smt加(jiā)工廠(chǎng)：PCB打樣設計(jì)怎麼(mó)樣(yàng)降低成本
PCB設(shè)計的(dí)一(yī)大(dà)趨勢(shì)是(shì)逐漸傾(qīng)向(xiàng)於開源(yuán)硬(yìng)件(jiàn)模式與(yǔ)控(kòng)製(zhì)係(xì)統，另一大(dà)趨(qū)勢是開發板的(dí)爆(bào)炸(zhà)性(xìng)增長(cháng)，PCB設計(jì)工(gōng)具正被(bèi)應(yīng)用於越來越多的開(kāi)發(fā)板設計(jì)當中。本(běn)文(wén)將向您(nín)講(jiǎng)述(shù)過去25年間業界(jiè)如(rú)何實現低成本PCB設(shè)計(jì)與(yǔ)布局(jú)。
隨著(zhuó)PCB設(shè)計(jì)越來越普遍地與既有開發板搭配使用，同時(shí)子板被用於(yú)驅(qū)動液(yè)壓(yā)裝(zhuāng)置與(yǔ)伺(sì)服電機或根據光綫，動作及聲音等執行(háng)任(rèn)務(wù)，PCB設計趨(qū)勢逐漸(jiàn)傾向於開源硬件模式與控製係統。
PCB設(shè)計(jì)的(dí)另(lìng)一大(dà)趨勢(shì)是(shì)開(kāi)發板(bǎn)的爆炸性增(zēng)長(cháng)。2013年10月，針(zhēn)對全(quán)球PCB設(shè)計(jì)師進行了(liǎo)一次調研，調研對象包括來(lái)自(zì)42個(gè)不同國家(jiā)的專業工(gōng)程師(shī)。
調(tiáo)研結果(guǒ)顯(xiǎn)示(shì)：近(jìn)2/3的(dí)受訪者(zhě)(64%)認為開(kāi)發板一(yī)定程度上降低了他們對(duì)定製PCB設(shè)計的需(xū)求。表麵看來(lái)，這(zhè)個結果威(wēi)脅到(dào)了PCB設計(jì)的發展，但真(zhēn)實的(dí)情況(kuàng)是，PCB設計工具正(zhèng)被應(yīng)用於越來(lái)越多的(dí)開(kāi)發(fā)板(bǎn)設(shè)計當中。
盡管如(rú)此，但(dàn)自(zì)其誕(dàn)生(shēng)以(yǐ)來(lái)，PCB設(shè)計(jì)並沒有(yǒu)發生根本性改變(biàn)。PCB設計(jì)領(lǐng)域的創新技術一直(zhí)集中於降低開發(fā)板(bǎn)成本(běn)並縮(suō)短(duǎn)開發(fā)時間，但PCB布局(jú)卻(què)始(shǐ)終基(jī)本上保持(chí)一(yī)致，不斷改(gǎi)變的隻(zhī)是(shì)使用的元器件及產品(pǐn)性(xìng)能(néng)-這(zhè)也是造成(chéng)大(dà)多數(shù)設計(jì)復雜(zá)度(dù)的(dí)根本(běn)原(yuán)因。
麵(miàn)對(duì)激(jī)烈的競爭(zhēng)環境，縮(suō)短產品設計(jì)周(zhōu)期(qī)對工程師及管(guǎn)理人(rén)員至(zhì)關重(zhòng)要。許多公(gōng)司最關心的一個(gè)問(wèn)題(tí)是：工(gōng)程師如何(hé)才(cái)能(néng)獲(huò)得(dé)可縮短(duǎn)產品上市時(shí)間並可(kě)降低設計(jì)成(chéng)本的開(kāi)發工(gōng)具，從(cóng)而(ér)應對越來(lái)越復(fù)雜的PCB設(shè)計。設(shè)計周期對(duì)產品(pǐn)投放市場的時(shí)間(jiān)具(jù)有(yǒu)極(jí)大(dà)的決定性(xìng)作(zuò)用，而(ér)其中的PCB布局往往用作彌(mí)補設計流程(chéng)初(chū)期(qī)的延(yán)期(qī)問題(tí)。