實務工程師的「保命符」：在每個階段防止低級錯誤。

一、規格 / 需求

  • [ ] 功能 / 非功能 / 規範需求是否完整？
  • [ ] 輸入電壓範圍（min/typ/max）？
  • [ ] 輸出電壓 / 電流規格？
  • [ ] 環境條件（溫度、濕度、機械、海拔）？
  • [ ] EMC / 安規需求？
  • [ ] 認證需求（FCC/CE/BSMI）？
  • [ ] 客戶 SLA / DPPM 目標？
  • [ ] 量產規模、成本目標？
  • [ ] 已 confirm with stakeholders？

二、原理圖

電源

  • [ ] 所有電源有 decoupling capacitor（每個 IC 0.1µF + 大電容）
  • [ ] 上電順序設計（Sequencing）
  • [ ] 電源指示 LED + 限流電阻
  • [ ] 反接保護（極性錯誤）
  • [ ] 過壓 / 過流保護
  • [ ] 過溫保護（如需要）
  • [ ] 軟啟動（避免 inrush）
  • [ ] 標明各電源 net 名稱（如 +3V3、+5V、VBAT）

IC

  • [ ] 所有 VCC 都有 0.1 µF + 0.01 µF（高頻）
  • [ ] 所有 GND 連接
  • [ ] 未使用 pin：設定（接地、上拉、輸入懸空？）
  • [ ] BGA、QFN 中央 GND 焊盤連接
  • [ ] PLL/Analog 單獨 LDO
  • [ ] Reset 電路（pull-up + capacitor，或專用 IC）
  • [ ] Boot strap pin（上電狀態確認）
  • [ ] 振盪器：負載電容、ESR、跡線最短

介面

  • [ ] USB：D+/D- 90Ω、CC pin 5.1k（USB-C）、ESD、VBUS 保護
  • [ ] HDMI：100Ω、ESD、HPD pull-down
  • [ ] Ethernet：磁性元件、Bob Smith 終端、ESD
  • [ ] RS-485：終端電阻、Bias、ESD
  • [ ] RS-232：MAX232 或專用 IC
  • [ ] CAN：120Ω 終端、ESD
  • [ ] 串接收發器：tx/rx 確認接對

訊號

  • [ ] 所有 IC 輸出未短路（包括 push-pull）
  • [ ] 所有開漏輸出有上拉電阻
  • [ ] 數位輸入有上拉 / 下拉（避免懸空）
  • [ ] I²C：上拉電阻
  • [ ] 高速差分：阻抗 / 長度匹配（線上規則檢查）
  • [ ] 類比 / 數位地分區
  • [ ] 訊號方向標示

其他

  • [ ] 標題欄填寫完整（版本、日期、作者）
  • [ ] 標註與註解清楚
  • [ ] 跨頁連接正確
  • [ ] DNI / DNP 標示
  • [ ] 跳線 / 測試點規劃
  • [ ] ERC 通過

三、PCB Layout

布板

  • [ ] 板子尺寸與機械開孔
  • [ ] 安裝孔
  • [ ] 連接器位置正確（USB / 電源在哪一側）
  • [ ] 標題、Logo、版本、日期
  • [ ] Mark fiducial（SMT 用）
  • [ ] V-Cut 或 Routing 邊界
  • [ ] 拼板（panel）規劃

元件擺放

  • [ ] 信號流向合理
  • [ ] 高速元件靠近（短路徑）
  • [ ] 高速 / 類比 / 電源分區
  • [ ] 連接器位置正確
  • [ ] 大電容靠近電源 IC
  • [ ] 解耦電容近 IC pin
  • [ ] 散熱元件足夠空間 / 銅皮
  • [ ] 對稱元件對稱

走線

  • [ ] 電源走線足夠寬（電流計算）
  • [ ] 高速差分阻抗符合 spec
  • [ ] 差分線長度匹配
  • [ ] 時鐘 / 高速避免 90° 轉角（用 45° 或圓角）
  • [ ] 高速 vs 低速分開
  • [ ] 不跨 plane 分割
  • [ ] 不在板邊緣走高頻
  • [ ] 過孔數量合理（少 stub）
  • [ ] 短而粗的回流路徑

