自动布线问题解决

我查到的常见嘉立创免费/优惠门槛里,核心尺寸条件基本都是:
  • 1–4 层板
  • 长宽在 10cm × 10cm 以内
  • 常见活动里会写成 5 pcs / 单片
  • 一般还会附带“常规工艺”限制,比如标准板厚、常规表面工艺、标准铜厚等
  • 很多活动/免费券还会带上 新用户、指定下单渠道、月度次数限制 之类条件
你这块板是否命中尺寸范围
你的板子是:
  • 100mm × 70mm
  • 4 层板
外形尺寸看,它是落在“10cm × 10cm 以内”这个常见门槛里的。
也就是说:
  • 尺寸本身:符合常见免费/优惠尺寸区间
  • 层数本身:也符合常见 1–4 层活动范围
但要注意的现实点
能不能“免费出样”,不只看尺寸和层数,还取决于这几个条件是否同时满足:
  1. 你账号当前有没有对应免费券 / 新人活动资格
  2. 是否要求常规工艺
  3. 是否限制板厚、表面处理、颜色、拼板方式
  4. 是否要求 5片内、单片、不拼特殊工艺
  5. 活动是否还在有效期内
对你这块板的实际判断
  • 如果按常规 4 层板工艺下单,这块 100×70mm 在“常见活动尺寸”里是有机会命中免费/优惠
  • 但我不能仅凭尺寸断言一定免费
  • 最可能的情况是:
    • 尺寸/层数 满足活动外框
    • 最终能否免费,要看你账号和工艺选项
我给你的直接结论
  • 尺寸:符合常见免费打样尺寸门槛
  • 4层:也在常见活动支持范围内
  • 是否一定免费:不一定,要看账号资格 + 工艺是否标准
如果你愿意,我下一步可以继续帮你做两件事之一:
  1. 按嘉立创常规免费/低价工艺约束,反推你这块板哪些参数别乱改
  2. 直接整理一版“下单前检查清单”,让你下单时更容易命中优惠。
列出工艺约束
下单检查清单
检查当前设置
评估缩小尺寸

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PCB 布线交接文档:E-Ink Word Learner
更新时间:2026-05-21 项目:E-Ink Word Learner 用途:把当前 Flux PCB 的板框、元件位置、布线/打孔现状、布线理由和未解决问题整理成给 Claude Code 或其他 PCB 自动化脚本参考的交接说明。

1. 当前 PCB 总览
  • 板子形状:矩形
  • 板子尺寸:100 mm x 70 mm
  • 圆角:3 mm
  • PCB 层数:4 层
  • 当前元件数量:61 个 PCB 元件/footprint
  • 当前网络数量:46 个
  • 当前已有布线段:1306 条 route segments
  • 当前已有智能过孔:340 个 smart vias
  • 当前普通过孔:560 个 vias
  • 当前焊盘:260 个 pads
  • 当前铜皮/填充:1 个 zone,2 个 fills
  • 元件总包围盒:约 95.68 mm x 66.6 mm,覆盖 x=-50.24 到 45.44 mm、y=-33.1 到 33.5 mm
  • 元件密度:约 24.6%,属于低密度;理论上板面仍有足够走线空间。
结论:板子尺寸本身够大,主要问题不是空间不够,而是当前自动布线产生了较多未完成连线、悬空铜、短路/重叠铜和过多过孔,需要先清理已有坏线,再重新布线。