此外(wài)，由於廠(chǎng)商(shāng)工(gōng)作地點及(jí)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)分布(bù)在全(quán)球各地，我們(mén)不(bù)難(nán)想(xiǎng)象(xiàng)要獲得最(zuì)好(hǎo)的開(kāi)發(fā)工具有(yǒu)多(duō)麼困(kùn)難，這就(jiù)使(shǐ)得(dé)多(duō)個(gè)設計(jì)團隊及產(chǎn)品(pǐn)上(shàng)市時(shí)間(jiān)受到(dào)挑(tiāo)戰。
為了應對這(zhè)些(xiē)挑戰(zhàn)，廠商急需可(kě)利(lì)用既(jì)有資源(yuán)的開發工(gōng)具，包括允(yǔn)許(xǔ)互操作(zuò)性的(dí)人(rén)工與(yǔ)計算機(jī)工具。這些(xiē)開(kāi)發工具簡單易用(yòng)，具備擴(kuò)展(zhǎn)性能(néng)，可將(jiāng)設計流(liú)程中(zhōng)其他(tā)耗時(shí)的設計階(jiē)段連接起來(lái)。工(gōng)程師經(jīng)常提到的PCB設(shè)計工具(jù)性能(néng)包(bāo)括(kuò)：
電子(zǐ)行業高端市(shì)場具備的一(yī)些(xiē)項(xiàng)目能夠(gòu)用(yòng)於分析(xī)設計師的實(shí)際設計(jì)，芯(xīn)片(piàn)如何(hé)進(jìn)行內(nèi)部工作以及芯(xīn)片如何應對(duì)其外(wài)設(shè)產品。對於工程(chéng)師(shī)來說(shuō)，問(wèn)題在(zài)於(yú)他(tā)們(mén)如(rú)何才能(néng)以最少的付出及最少(shǎo)的錯誤…而不靠一點(diǎn)運氣到達這(zhè)一步(bù)。
雖(suī)然市麵上有大量商用產品(pǐn)(大多數價格昂貴，非(fēi)常貴)，但(dàn)隻(zhī)有(yǒu)少(shǎo)數產品(pǐn)的(dí)價格還算可接受…它們不僅(jǐn)融合(hé)了強(qiáng)大功能並(bìng)且提(tí)供(gōng)非常(cháng)低的啟動許(xǔ)可(kě)成本。產品(pǐn)的易用性等特性變得越(yuè)來越(yuè)重要，可(kě)有效(xiào)地(dì)加速復雜設(shè)計同時(shí)降低設計初期的成(chéng)本(běn)。
調研(yán)還(huán)對(duì)工程(chéng)師(shī)在選擇PCB設計軟件時(shí)優先(xiān)考(kǎo)慮的(dí)因(yīn)素(sù)進(jìn)行(háng)了調(tiáo)查(chá)，例(lì)如價(jià)格，功能性，易用性(xìng)，服務支(zhī)持(chí)等。調研結(jié)果清(qīng)楚顯示，大(dà)多(duō)數設(shè)計(jì)工(gōng)程師(shī)在購(gòu)買設(shè)計工(gōng)具(jù)時更(gēng)為(wéi)看重(zhòng)功(gōng)能性(xìng)而非(fēi)價格(gé)，且(qiě)60%的(dí)調查對象認(rèn)為功(gōng)能性(xìng)是(shì)"極(jí)其(qí)重要(yào)的"一個因(yīn)素。一直為用戶提供(gōng)超強功能產品，但要滿(mǎn)足(zú)用(yòng)戶(hù)的(dí)需求(qiú)對於每一代軟件產品越來越(yuè)具有挑戰性(xìng)。工程(chéng)師需要的是一款既可優化設計時間(jiān)，同時可(kě)為他們創(chuàng)造(zào)更(gēng)多(duō)時間(jiān)以(yǐ)進行創(chuàng)新與檢(jiǎn)測(cè)的軟件(jiàn)產品(pǐn)。
