生产制造与打样¶
从设计完成到拿到实物板子——生成制造文件、嘉立创下单打样、SMT 贴片与焊接调试。
一、生成制造文件¶
PCB 设计完成并通过 DRC 后，需要导出制造文件交给板厂。
1.1 Gerber 文件¶
Gerber 是 PCB 行业的标准制造数据格式，每一层对应一个文件。
| 文件 | 对应层 | 说明 |
|---|---|---|
*.GTL |
Top Copper | 顶层铜 |
*.GBL |
Bottom Copper | 底层铜 |
*.GTS |
Top Solder Mask | 顶层阻焊 |
*.GBS |
Bottom Solder Mask | 底层阻焊 |
*.GTO |
Top Silkscreen | 顶层丝印 |
*.GBO |
Bottom Silkscreen | 底层丝印 |
*.GKO |
Board Outline | 板框 |
*.DRL |
Drill File | 钻孔文件 |
嘉立创的便捷操作
在嘉立创 EDA 中，你不需要手动导出 Gerber。嘉立创 EDA 支持一键下单，直接将工程文件推送到嘉立创打样系统，平台自动提取 Gerber。
如果需要手动导出（发给其他板厂）：文件 → 导出 → Gerber → 选择所有层 → 导出。
1.2 BOM 文件¶
BOM（Bill of Materials，物料清单）列出了板上所有元器件的详细信息。
| 字段 | 说明 |
|---|---|
| 位号 (Designator) | R1, C1, U1 等 |
| 名称/值 | 10K, 100nF, STM32F103C8T6 |
| 封装 | 0805, LQFP-48 |
| 数量 | 每种器件的数量 |
| 立创商城编号 | 用于嘉立创 SMT 下单 |
| 供应商/链接 | 采购信息 |
在嘉立创 EDA 中导出 BOM：
- 文件 → 导出 → BOM
- 选择导出格式（CSV / Excel）
- 勾选需要的字段
BOM 整理要点
- 合并相同值和封装的器件（如所有 10K 0805 电阻合为一行）
- 检查每个器件的立创商城编号是否正确
- 确认库存是否充足
1.3 坐标文件（Pick & Place）¶
坐标文件告诉 SMT 贴片机每个器件在板上的位置和方向，用于自动贴片。
包含的信息：
| 字段 | 说明 |
|---|---|
| 位号 | 器件标识 |
| X 坐标 | 器件中心 X 位置 |
| Y 坐标 | 器件中心 Y 位置 |
| 旋转角度 | 器件方向（0°/90°/180°/270°） |
| 面 | 顶层 / 底层 |
导出： 文件 → 导出 → 贴片坐标文件
二、嘉立创下单打样¶
2.1 下单方式¶
方式一：嘉立创 EDA 一键下单（推荐）
- 在 PCB 编辑器中完成设计
- 点击工具栏的 「嘉立创下单」 按钮
- 系统自动上传设计数据
- 在弹出的下单页面确认参数
- 提交订单并付款
方式二：手动上传 Gerber
- 导出 Gerber 文件（ZIP 压缩包）
- 打开嘉立创下单页面
- 上传 Gerber ZIP
- 系统自动解析并预览
- 确认参数后下单
2.2 下单参数选择¶
| 参数 | 选项 | 建议 |
|---|---|---|
| 层数 | 1 / 2 / 4 / 6 层 | 按设计选择 |
| 板厚 | 0.8 / 1.0 / 1.2 / 1.6 / 2.0 mm | 通用选 1.6 mm |
| 铜厚 | 1 oz / 2 oz | 通用选 1 oz |
| 阻焊颜色 | 绿/蓝/红/黑/白/黄/紫 | 绿色最便宜且交期最短 |
| 丝印颜色 | 白色 / 黑色 | 绿板选白色丝印 |
