设计评审清单
设计评审把检查项分成自动可查、需人审、需工厂审,每项都有入口
设计评审把经验变成可重复的检查,让开模之前的每一项都有规则、人或工厂查过。能写成规则的交给设计软件自动查,写不成规则的分给需要判断的人和需要看产线能力的工厂。自动检查通过,不保证板厂接受;工厂的能力表拿不到时,没有可写的规则,只能全部走人审。
DFM 是可制造性设计,检查工厂能否稳定做出这份设计。DFA 是可装配性设计,检查零件能否顺利装到一起。评审排在开模之前。自动可查与需人审的项在评审通过这个出口查完,需工厂审的项在开模前工厂确认这个出口由工厂确认,见硬件设计概览。
自动检查的限度
DRC(设计规则检查)只检查 KiCad 内部格式的板文件,板厂检查的是交给它的制造文件。NextPCB 的文章讲到,导出时板边层被误画到铜层,板厂报了板边间距错误(NextPCB)。板厂规则文件导入设计软件之后,数值能否直接用,也要抽查。KiCad 论坛上有用户讲到,导入他人分享的规则后,大部分数值是 0,导入板厂能力规则后又出现元件不符合的报错(KiCad 论坛)。这是个别用户的报告,说明导入后需要核对,不说明所有导入都有此问题。
所以自动检查只担保一件事:设计文件里没有违反已写下的规则。工厂能不能做出来,仍要工厂看过导出的制造文件。
自动检查的命令行入口
若设计用 KiCad,命令行有现成入口。kicad-cli pcb drc 做板图的规则检查,kicad-cli sch erc 做原理图的电气规则检查,两者都可以输出 JSON 报告,加 --exit-code-violations 后,有违规项时退出码为 5(KiCad 9 命令行文档)。退出码非零就能让流水线中止,把「评审前先过规则检查」变成不可跳过的一步。
KiCad 允许用自定义规则语言写规则,复杂条件可以只套在某类网络上(KiCad 9 PCB 编辑器手册)。规则的数值取自工厂能力表。这里不写通用数值,因为线宽、拔模等数值随板厂和模具厂而变。
其他设计软件有各自的规则设置,选定后核对。
检查项分栏
每个检查项归到一栏,各栏共用一张记录表。
自动可查
| 类 | 检查项 | 查什么 |
|---|---|---|
| PCB 与电气 | 线宽线距 | 不低于板厂能力表 |
| PCB 与电气 | 孔径与环宽 | 钻孔直径与孔周铜环宽度不低于能力表 |
| PCB 与电气 | 设计规则检查与电气规则检查 | 所有违规项已解决或写明原因 |
| PCB 与电气 | 板边、丝印与封装间距 | 不低于规则文件里的下限 |
| 外观与结构 | 干涉检查 | 主板、电池、线缆与紧固件在三维模型里无干涉,由 CAD 软件的干涉功能查 |
| 可制造与装配 | 文件一致 | 三维结构文件、制板文件、坐标文件和 BOM 属同一设计版本 |
文件一致一项能否自动化,取决于各文件的版本号写在哪里。能写进文件名或元数据的,可以用脚本比对。
需人审
| 类 | 检查项 | 查什么 |
|---|---|---|
| 外观与结构 | 壁厚 | 整件均匀,交接处平缓过渡;不均匀处易出现翘曲与缩痕 |
| 外观与结构 | 拔模、倒扣、加强筋与圆角 | 壁面沿开模方向带斜度;阻碍开模的凹陷能去则去;筋同样带拔模 |
| 外观与结构 | 公差链 | 把相配合零件的公差叠起来核算;最坏情况核算保守,也可以用统计方法放宽,代价是接受小概率装不上 |
| 外观与结构 | 表面处理与密封 | 纹理、喷涂、阳极氧化的工艺限制;密封面、出线口、按键处满足企业给出的防护等级 |
| PCB 与电气 | 天线净空 | 天线周围避开金属件与电池,外壳材料与涂层会影响射频;由射频工程师确认 |
| PCB 与电气 | EMC 布局 | 回流路径、接口滤波、接地与屏蔽接缝;EMC 是电磁兼容,指设备既不干扰别人,也不受别人干扰 |
| PCB 与电气 | 测试点 | 关键电源与信号留有探针或治具能接触的位置 |
| 可制造与装配 | 紧固、装配顺序、防呆、线缆 | 螺钉规格统一、工具够得着;从下壳到上壳每步放得进去;装反时装不进去;走线余量在三维模型里核过 |
需工厂审
| 类 | 检查项 | 谁审 |
|---|---|---|
| 外观与结构 | 分模线与浇口位置 | 结构件工厂 |
| 外观与结构 | 拔模与倒扣的最终取值 | 结构件工厂,取自它的设计规范 |
| PCB 与电气 | 导出的制造文件检查 | 板厂 |
| PCB 与电气 | 焊盘与钢网开口 | 贴片工厂;钢网是贴片前刷锡膏的薄钢片 |
| 可制造与装配 | 拼板、工艺边与定位基准点 | 贴片工厂 |
| 可制造与装配 | 可替代料可采购 | 工厂确认,料号换型的风险见交给工厂的文件 |
| 可制造与装配 | 工艺要求与检验要点 | SZV 写明关键尺寸、外观与功能项的判定方法,合作工厂确认 |
每个检查项都归在一栏,评审时可以直接看出这项由谁查。
评审记录
评审中提出的每个问题,写明:对照的文件、现象、责任方、关闭证据。关闭证据可以是新版文件的版本号,也可以是工厂的书面回复。问题不关闭,就不能过出口。
这与样件回来之后的问题清单是同一种格式,见打样与小批量。
参照的标准
IPC-2221 是印制板设计的通用标准,评审 PCB 时参照。IPC-A-610 是电子组件的验收标准,现行为 J 版,2024 年发布(目录),样件的焊点与元件安装外观按它核对。这里不引条款数值,取哪一级,由企业与合作工厂在对接说明里约定。
数值的来源
评审的数值取自合作工厂的设计规范与能力表,评审前先拿到能力表。规则要随能力表维护。这里不写通用的壁厚、拔模、线宽数值,因为这些数值随材料、模具厂、板厂而变。
验收时可以问的问题
- 天线净空由射频工程师确认。射频工程师由哪一方提供、确认记录放在哪里,请在合同中写明。
- 板厂的制造文件检查,由谁提交、结果怎样回流,请在合同中写明。
- 公差链用最坏情况核算还是统计方法,请在对接说明里写明。