EAGLE備(bèi)受全球工程(chéng)師喜愛，被(bèi)廣(guǎng)泛應用於從開源硬件(jiàn)到各(gè)種協作性(xìng)工程項目的開發(fā)，包括電(diàn)動(dòng)車(chē)，方程式(shì)賽車，超微型衛(wèi)星，商(shāng)業(yè)月(yuè)球(qiú)漫(màn)步(bù)等各類(lèi)項目(mù)。EAGLE的成(chéng)功秘訣(jué)在(zài)於其既適(shì)合(hé)初(chū)學者，同(tóng)時又可滿足高級用戶(hù)的(dí)需求(qiú)，可(kě)為他們提供多種選擇(zé)從(cóng)而有利於(yú)極(jí)大(dà)地縮(suō)短(duǎn)設(shè)計(jì)與(yǔ)檢測流(liú)程(chéng)時間(jiān)。
市麵上為(wéi)Linux，Mac及(jí)Windows係統提供(gōng)了大(dà)量(liáng)完(wán)全(quán)免費的開發工(gōng)具。在需要(yào)節(jié)約費(fèi)用的(dí)情況下(xià)，哪些產品特(tè)性(xìng)成(chéng)為工程(chéng)師采購開(kāi)發(fā)工具的(dí)依(yī)據(jù)?
支持(chí)功(gōng)能擴展(zhǎn)
確(què)切地(dì)說是通過用(yòng)戶(hù)語言(yán)程序(ULP)執行(háng)仿(fǎng)真(zhēn)，數據輸(shū)入與輸出以(yǐ)及(jí)自定義(yì)命令。EAGLE用戶一直努(nǔ)力實現(xiàn)突(tū)破性(xìng)創新並(bìng)通過使用數(shù)百種ULP協同提升軟(ruǎn)件(jiàn)的多功(gōng)能性，例(lì)如：新(xīn)近推出的(dí)EagleUp3D設(shè)計轉換器使(shǐ)工程(chéng)師(shī)能夠將2D布局(jú)圖從(cóng)EAGLE一(yī)鍵(jiàn)導(dǎo)出並(bìng)導(dǎo)入(rù)GoogleSketchUp，從而創建(jiàn)精(jīng)確的3D原型模擬圖。這使用(yòng)戶能夠將多個電路板整(zhěng)合到同一個模型當(dāng)中(zhōng)，使他們能夠(gòu)檢(jiǎn)測未對準(zhǔn)的連接器及(jí)高尺(chǐ)寸元器件之(zhī)間的"碰(pèng)撞"，同(tóng)時使(shǐ)他們(mén)還能(néng)夠測定設備(bèi)周邊(biān)的氣(qì)流以(yǐ)及測試與安裝點(diǎn)的可(kě)用性。這(zhè)些在進(jìn)行設(shè)計分享與(yǔ)開(kāi)發，以及重新(xīn)評估(gū)係(xì)統級(jí)問(wèn)題時特(tè)別(bié)有用。EAGLE還可能實現其(qí)它製造(zào)商機械格式數據(jù)的導入(rù)，並提供所(suǒ)有源代碼。ULP結構(gòu)使用(yòng)戶(hù)能夠在現(xiàn)有設計基礎上進(jìn)一步(bù)構建出(chū)滿足特定設計(jì)需求的定(dìng)製(zhì)化(huà)設計(jì)。
加(jiā)快(kuài)設(shè)計周(zhōu)期
工(gōng)程師通常都(dū)是在電路(lù)板(bǎn)上放置元(yuán)器(qì)件，隨後載(zǎi)入原(yuán)理圖並放置(zhì)到PCB上模擬其(qí)行為。CadSoftEAGLE6.4版本(běn)最(zuì)近(jìn)采(cǎi)取(qǔ)的(dí)一係列(liè)功能(néng)改進使得(dé)工程師可(kě)以方(fāng)便使用淩力(lì)爾特的高性能SPICE仿真器-LT-Spice，原理(lǐ)圖(tú)輸(shū)入工具及(jí)波形(xíng)顯示器。用戶現在可(kě)以對既有的EAGLE原(yuán)理圖進行(háng)仿(fǎng)真，並從EAGLE開始(shǐ)進行(háng)自動轉換。