| 表面处理 | HASL(有铅) / HASL(无铅) / ENIG(沉金) | 有铅喷锡最便宜，沉金焊接性好 |
| 数量 | 5 / 10 / 20 / ... | 新板建议先打 5 片 |
省钱策略
- 板子尺寸控制在 100 × 100 mm 以内：常规优惠 2 层板 5 元/5 片
- 选择 绿色阻焊：颜色不同价格不同，绿色通常最便宜
- 不加急：常规交期 3~5 天，加急会加钱
- 拼板：多个小板拼在一块大板上一起打样
2.3 打样前检查¶
提交订单前确认：
- DRC 已通过，零错误
- 板框尺寸正确
- 安装孔位置正确
- 预览图与设计一致（检查每一层）
- 钻孔文件正确（过孔和安装孔都在）
三、SMT 贴片服务¶
对于量产或贴片元器件多的板子，可以使用嘉立创的 SMT 贴片服务。
3.1 什么情况下用 SMT¶
| 场景 | 建议 |
|---|---|
| 元器件少 (< 20 个) + 手焊封装 | 自己焊 |
| 有 QFN/BGA 等难焊封装 | SMT |
| 器件多 + 批量 | SMT |
| 原型验证 + 时间紧 | SMT（节省焊接时间） |
3.2 SMT 下单流程¶
flowchart TD
A[PCB 设计完成] --> B[导出 BOM + 坐标文件]
B --> C[上传到嘉立创 SMT 系统]
C --> D[系统匹配器件库存]
D --> E{所有器件有货？}
E -->|是| F[确认器件和位置]
E -->|否| G[替换或自备器件]
G --> F
F --> H[选择 PCB + SMT 一起下单]
H --> I[付款等待]
I --> J[收到成品板]3.3 SMT 注意事项¶
SMT 常见问题
- 器件方向：坐标文件中的旋转角度要正确，否则器件会贴反
- BOM 匹配：确保 BOM 中的立创商城编号准确
- 首件确认：首次贴片建议选择"首件确认"服务
- 散料不贴：部分特殊器件嘉立创不贴，需要自己手焊
- Exposed Pad：底部散热焊盘需要在 BOM 中标注
四、手工焊接指南¶
4.1 焊接工具¶
| 工具 | 用途 |
|---|---|
| 恒温电烙铁 | 主要焊接工具，温度 300~360°C |
| 焊锡丝 | 0.5~0.8 mm 含松香无铅焊锡 |
| 助焊剂 | 改善润湿性，清除氧化 |
| 镊子 | 夹取贴片元器件 |
| 吸锡带/吸锡器 | 拆焊和清理多余焊锡 |
| 热风枪 | 焊接 QFN、拆焊 IC |
| 放大镜/显微镜 | 检查焊点质量 |
4.2 焊接顺序¶
焊接的正确顺序
从低到高、从小到大、从难到容易
- 先焊 IC（最难的先焊，避免被其他器件挡住）
- 再焊小的贴片器件（电阻、电容、二极管）
- 再焊大的贴片器件（电解电容、连接器）
- 最后焊直插器件（排针、电源座等）
4.3 贴片器件焊接技巧¶
两端器件（电阻/电容）焊接方法：
- 一个焊盘上锡（加少量焊锡）
- 左手用镊子夹持器件，右手握烙铁
- 先焊一端——将器件放到焊盘上，烙铁加热已上锡的焊盘
- 调整器件位置，使两端对齐焊盘
- 焊另一端
- 回焊第一端（补焊）
多引脚 IC 焊接方法（LQFP 等）：
- 在 IC 对角的两个焊盘上少量上锡
- 对齐引脚（确认第 1 脚标记）
- 先焊对角两个引脚（固定位置）
- 确认所有引脚对齐
- 涂助焊剂
- 拖焊其余引脚（用焊锡丝沿引脚方向拖过）
- 用吸锡带清理连锡
- 在放大镜下检查每个引脚
4.4 焊接质量判断¶
好的焊点：
- 光滑、饱满、有光泽
- 焊锡量适中，形成凹面月牙形
- 引脚轮廓可见
不良焊点：
| 缺陷 | 外观 | 原因 |
|---|---|---|
| 虚焊 | 焊锡没有润湿焊盘/引脚 | 温度不够或氧化 |
| 连锡 | 相邻引脚短路 | 焊锡过多 |