2. 叠层结构
当前叠层为 custom-standard-4-layer,总厚度约 1.30 mm。

Table


层序层名类型材料厚度
1Top OverlayOverlay-0.010 mm
2Top Solder PasteSolder PastePbSn0.010 mm
3Top Solder MaskSolder MaskSolder Mask0.025 mm
4Top CopperSignalCopper0.035 mm
5Dielectric 1DielectricPrepreg, Er 4.30.130 mm
6Dielectric 2DielectricPrepreg, Er 4.30.130 mm
7Mid-Layer 1Ground PlaneCopper0.035 mm
8Dielectric 3DielectricCore, Er 4.80.711 mm
9Mid-Layer 2Power PlaneCopper0.035 mm
10Dielectric 4DielectricPrepreg, Er 4.30.130 mm
11Dielectric 5DielectricPrepreg, Er 4.30.130 mm
12Bottom CopperSignalCopper0.035 mm
13Bottom Solder MaskSolder MaskSolder Mask0.025 mm
14Bottom Solder PasteSolder PastePbSn0.010 mm
15Bottom OverlayOverlay-0.010 mm
布线策略建议:
  • Top/Bottom 用于信号和短电源连接。
  • Mid-Layer 1 作为连续 GND 参考层,尽量不要被信号长距离切割。
  • Mid-Layer 2 作为电源层,优先承载 3V3、VBAT、VBUS 等电源干线或铜皮。
  • USB D+/D- 尽量成对、短、等长、少过孔,并保持完整 GND 参考。
  • ESP32-S3 天线区域附近避免铜、过孔和高速线,保持模块天线外侧净空。

3. 主要功能分区与元件位置
坐标单位为 mm,原点在板中心,正 X 向右,正 Y 向上。所有元件目前都在 Top 层。
3.1 MCU / 主控区
  • U1:ESP32-S3-WROOM-1-N16R8,中心 (-22.5, 13),尺寸约 21 x 28。
    • 放在左中上区域。
    • 这是主控和无线模块,应保证天线端外侧有净空。
    • 3V3 去耦 C14/C15/R7 等在右侧附近。
    • EN 上拉/RC 区在 J1/U1 附近:R1、C1、C3 等。
3.2 USB-C 与 USB ESD 区
  • J1:USB-C 2.0 Receptacle,中心 (-46.2, 17),靠左边缘。
  • D1:USBLC6-2P6,中心 (-40.2, 10.5),在 J1 与 U1 之间。
  • R2/R3:5.1 kΩ CC 下拉,中心约 (-37.8, 18.5) 与 (-37.8, 15.5)。
布线理由:
  • USB-C 连接器必须靠边缘,便于插线。
  • ESD 器件 D1 应靠近 USB 入口,D+/D- 先经过 ESD 再去 ESP32-S3。
  • CC1/CC2 的 5.1 kΩ 下拉靠近连接器,识别 UFP 设备。
当前问题:USB-C 连接器区域是重叠铜和 Airwire 高发区,尤其 Trace 4654 与 J1 多个焊盘发生重叠/短路,必须重点清理。
3.3 电池充电与电源路径
  • J3:S2B-PH-SM4-TB 电池座,中心 (-43, -28),靠左下边缘。
  • U3:MCP73831T-2ATI/OT 充电 IC,中心 (-31.6, -19)。
  • D2:充电状态 LED,中心 (-40, -21.5)。
  • R4:充电电流设置电阻,中心 (-30.2, -15.8)。
  • R5:LED 限流,中心 (-36.5, -22.5)。
布线理由:
  • 电池座靠板边,便于接线。
  • 充电 IC 靠近 USB VBUS 和电池座,缩短 VBUS/VBAT 电源路径。
  • STAT LED 靠近充电 IC 和板边,方便观察充电状态。
当前问题:VDD/VBUS/VBAT 相关 Airwire 较多;应先清理短路,再对 VBUS/VBAT/3V3 电源路径用更宽线或电源铜皮重新走线。
3.4 3V3 升降压电源区
  • U2:TPS63031DSKR,中心 (-21, -17)。
  • L3:1.5 uH,中心 (-24.6, -17)。
  • C4/C5/C6/C7/C8/C9:围绕 U2 的输入/输出/补偿/去耦电容。
布线理由:
  • 电感 L3 紧贴 U2 的 L1/L2,减小开关环路面积。
  • 输入电容靠近 VINA/VIN,输出电容靠近 VOUT/GND。
  • 3V3 从 U2 输出到 ESP32-S3、屏幕、功放、TF 卡等。
当前问题:U2/L3 附近有 P1/P2/FB 相关 Airwire 与重叠铜;必须优先保证 TPS63031 的开关节点、FB 和输出电容走线正确,避免长线和错误铜皮。
3.5 墨水屏接口与高压/屏幕驱动外围
  • J6:FH34SRJ-24S-0.5SH(50) 墨水屏 FPC,中心 (0, -29),靠下边缘。
  • Q2:SI1308EDL-T1-GE3,中心 (5.2, -22.7)。
  • L4:10 uH,中心 (5, -20)。
  • D4/D5/D6:MBR0530T1G,分别在 (-5, -17)、(0.5, -17)、(6, -17)。
  • C17-C26:屏幕高压与泵电容,集中在 J6 上方/附近。
  • R8/R9/R10:屏幕相关阻值,集中在 Q2/J6 周边。
布线理由:
  • 屏幕 FPC 必须靠边缘,便于软排线插入。
  • 电荷泵/升压相关二极管、电感、电容需要靠近 J6 和 Q2,减少高压开关回路。
  • EPD 信号线从 U1 到 J6,优先短且有 GND 参考。
当前问题:J6 周边有大量 P1/P2/电容端子 Airwire,是当前未完成布线的主要区域之一。建议先把电荷泵/EPD 电源小环路手工或约束布好,再布 SPI/控制线。
3.6 按键区
  • SW1:(-30, -28)
  • SW2:(-18, -28)
  • SW3:(-12, -17)
  • SW4:(14, -17)
  • SW5:(18, -28)
  • SW6:(30, -28)
  • SW7:(-7, 12.5)
  • SW8:(-24, 31.5)
布线理由:
  • 按键分布在板边/可触及区域,用于上一页、下一页、收藏、年级选择、播放/静音/启动等人机交互。
  • 按键一般为低速 GPIO,布线优先级低于 USB、电源、屏幕高压环路和 I2S。
  • 每个按键一端接 GPIO,另一端接 GND,需保证 GND 回路可靠。
3.7 音频功放与扬声器接口
  • U4:MAX98357AETE+T,中心 (32, -17.5)。
  • J5:扬声器连接器 1729128,中心 (39, -28),靠右下边缘。
  • C10/C11:U4 电源去耦,中心 (27.5, -16 / -18)。
布线理由:
  • 功放靠近扬声器接口,缩短大电流音频输出 SPK_PLUS/SPK_MINUS。
  • I2S 信号从 U1 到 U4,属于中速数字信号,应有完整 GND 参考。
  • 输出线对尽量并行、远离 USB D+/D- 和 ESP32 天线。
3.8 TF 卡接口
  • J2:TF-015,中心 (-41.7, -10.35),靠左侧。
  • 相关 SPI/SD 信号:SD_CS、SPI_SCK、SPI_MOSI、SPI_MISO 等。
布线理由:
  • TF 卡座靠边缘便于插拔。
  • SPI/SD 信号连接到 ESP32-S3,应保持短、同层优先、避免跨越电源开关节点。