獲(huò)取快速報價(jià)或更(gēng)平滑的(dí)設計(jì)鏈
雖然(rán)工程師製定了(liǎo)符(fú)合項目(mù)預(yù)算(suàn)及時(shí)間表(biǎo)的物料成(chéng)本(běn)(BOM)，並準(zhǔn)備好(hǎo)開始製(zhì)作(zuò)PCB，但(dàn)他們(mén)往(wǎng)往需要先將物(wù)料成本發送出(chū)去並等待決策(cè)。因此工(gōng)程(chéng)師(shī)急(jí)需從(cóng)可(kě)靠的高品(pǐn)質(zhì)服務(wù)合(hé)作夥(huǒ)伴那裏獲(huò)得(dé)一款特(tè)色(sè)工具(jù)，以(yǐ)便快(kuài)速獲(huò)取小批量PCB製(zhì)作的報價並獲得快速原型(xíng)設(shè)計服務。
大型(xíng)元件(jiàn)庫
這(zhè)一點對於(yú)生產(chǎn)率(shuài)至(zhì)關(guān)重(zhòng)要，因為用(yòng)戶(hù)不可能(néng)為計(jì)劃添(tiān)加到(dào)電路中的每一個(gè)元(yuán)件(jiàn)"設(shè)計定製(zhì)組件(jiàn)"。EAGLE本(běn)身(shēn)就創建(jiàn)了種類繁多的元(yuán)件(jiàn)庫，用(yòng)戶(hù)還可(kě)以通過e絡盟(méng)社區獲取廠商直(zhí)接提(tí)供(gōng)或用戶分(fēn)享的元(yuán)件(jiàn)庫。由於(yú)從頭(tóu)為每個(gè)部件創建一(yī)個小量的(dí)定(dìng)製數(shù)據(jù)庫需要(yào)花費20分鐘，因此(cǐ)若元件(jiàn)庫(kù)能夠為(wéi)工(gōng)程師提供給一個可(kě)信(xìn)賴，經(jīng)由活(huó)躍社(shè)區(qū)成(chéng)員(yuán)檢驗的(dí)豐富(fù)信息資(zī)源中心，那麼(mó)將(jiāng)為(wéi)工程(chéng)師的設計提(tí)供極大(dà)的幫助。
為(wéi)了一(yī)進(jìn)步簡化並加快設(shè)計流程(chéng)，電子設(shè)計工(gōng)程師還(huán)可(kě)使(shǐ)用DesignLink這個(gè)特色(sè)工具指(zhǐ)定其所(suǒ)需(xū)組件，通過設定(dìng)參數(shù)可(kě)以快速地從e絡盟的(dí)在綫產(chǎn)品數(shù)據庫中(zhōng)搜索到(dào)合適(shì)的(dí)元(yuán)器(qì)件。此(cǐ)外，工(gōng)程(chéng)師(shī)還(huán)可獲(huò)取大(dà)量有關(guān)元器件(jiàn)產(chǎn)品(pǐn)的(dí)技術信息，包括技(jì)術手(shǒu)冊，特定應(yīng)用(yòng)解決(jué)方案指(zhǐ)南的鏈(liàn)接，定價(jià)及上(shàng)市時間等(děng)，均可在(zài)EAGLE設(shè)計環境中獲(huò)取而無(wú)需在多個(gè)網(wǎng)頁中跳(tiào)轉。
總之，隨著電子設(shè)計趨(qū)勢(shì)的持續發(fā)展，產品的功能性(xìng)，可(kě)用(yòng)性及價格等核心(xīn)要(yào)素依舊(jiù)是工(gōng)程(chéng)師(shī)最為(wéi)看(kàn)重(zhòng)的因(yīn)素(sù)。