Plane

  • [ ] 完整 ground plane
  • [ ] Power plane 不分塊太細
  • [ ] 縫合 via 在板邊緣
  • [ ] 主要 IC 下方有 GND
  • [ ] 不使 plane 形成天線

工藝

  • [ ] 線寬 / 間距符合 PCB 廠 capability
  • [ ] 過孔尺寸 OK
  • [ ] 焊盤大小符合 IPC-7351
  • [ ] 阻焊開窗適當
  • [ ] 絲印不壓焊盤、不上 BGA
  • [ ] DFM 通過
  • [ ] DRC 通過
  • [ ] 拼板出貨方式

製造文件

  • [ ] Gerber（2 個 vs 6 個層）
  • [ ] Drill 檔
  • [ ] Pick & Place
  • [ ] BOM（含廠商料號、替代料）
  • [ ] Assembly drawing
  • [ ] Fab drawing（含 stackup）
  • [ ] README（特殊要求說明）

四、Bring-up（首板上電）

上電前

  • [ ] 視檢：方向、極性、桥连
  • [ ] AOI / X-Ray（BGA）
  • [ ] 短路測試：所有電源網對 GND 阻值
  • [ ] 焊接補強

控制上電

  • [ ] 用電源供應器（限流），非直接連電池 / 變壓器
  • [ ] 慢慢升壓，觀察電流
  • [ ] 找熱點（手摸 / 熱像儀）
  • [ ] 量電壓 → 各電源 rail
  • [ ] 量震盪（晶振是否啟動）

啟動

  • [ ] Reset 信號正確
  • [ ] Boot pin 正確
  • [ ] MCU 有 heartbeat（程式 LED）
  • [ ] UART debug 正常
  • [ ] JTAG / SWD 連線

周邊

  • [ ] 各介面測試
  • [ ] 感測器讀值合理
  • [ ] 通訊協議正確
  • [ ] 高速介面 eye diagram

五、量產前驗證

EVT

  • [ ] 設計驗證
  • [ ] 電氣量測
  • [ ] 各功能 OK
  • [ ] 找出設計改善點

DVT

  • [ ] 完整 spec 驗證
  • [ ] 環境測試（高低溫、濕度、振動）
  • [ ] EMC 預掃
  • [ ] 安規預掃
  • [ ] 電池壽命 / 充放電
  • [ ] HALT
  • [ ] 軟硬體整合
  • [ ] 客戶 sample 試用

PVT

  • [ ] 量產線試跑
  • [ ] CTQ（Critical to Quality）特性
  • [ ] 製程能力（Cp/Cpk）
  • [ ] 工裝設備到位
  • [ ] 工人 SOP / 訓練
  • [ ] 試產良率
  • [ ] 包裝 / 物流測試
  • [ ] OQC、IQC 標準
  • [ ] 認證完成
  • [ ] 客戶 PV approval

六、量產

  • [ ] BOM 凍結（official BOM）
  • [ ] 替代料 AVL 確認
  • [ ] PCN（Process Change Notice）流程
  • [ ] ECO（Engineering Change Order）流程
  • [ ] 失效追溯
  • [ ] 持續良率改善
  • [ ] 8D / FMEA 應用
  • [ ] 客戶反饋追蹤

七、法規 / 文件

  • [ ] 規格書
  • [ ] 原理圖（已凍結版本）
  • [ ] PCB 檔
  • [ ] BOM
  • [ ] 測試報告（功能、性能、環境）
  • [ ] EMC 報告
  • [ ] 安規報告
  • [ ] 認證證書（FCC / CE / BSMI...）
  • [ ] 使用手冊 / 規格書（客戶版）
  • [ ] 包裝設計
  • [ ] 標籤（型號、序號、QR、認證標誌）

八、總結

✅ 用此清單避免：

  • [x] 忘記 decoupling
  • [x] 反接燒板
  • [x] DRC 沒過
  • [x] 文件遺漏
  • [x] 認證走錯

結語

至此，整個《電子硬體完整教材》已完整收尾。

恭喜您走完這段旅程！從基本電阻到 SoC、從 DIY LED 到智慧家居節點、從 SPICE 模擬到量產認證，您已建立了完整、貫通的電子硬體知識體系。

下一步：選擇一個感興趣的專案，動手做。理論不動手永遠是「紙上談兵」。

祝您工程之路一路精彩！