| 堆锡 | 焊锡堆成球状 | 助焊剂不足或温度过高 |
| 冷焊 | 表面粗糙无光泽 | 焊接时移动了器件 |
五、上电与调试¶
5.1 焊接后首次检查¶
上电前必须做的检查：
- 目视检查：放大镜下检查所有焊点
- 短路检查：万用表蜂鸣档检查 VCC 和 GND 之间是否短路
- 极性检查：确认电解电容、二极管、IC 方向正确
- 阻值检查：测量关键电阻值确认焊接正确
上电前一定要检查短路
VCC 对 GND 短路是最常见也最危险的问题。如果短路状态下上电，可能烧毁器件甚至电源。
5.2 分步上电¶
推荐使用限流电源逐步调试：
flowchart TD
A[限流电源设置低电流限制] --> B[上电观察电流]
B --> C{电流正常？}
C -->|是| D[检查各级电源电压]
C -->|否| E[断电检查短路]
D --> F{电压正常？}
F -->|是| G[连接调试器]
F -->|否| H[检查稳压电路]
G --> I[下载程序测试]- 电源限流：设置电流限制为正常工作电流的 1.5 倍左右
- 观察电流：上电瞬间电流异常增大说明有问题
- 测量电压：用万用表测量每一级电源的输出电压
- 连接调试器：电源正常后连接 SWD/JTAG 调试器
- 下载程序：先下载一个最简单的 LED 闪烁程序验证
5.3 常见调试问题¶
| 问题 | 可能原因 | 排查方法 |
|---|---|---|
| 上电电流异常大 | 短路 | 万用表排查、断开模块逐一排查 |
| 电压不对 | 稳压器件焊接问题/参数错误 | 检查焊接和器件型号 |
| 调试器连不上 | SWD 线连接错误/MCU 未供电 | 检查引脚连接和供电 |
| 程序不运行 | 晶振不起振/BOOT 配置错误 | 示波器看晶振，检查 BOOT 引脚 |
| 通信异常 | TX/RX 接反/波特率不对 | 交换 TX/RX，确认波特率 |
| 传感器无响应 | I2C 地址错误/缺上拉 | 确认地址，检查上拉电阻 |
六、拼板设计¶
多个小板可以拼在一起制造，降低单板成本并方便 SMT。
6.1 拼板方式¶
| 方式 | 说明 |
|---|---|
| V-Cut | V 型槽切割，板间无间隙，掰开即可分离 |
| 邮票孔 | 板间用小孔链连接，掰断分离 |
| 铣槽+邮票孔 | 铣槽隔离 + 邮票孔连接，最常见的方式 |
6.2 拼板要点¶
- 拼板间距通常 2~3 mm（铣槽 + 邮票孔）
- 添加 工艺边（3~5 mm 宽），用于 SMT 传送轨道夹持
- 工艺边上放 Mark 点（定位标记），直径 1 mm 圆形焊盘
- V-Cut 只适用于直线分板边
嘉立创 EDA 拼板工具
嘉立创 EDA 内置拼板工具：工具 → 拼板工具，可自动完成拼板设计，添加邮票孔和工艺边。
七、制造文件 Checklist¶
提交制造前的最终检查：
- DRC 通过，零错误
- Gerber 预览正确（用 Gerber 查看器或嘉立创在线预览）
- BOM 中所有器件的商城编号正确且有库存
- 坐标文件中器件位置和方向正确
- 板框尺寸标注无误
- 安装孔直径正确
- 层叠和铜厚设置正确
- 阻焊和丝印预览正常
- 拼板设计合理（如需拼板）
- 特殊工艺备注已注明（如阻抗控制、沉金等）
总结¶
| 阶段 | 核心要点 |
|---|---|
| 制造文件 | Gerber + BOM + 坐标文件，嘉立创支持一键下单 |
| 打样下单 | 100×100 mm 内成本最低，绿色阻焊最便宜 |
| SMT 贴片 | 难焊封装和批量板建议 SMT，BOM 匹配要准确 |
| 手焊 | 从难到易、从小到大，善用助焊剂和吸锡带 |
| 调试 | 先检查短路，限流上电，分步验证 |