PCB原型設計及其在設計中的重要性

2022-06-07

PCB原型設計及其在設計中的重要性

為了在電子和硬件領域取得成功，公司及其工程師必須以新鮮、令人興奮的產品滿足消費者或企業的需求。工程專業知識和戰略時機也是非常重要的因素。這個過程有很多事情要做，其中一個關鍵要素是能夠為開發中的產品組裝高質量的原型，并在快速周轉時間內完成。

在電子領域，關鍵是制定功能最佳的電路板產品，這是大多數電子設備的組成部分。未能開發出優質產品既浪費時間又浪費投資，更嚴重的是，可能會損害消費者對產品類型或與之相關的特定品牌的信任和依賴能力。因此，電子制造商應始終將功能性印刷電路板 (PCB)原型作為開發過程的重要組成部分。

由于PCB原型設計是為了最大限度地提高最終將進入長期生產的產品的質量和功效，因此必須最大限度地利用它。雖然PCB原型在生產過程中的作用不可低估，但有很多需要考慮的地方。

為什么PCB原型設計至關重要

沒有人的想法，無論多么革命性或擾亂市場，都是絕對可靠的。那些從事硬件和軟件開發的人都非常清楚“設計、構建、測試”的口號。在生產過程的每個階段，都進行了嚴格的測試，以確保滿足所有設計和功能要求，并使產品發揮最大性能。PCB原型是一種測試試運行。在每個生產階段進行測試有助于制定這樣的原型，最終將導致更強大、無錯誤的設計。

如果設計過程中的任何錯誤沒有得到解決，最終都會對最終產品造成損害。PCB原型設計有助于在流程的早期發現問題，避免以后進行復雜且成本高昂的重新設計。任何需要在早期階段采取糾正措施的方面都是相同的元素，不會阻礙以后的生產，尤其是當產品已經開始大規模生產時。

不同類型的PCB原型

流程的不同部分以及不同的設計規范需要不同的PCB原型。甚至該過程的各個階段都需要不同的原型設計類型。一些例子包括：

視覺建模：這是PCB設計的基本藍圖或架構，用于說明電路板的形狀和結構。在這一點上，沒有任何物理表現出來，所以這是對一個想法而不是功能的測試。

概念驗證：每個PCB設計都希望實現至少一個主要功能或目標。概念驗證原型著重于最終產品將提供給任何需要它的人的解決方案的意圖。換句話說，它是對解決產品旨在解決的問題的可行性的測試。這些PCB板不包含產品的所有最終功能，它們只是證明它們將解決其設計要解決的問題。

工作原型：工作原型是一個功能齊全、包羅萬象的電路板，旨在反映產品的所有特性。這是在發現設計缺陷和識別問題方面的下一條評估路線。工作原型很少與最終產品相似，因為它會突出許多需要解決的問題。

功能原型：此PCB原型旨在說明產品最終設計的外觀和功能。這必須是最終產品在量產線之前最全面、最準確的表示。

設計師從PCB原型設計中得到什么

對設計的每一次新添加或更改都可能產生意想不到的效果。當這些影響不具有積極性質時，這一點尤其重要。因此，設計人員需要對每次更改的原型進行評估和測試，以確保最高質量。雖然最初的想法似乎是為產品設計的每一次更改起草一個PCB原型似乎過于昂貴且成本高昂，但重要的是要考慮這種想法的另一面。

原型對于設計過程至關重要，因為它們允許設計人員在產品開發生命周期的各個階段對其進行測試，并在開始全面生產運行之前進行必要的更改和改進。這樣做提供了多個關鍵優勢。

更短的開發時間：人們可能會質疑PCB原型設計（涉及每一步的額外測試）如何縮短流程。但是，這里有一些重要的注意事項需要牢記。

通過制作當代原型，設計師可以向客戶說明設計。通過視覺輔助，作為說明，解釋可以是演示，而不是通常難以理解的理論思想，從而減少混淆、問題和重新設計的請求。

通過擁有最新的PCB原型，可以消除測試過程中的猜測，使設計人員能夠更輕松、更準確地識別當前設計的問題。

如果放棄PCB原型制作，而電路板正準備進行大規模生產，如果出現問題，整個過程可能會被洗掉。在生產過程本身花費了大量時間和金錢之后，將需要重新設計。

在過程中而不是在最后解決問題：通過擁有PCB原型，可以在開發過程中解決電路板的問題，并在此過程中消除它們，從而產生最佳效率的最終產品。

效率低下和缺陷減少：設計師對他或她的項目投入很大，所以有些錯誤很難客觀地看到。通過測試PCB原型，第三方人員可以發現設計人員可能遺漏或忽略考慮的那些區域。

單個組件測試：原型允許電路板上的單個組件單獨進行測試。這使得更集中的測試方法能夠發現產品特定部件的潛在問題。

高效的結果：如果原型經受嚴格的測試，當設計到達最終產品時，絕大多數故障和問題可能已經解決，留下更優化的設計。

成本效益：看起來為原型開發付出代價是昂貴的，但實際上，不得不報廢大量表現出來的產品，或者更糟的是，意識到一些可能在PCB測試中發現的重大故障，并通過最終設計和需要從一開始就更新流程，成本和浪費要高得多。對于原型，所涉及的費用可以作為一種優化預算，以放棄更糟糕的成本。

確定優質的快速PCB原型設計供應商

構建電路板是非常標準的做法，但每個產品的原型設計都需要一定程度的專業化。在某些情況下，生產供應商會提供這樣的解決方案。但與其他任何事情一樣，并非所有人都是平等的。在尋找供應商作為原型合作伙伴時，需要考慮以下幾個關鍵特征：

在職工程師：不可避免地，供應商會遇到一個或多個組件的某種類型的電氣或機械問題。優質供應商將有隨時待命的工程人員，以迅速解決任何與組件相關的問題。

質量聲譽：非原型供應商不是理想的選擇，因為它們在很大程度上浪費了預算資金。在不提供原型的情況下制造產品會導致更多錯誤通過影響最終設計以及您的品牌聲譽。

過渡到生產能力：由于快速原型制作的目的是構建一個為大規模生產做好準備和優化的電路板，因此通過原型制作準備好產品的供應商應該具備將其投入全面生產的能力。這不僅包括此類行動的基礎設施，還包括避免長期生產阻礙組件生命周期的問題，這些問題可能會減慢或停止有效生產。