板后下單，或者選擇由嘉立創(chuàng)提供拼板服務(wù)。
此外，如果你是打多層板，尤其是高多層板，可以免費(fèi)使用盤中孔工藝，不僅省空間，而且省成本。并且，交期還快，加急48小時(shí)（6層板，常規(guī)工藝）。
PCB外形設(shè)計(jì)要點(diǎn)總結(jié)下，掌握以下要點(diǎn)，助你規(guī)避外形層設(shè)計(jì)的那些坑。

外形尺寸方面，要考慮最小間距、最小線寬、最小孔徑和正負(fù)公差等因素，以及板子的維修性和測(cè)試性。同時(shí)，外形尺寸的長(zhǎng)寬比不能太大，不然回流焊或波峰焊時(shí)，板子容易變形。如果尺寸過(guò)大，要提前與制造商溝通，確認(rèn)厚度和硬度是否足夠，以及貼片機(jī)是否支持；如果PCB尺寸過(guò)小，需要注意拼板問題，避免材料浪費(fèi)。

設(shè)計(jì)拼板尺寸時(shí)，要考慮板材的利用率。并且，異形結(jié)構(gòu)一般要加工藝邊，添加工藝邊有利于PCBA的貼裝和分板。

針對(duì)矩形的拼版連接，可采用V-cut。其他無(wú)法使用V-cut連接的形狀，可以采用郵票孔連接拼版。

針對(duì)一些超薄產(chǎn)品，要管控板子的厚度和公差。

板子的平整度也很關(guān)鍵。某些電子元件，如光學(xué)元件和磁場(chǎng)元件，工作時(shí)，斜角位置的偏差如果達(dá)到幾十微米，可能導(dǎo)致參數(shù)出現(xiàn)巨大誤差。

在設(shè)計(jì)外形時(shí)，注意少一些彎折，少一些拐角，否則pcb容易彎曲，造成剛性不足，芯片焊點(diǎn)開裂。

注意接插件的布局，確保焊接和插拔的方便性，預(yù)留足夠的空間。

尺寸設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮安裝和散熱的便利性

注意尺寸單位的選擇，確認(rèn)是使用公制（毫米）還是英制（英寸）。

[/ol]總之，前期要多加考慮，否則電腦上畫板很完美，投產(chǎn)時(shí)，不滿足現(xiàn)實(shí)條件，不方便生產(chǎn)，甚至無(wú)法生產(chǎn)。
袁隆平院士曾說(shuō)過(guò)：“電腦上是種不出水稻的，要多下田干活�！�
同理，電子工程師也要多了解pcb生產(chǎn)，主動(dòng)與制造商溝通，向他們學(xué)習(xí)實(shí)踐生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。
如何提升自己對(duì)生產(chǎn)的了解，那肯定是多嘗試、多創(chuàng)造。
這不，老wu聽說(shuō)嘉立創(chuàng)發(fā)起了一個(gè)叫“幕后硬漢”的視頻征集活動(dòng)，正火熱進(jìn)行中。從硬核科普、拆解評(píng)測(cè)到極客DIY，只要有想法，就會(huì)有收獲【參與活動(dòng)，瓜分10萬(wàn)+大獎(jiǎng)】。
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