PCB设计成本控制 新手必看：一板过真省钱

亲身体验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状况, 而新手只要依照步骤依次操作, 便能够轻易躲开这类常常出现的问题。

1 第一步：优化叠层结构减少层数

径直点开层叠管理器, 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。

【新手需防】常见错误提示: 当把内电层予以删除之后, 部分高速信号线会显示“No Reference Plane”。关键缘由在于: 底层没有进行铺铜操作。能快速处理的办法是: 于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。

2 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”, 新手需避坑, 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。

3 第三步：拼版设计提升板材利用率

于PCB文件里, 将板框进行复制并使其并排排列, 其操作路径乃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。如此这般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%。

【新手需防入坑】平常会有的报错情况: 在拼完版之后, V – cut的槽, 出状况把元件给压住了。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: 首先去运行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。

4 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内径乃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。

5 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；倘若超过85℃, 则必须采用高TG, 不然板子将会变形短路。

6 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”。那一站式的解决流程是: 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。一旦出现再次报错的情况, 于Preferences这个选项之中, 朝着PCB Editor这个条目迈进, 接下来进入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, 缘由是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%。