我的日常工作中是市场营销，但我从来没有完全放弃过我对这个行业技术领域的热情。我仍然在业余时间设计电子产品。把设计作为业余爱好是我的“放松”模式，它还使我与客户可以方便地保持联系，我可以对将电路板送到组装厂并按正常顺序返回组装好的电路板时工程师的需求，提出一些额外的看法。
我业余时间设计电路板的另一个相当有利的方面是我会犯错。我做市场营销已经快15年了，我在电子行业工作的时间更长。我应该知道如何正确无误地设计电路板，但我仍然总是犯一些错误。也许这就是为什么我是一个市场营销人员而不是一个全职工程师的部分原因。
一方面，这些错误让我和处理我订单的人感到沮丧。另一方面，它让我们近距离了解到，在现实世界中，要把产品真正生产出来是多么困难。
最新项目
我的最新项目是为2020年3月13日在纽约市召开的开源硬件峰会生产运动敏感领针。设计最终版本使用了一个微芯片PIC18F22K46微控制器（MCU）和一个NXP MMA8452加速计（两个器件都是小型QFN封装），尺寸是1.3英寸x 1.6英寸，由单个CR2023钮扣电池供电。我尽可能使用0402 LED和0201无源元器件。
设计综合考虑
我想使领针尽可能小。我选择了CR2032钮扣电池，因为它的宽度为20 mm，我可以把电路板的宽度保持在1英寸，而且两边还有一点间隙。不幸的是，CR2032表面贴装电池架每边有两个小翅膀用于焊接。带翼的钮扣电池尺寸表示板的最小宽度需为1.3英寸。另一方面，我使用了在电路板前创建的额外空间来放我的徽标和Sunstone Circuits公司的徽标，它们为我制作了空白PCB（图1）。
图1：电路板宽大于一英寸
我以前经常采用这种设计。它源于我不久前做的一个电子名片夹。加速计感应运动，唤醒MCU。MCU在LED上闪烁一个图形，然后返回休眠状态。对于领针的设计，我决定添加一个小型MOSFET，这样我就可以在连接MCU的脉冲宽度调制信号的同时使所有LED变亮和变暗。这将实现更多的图形选择，我将能够调暗21个发光二极管，以节省电池电量（图2）。
图2：有占位符的MOSFET
我以前用过MCU和加速计，所以对这两个元器件我都有很好的占位符。我需要一个超级小的SMT开关的占位符。有时，我会自己设计占位符，但如果可能的话，我尽量不自己设计。自己设计占位符太容易引入错误，进而导致在生产线中出现问题。在本设计案例中，我从SnapEDA下载了开关符号和封装占位。
第1个错误
还记得我刚才提到的MOSFET吗？我把所有的发光二极管都连接到一个共用的阴极，然后使阴极穿过MOSFET接地。和其他元器件一样，我想用尽可能小的部件。我采用了5毫安的LED，并且会以部分占空比驱动它们，所以一个非常小的MOSFET就能做到这一点。在100%的占空比下，只能靠105 mA的电流激发LED。
我在半导体NTNS3193NZT5G上找到了一个逻辑电平部分，224毫安的源极漏电流足够做我想做的事情，并且有大于50%的空间。这是一个非常小的部件，只有0.62 mm x 0.62 mm，3个引针柱栅格阵列（LGA）封装。
3个 焊盘不会太难吧？是的，并不难，但我最后引入了我提到的其中一个错误。幸运的是，它仍可运行，但任何参加了这次会议人拿起领针时都能看到我的错误，只是需要一个大功率放大镜或显微镜（这个部件只有0.62 mm2）。
栅极和源极的焊盘分别位于漏极焊盘一侧的⅓处。当你有一个焊盘明显大于或小于其他焊盘时，特别是在这样小的几何尺寸下，你就会遇到麻烦。我把大的漏极焊盘做得太小了，所以在回流焊炉里，没有足够的空间让焊料扩散开来。部件最后向一侧倾斜。正如我所说，它仍然能正常运行，但它看起来很丑，只是部件非常小，肉眼无法察觉。
第2个错误
那是10块样品电路板。当我下了400块电路板的订单时，问题就更多了。在我下了大批量订单后，在生产之前，我注意到了这个问题。我想既然所有10个样品板都运行正常，批量生产应该也没有问题。却没想到假设是错误的。
生产10块样品板和批量生产400块板并不一样。在高速、大批量的贴装机上，焊料沉积比在较慢的样品贴装机上更为关键。这些电路板最终都能正常工作，但我在那个小的占位符上犯的一个错误，造成了许多不必要的返工。部件越小，对所有细节的正确把握就越关键。
结论
这些并不仅仅是我在这块电路板上犯的所有错误，下回我将介绍其他错误。可以说，作为一个制造商，我很幸运与一个专业的电子组装工厂（和一个非常友好的电路板制造公司）合作。
Duane Benson担任Screaming Circuits公司的市场经理和CTO。
