PCB设计成本控制 新手必看:一板过真省钱

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体验Altium Designer 23.5版本,遇见过板厂加急费用、拼版产生浪费、过孔打坏需重新制作等情况。

第一步:优化叠层结构减少层数

直接点开层叠管理器,将预设的4层板架构转变为2层板。操作指引如下,先Design,再Layer Stack Manager,之后右键点击删除内电层,仅留存Top Layer还有Bottom Layer。关键参数方面,信号层间距设定为0.2mm,如此一来阻抗控制能够达到标准,且无需额外再增添一层地平面。

【新手避坑】常见错误提示:当把内电层删除之后,部分高速信号线会显示“No Reference Plane”。关键原因在于:底层没有进行铺铜操作。能快速处理的办法是:在Bottom Layer绘制出一个完整的铜区域,借助Place → Polygon Pour,将网络选定为GND,使其覆盖住整个板子。

第二步:统一封装库减少物料成本

开启PCB库编辑器,将全部电阻电容封装统一成0402或者0603。操作路径是: Tools → Footprint Manager,对同值不同封装的元件进行批量替换。就像10k电阻,先前存在0603和0805这两种,统统改成0603。设定固定参数值:把焊盘长度设为1.0mm,宽度设为0.5mm,确保手工焊以及回流焊都能够使用。

常见报错是,替换封装后, DRC报“Component Clearance Violation”,【新手避坑】,核心原因在于,新封装焊盘比老封装大,且间距不够,快速解决办法为,在Design Rules当中把“Component Clearance”从0.2mm改到0.3mm,而后重新运行DRC。

第三步:拼版设计提升板材利用率

在PCB文件里,将板框进行复制并使其并排排列,其操作路径是在对应层面下选中板框的边线即Keep-Out Layer,接着按下Ctrl+C进行复制,随后粘贴至旁边位置,同时把间距设定于2mm值上。有一种获推荐的方案为一行摆放2片,总共是4片,从而形成2×2阵列的布局样式。如此这种一张较大的板材能够产出6个板子,进而使单个板子所对应的成本直接下降30%。

【新手避坑】平常会有的报错情况:在拼完版之后, V – cut的槽,出情况把元件给压住了。其最为关键的原因是:元件距离板的边缘位置太靠近了。能够很快解决的办法如下:先去运行Tools → Component Placement,接着将所有的元件,自动推到板的内部区域,然后设置净空区域的时候,距离要保证不少于3mm后才行。

关键参数推荐:过孔尺寸选0.3mm/0.6mm

过孔内径为0.3mm、外径为0.6mm是成本最低的方案,其理由在于, 0.3mm内径是常规钻头的最小尺寸,板厂不会额外收取费用,0.6mm外径能够确保焊环强度,降低断裂的风险。要是选择0.2mm/0.4mm,板厂会加收30%的微小孔费。

两种实操方案对比:普通FR4 vs 高TG板材

方案一为普通FR4(TG130),其单平米成本约80元,适用于消费电子、IoT设备。方案二是高TG板(TG170),每平米成本约150元,适合电源、车载等高温环境。取舍逻辑如下:要是你的产品工作温度不超过85℃,那么使用普通FR4便足够;如果超过85℃,则必须采用高TG,不然板子将会变形短路。

高频报错解决:钻孔文件缺失导致板厂退单

全程完整的报错内容为: “Drill file missing or format error”。那一步到位的解决流程是:先打开 File,再选择 Fabrication Outputs,而后点击 NC Drill Files,格式要选 Excellon 2.4,单位需选 Inches。还要再点击 Generate,生成之后得检查文件夹里是不是有 “ . DRR” 和 “ . TXT” 文件。且最后要压缩文件夹,重命名的时候得去掉中文和空格。一旦出现再报错的情况,在Preferences这个选项里,朝着PCB Editor这个条目迈进,下面进入General这个细分领域,专门寻找“Suppress Leading/Trailing Zeros”这一内容,将其勾选上。

此方法对超高速信号板(>1GHz)并不适用,原因是2层板阻抗控制精度不足。可供替代的方案是,采用4层板,不过仅增添一层地平面,另一层用于走电源,如此一来层数虽多了一层,然而成本仅增加15%。

常见问题(FAQ)

把4层板改成2层板时,信号层间距设为多少比较合适?
把信号层间距设为0.2mm,这样阻抗控制能达到标准,也不需要额外再加一层地平面,同时只保留顶层和底层。
删掉内电层后高速信号线提示没有参考平面怎么办?
原因是底层没有铺铜。在底层绘制一个覆盖整板的完整铜区域,用多边形铺铜并把网络选为GND即可。
板厂反馈钻孔文件缺失导致退单,该怎么导出?
在文件菜单下打开制造输出,点选钻孔文件,格式选Excellon 2.4、单位选Inches,生成后确认文件夹里有.DRR和.TXT文件,再压缩并把文件名里的中文和空格去掉。
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