第73章 电路设计(1/2)

林夏的指尖捏着0.8毫米的贴片电阻,在放大镜下对准电路板的焊盘。热风枪的温度稳定在320c,橘红色的气流掠过电路板,焊锡瞬间融化成银色的小珠,将电阻牢牢固定。实验室的通风扇嗡嗡作响,窗外的深圳科技园正被暮色笼罩,远处写字楼的灯光透过百叶窗,在桌面上投下细长的光斑,与电路板上密密麻麻的铜箔线路交叠。

“夏姐,测试部刚反馈,我们上周交付的温控模块,在-20c低温环境下会出现电流波动,研发部催着要解决方案,明天早上就得给答复。”助理工程师小周抱着示波器跑进来,额头上还沾着焊锡膏的淡灰色痕迹,“我排查了半天,没找到问题出在哪,您帮看看?”

林夏放下热风枪,摘下防静电手环,接过小周递来的测试报告。报告上的波形图显示,低温环境下,模块的输出电流从1.5a骤降到0.8a,波动幅度超过40%。“把故障模块拿过来,我们测一下关键元器件的参数。”她起身走向测试台,那里摆满了万用表、示波器和可编程电源,是她工作了八年的“战场”。

小周递来故障模块,林夏将其固定在测试夹具上,用探针连接电路板上的电源管理芯片引脚。示波器的屏幕上立刻跳出电压波形——正常温度下,芯片的输出电压稳定在5v,可当她打开低温箱,将温度设定到-20c时,电压波形开始出现杂波,逐渐降到4.2v。“是电源管理芯片的低温特性不达标。”林夏指着屏幕,“我们用的这款芯片 datasheet 上写的工作温度范围是-40c到85c,但实际测试下来,低于-15c就会出现电压跌落,说明芯片批次有质量问题。”

“那怎么办?供应商说这款芯片是定制的,补货至少要两周,可客户那边下周就要样机验收。”小周急得直跺脚,“研发部已经在群里@我们好几次了,要是耽误了验收,项目奖金就没了。”

林夏打开电脑,调出元器件库,快速筛选符合“-40c到85c工作温度、5v输出、1.5a电流”参数的电源管理芯片。“有家上海的供应商有现货,型号是adp2389,参数和我们原来用的芯片兼容,就是封装尺寸稍微大一点,需要修改电路板的布局。”她指着屏幕上的芯片封装图,“你现在联系供应商,确认今晚能不能发顺丰加急,我来重新设计电路板的电源部分,争取明天早上完成样品焊接和测试。”

小周立刻拿起手机联系供应商,林夏则打开altium designer软件。屏幕上跳出熟悉的电路板设计界面,她拖动鼠标,删除原来的芯片封装,替换成adp2389的封装,然后重新规划周边元器件的布局——电阻、电容的位置要重新调整,铜箔线路的宽度需要根据电流大小优化,还要确保散热路径通畅,避免高温环境下出现过热问题。

实验室的时钟一圈圈转动,窗外的夜色越来越浓。林夏的眼睛紧紧盯着屏幕,手指在键盘和鼠标间快速切换,偶尔会停下来,用铅笔在草稿纸上计算铜箔的载流量:“1.5a电流,1oz铜厚,线路宽度至少要0.8mm,这里得加宽到1mm,保险一点。”

凌晨一点,供应商发来消息,说芯片已经发出,明天早上就能到。林夏松了口气,保存好设计文件,起身活动了一下僵硬的肩膀。她走到窗边,看着楼下空荡荡的停车场,想起三年前那个同样忙碌的夜晚——当时她负责的医疗设备电路板出现短路故障,客户要求三天内解决,她和团队连续熬了两个通宵,最终在验收前一小时搞定了问题,看着客户满意的笑容,她第一次觉得,电路板上那些冰冷的线路,其实藏着温暖的力量。

第二天早上七点,芯片准时送到实验室。林夏和小周立刻开始焊接,热风枪的温度再次升起,银色的焊锡在电路板上凝结成整齐的焊点。上午九点,样品焊接完成,林夏将其放入低温箱,设定好-20c的温度,然后连接示波器和电流计。

“滴——”低温箱发出提示音,温度达到设定值。林夏按下测试按钮,示波器的屏幕上跳出稳定的电压波形,电流计显示1.5a,波动幅度小于2%。“成功了!”小周兴奋地跳起来,“夏姐,您太厉害了,这下研发部不会催我们了!”

林夏笑了笑,揉了揉发酸的眼睛:“别高兴太早,我们再测几组数据,确保在全温度范围内都稳定,然后写一份详细的解决方案,发给测试部和研发部。”

刚处理完温控模块的问题,林夏就收到了项目经理张姐的消息,让她去会议室参加项目评审会。会议室内,研发、测试、生产部门的负责人都在,投影仪上显示着“新能源汽车bms(电池管理系统)电路板设计方案”的标题。

“林工,你们设计的bms电路板,生产部反馈说贴片密度太高,smt贴片时容易出现虚焊,能不能优化一下布局?”生产部经理李哥率先开口,手里拿着电路板的gerber文件打印稿,“你看这里,两个0402封装的电容间距只有0.2mm,我们的贴片设备精度达不到,很容易焊错。”

林夏接过打印稿,仔细看了看电容的布局位置。“这两个电容是用来滤波的,必须靠近芯片的电源引脚,否则滤波效果会下降。”她指着图纸,“不过我们可以把电容换成0603封装,间距扩大到0.3mm,既能保证滤波效果,又能兼容生产设备的精度。另外,我会在gerber文件里增加定位标记,方便贴片设备校准,减少虚焊风险。”

“那成本会不会增加?客户对成本控制很严格。”采购部负责人问道。

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