在客户下单PCB设计前，需系统梳理技术需求、规范文件及协作资料，确保设计符合功能、工艺、成本及合规性要求。资深工程师通常从需求定义、技术文件、结构文件、工艺文件、测试文件、协作文件六大维度准备，以下为详细清单及注意事项：

一、需求定义文件：明确设计目标

1. 功能需求说明书

• 核心内容：描述PCB需实现的功能（如信号处理、电源管理、通信协议等）、性能指标（如带宽、时延、功耗）、接口类型（如USB、HDMI、RF）及特殊需求（如耐高温、抗干扰）。

• 示例：若为工业控制板，需明确是否需支持CAN总线、4-20mA模拟信号输入，或是否需通过EMC认证。

• 注意事项：避免模糊描述（如“高速信号”需明确速率，如“10Gbps”），并标注优先级（如关键信号需优先布局）。

2. 环境与可靠性要求

• 工作条件：温度范围（-40℃~+85℃）、湿度（如RH<85%）、振动等级（如随机振动5G）。

• 可靠性标准：是否需符合IPC-6012（刚性板）、IPC-6013（柔性板）或车规级IPC-A-600H标准。

• 示例：汽车电子需满足AEC-Q100认证，医疗设备需符合IEC 60601-1安全标准。

二、技术文件：指导设计实现

1. 原理图（Schematic）

• 使用标准符号（如IEC或ANSI标准），避免自定义符号导致误解。

• 标注关键信号（如高速差分线、电源轨）及特殊处理要求（如屏蔽、阻抗控制）。

• 原理图需与BOM（物料清单）完全匹配，避免型号或参数冲突。

• 核心内容：完整电路图，标注元件型号、参数（如电阻阻值、电容容值）、封装类型（如0402、SOP-8）及网络连接关系。

• 注意事项：

2. BOM（物料清单）

• 优先选用常用型号，避免使用停产或长交期元件。

• 标注关键元件（如BGA、QFN）的焊盘尺寸及公差要求。

• 核心内容：列出所有元件的型号、品牌、封装、数量及替代料（如有）。

• 示例：

  元件编号	型号	品牌	封装	数量	替代料
  C1	0805 10uF	Murata	0805	5	Taiyo Yuden 10uF 0805

• 注意事项：

3. 特殊设计要求

• 阻抗控制：明确需控制阻抗的信号类型（如单端50Ω、差分100Ω）及层叠结构（如微带线、带状线）。

• 高频设计：标注高频信号频率（如5GHz Wi-Fi）、传输线类型（如CPWG）及损耗要求。

• 电源设计：说明电源输入范围（如12V±10%）、输出电压/电流（如3.3V/2A）及纹波要求。

• 示例：若为高速数字板，需标注“Layer 1-2为差分对，阻抗100Ω±10%”。

三、结构文件：确保物理适配

1. PCB外形图（Outline Drawing）

• 标注是否需倒角（如C1.0mm）或V-Cut分板槽。

• 若为异形板，需提供3D模型（如STEP格式）辅助设计。

• 核心内容：提供PCB的2D外形尺寸（长×宽×厚）、安装孔位置、定位槽尺寸及公差（如±0.1mm）。

• 注意事项：

2. 机械结构限制

• 元件高度限制：标注关键区域（如散热器下方、连接器周围）的最大元件高度（如≤5mm）。

• 禁布区：明确需避开机械结构（如螺丝孔、支架）的区域，避免干涉。

• 示例：若为嵌入式设备，需标注“USB连接器周围10mm内禁止布置元件”。

四、工艺文件：指导生产实现

1. 表面处理要求

• 成本敏感型：HASL（最低成本）。

• 高可靠性：ENIG（耐腐蚀、平整度高）。

• 高频信号：Immersion Silver（低损耗）。

• 常见类型：HASL（喷锡）、ENIG（沉金）、OSP（有机保焊膜）、Immersion Silver（沉银）。

• 选择依据：

• 注意事项：避免混合表面处理（如部分沉金、部分喷锡），可能导致焊接不良。

2. 焊盘设计规范

• BGA焊盘：标注焊盘直径、间距及Via-in-Pad设计要求（如是否需树脂塞孔）。

• QFN焊盘：说明散热焊盘（Thermal Pad）的开窗比例及连接方式（如网状铜箔）。

• 示例：若为0.4mm间距BGA，需标注“焊盘直径0.2mm，Via直径0.1mm，树脂塞孔”。

3. 层叠结构（Stackup）

• 核心内容：明确PCB层数、介质材料（如FR4、Rogers）、铜箔厚度（如1oz=35μm）及核心厚度（如0.2mm）。

• 示例：

  层数	材料	铜厚（内层/外层）	核心厚度
  4	FR4	1oz/1oz	0.2mm

• 注意事项：层叠结构需与阻抗控制要求匹配，避免信号跨层导致阻抗不连续。

五、测试文件：验证设计质量

1. 测试点要求

• 核心内容：标注需测试的信号（如电源、关键信号）及测试点位置（如Via或Pad）。

• 示例：若为数字板，需标注“所有电源轨（3.3V、5V）需预留测试Via，直径0.5mm”。

2. 测试规范

• 功能测试：描述需验证的功能（如USB通信、LED指示）。

• 环境测试：说明需通过的测试项目（如高温老化、振动测试）。

• 示例：若为汽车电子，需标注“需通过-40℃~+85℃温度循环测试，100次”。

六、协作文件：提升沟通效率

1. 设计变更记录（ECO）

• 核心内容：记录所有设计变更（如元件替换、尺寸调整）的原因、时间及责任人。

• 示例：若因缺料将电阻R1从0402改为0603，需标注“ECO-20230801：因Murata 0402缺货，替换为Taiyo Yuden 0603”。

2. 设计评审记录

• 核心内容：记录设计评审会议中的关键问题（如阻抗不匹配、结构干涉）及解决方案。

• 示例：若评审发现BGA焊盘间距过小，需标注“评审意见：焊盘间距调整至0.25mm，已更新Stackup”。

案例验证：某企业下单文件优化实践

某医疗设备公司通过以下措施将PCB设计返工率从15%降至2%：

1. 标准化文件模板：制定统一的原理图、BOM及外形图模板，减少格式错误。

2. DFM（可制造性设计）检查表：在下单前检查层叠结构、焊盘设计等是否符合工厂工艺能力。

3. 3D协同设计：使用ECAD-MCAD协同工具（如Altium Designer与SolidWorks联动），提前发现结构干涉问题。

通过系统准备上述文件，客户可显著降低设计风险，缩短开发周期，并确保PCB一次通过生产验证。