剖析一個失誤PCB設計 可汲取哪些設計經驗？

一個PCB設計錯誤案例分析

　　已經是深夜時分了，我剛剛得到為一位客戶組裝的電路板。在我要給器件編程時，我被一條警告驚呆了。警告表明電路板中有大電流存在，很可能哪里短路了。我的第一個想法是可能因為我使用了0.5mm間距的表貼芯片和0402封裝的無源器件。因此我決定先查看和重新修整每個焊點來確保沒有搭錫存在。然而在做完這件事并再一次嘗試編程器件時我還是得到相同的警告。這時我意識到我要熬夜了。

　　我想要修復我認為的焊接問題的第一步努力以失敗告終。看來就是“校準過的眼睛”也派不上用場了。我只得用萬用表來測量，最終我發現某個網絡確實發生了短路。在經過一個小時的試驗和重新焊接元件后，我還是一點進展都沒有。至此我決定從電路板上逐個拿走元件，看看是否能找到問題。讓我驚訝的是，到最后短路還是存在。“啊哈，”我終于想明白，肯定是電路板制造商做錯了板子。

　　三塊板子中有兩塊有問題。最上面的板子是第一個麻煩制造者。

　　接著我繼續測試同一批次中的其它一些電路板，最后發現15塊板子中有3塊存在走線短路現象。設計時已經采用了廠家“允許的值”(或者是我這樣認為)，因此我像任何其他人會做的那樣給他們發了一封質問電子郵件。為了做這些板子，我是仔細調查過OSHPark公司的。他們能夠生產出優秀的電路板，并且非常樂意幫你制造很小批量的原型電路板。

　　質問電路板制造商 原因查明

　　我最初跟OSHPark聯系時沒有橫加指責，但在字里行間能看來出，我認為問題出在他們的工藝上，因為他們沒有生產出與承諾一致的高質量產品來。Dan Sheadel很快給了我回復，并指出我的電路板中有一塊區域存在低于允許極限的間隙問題。

　　這時我的疑惑來了。我已經將設計規則檢查器設置為OSHPark公司允許的值，而且我肯定執行了設計規則檢查才去生成制造所需的Gerber文件。我怎么會犯這種錯誤呢?我甚至重新檢查了一遍設計。我先是檢查了允許的值，然后檢查是否存在任何錯誤。我甚至截取了屏幕快照回復給Dan，說明所有方面我都檢查過了。

　　我在發出電子郵件后查看屏幕快照時找到了問題所在。檢查覆銅四周間隙的設置選項被關掉了。我不能100%保證我沒有關掉過這個選項，但我能99.9%確保我沒有關掉過。不管這是不是默認設置，肯定是它導致我設計出不符合制造工藝要求的電路板，并最終讓我花了很多時間去調試問題

　　一定要仔細檢查默認情況下沒有勾選的所有選項!

　　總結這次PCB設計“烏龍”

　　可以這么說，我從這次教訓中學到了許多重要的事情。

　　首先，幫您生產部品的人也是您的小組成員。他們對細節和服務的關注在后面的查錯排錯過程中非常重要。在本文這個案例中，OSHPark在我發出第一封問詢郵件后的12小時內就查出了問題。

　　其次，理解您的計算機輔助工程(CAE)工具也很重要。我認為CAE工具供應商確實不僅有責任提供優秀的軟件，而且要盡可能直觀。由于許多CAE供應商不會花很多的精力去改善用戶交互體驗，因此責任就落到用戶頭上，需要用戶盡可能深入地理解他們的工具。

　　希望您能從我的錯誤中吸取教訓，在執行最終的設計規則檢查之前要檢查所有的設置。我知道我從這次經驗中學到了許多。您自己遇到過類似的事情嗎?