4. 当前网络概览
当前项目有 46 个网络,重点网络如下:
电源/地
  • VBUS:USB 输入 5 V,连接 J1、U3、保护/去耦。
  • VBAT:锂电池电压,连接 J3、U3、U2 输入路径。
  • 3V3:系统主电源,连接 ESP32-S3、屏幕接口、功放、TF 卡、按键上拉/相关电路。
  • GND:系统地。
注意:原理图摘要里出现两个名为 GND 的网络条目,文档建议 Claude Code 检查是否只是工具显示重复,还是实际存在两个未合并的 GND 网络。如果是两个逻辑 GND,必须合并为单一 GND。
USB
  • USB_DP
  • USB_DM
  • USB_CC1
  • USB_CC2
ESP32-S3 / EPD / SD / Audio
  • SPI_SCK、SPI_MOSI、SPI_MISO、SD_CS
  • EPD_CS、EPD_DC、EPD_RST、EPD_BUSY、EPD_VDD、EPD_VGH、EPD_VGL、EPD_VCOM、EPD_VPP、EPD_RESE、EPD_GDR、EPD_SW、EPD_VSH1、EPD_VSH2、EPD_VSL
  • I2S_DOUT、I2S_BCLK、I2S_LRCLK、AMP_SD_MODE
按键
  • BTN_PREV、BTN_NEXT、BTN_FAVORITE、BTN_GRADE、BTN_PLAY、BTN_MUTE、BOOT_GPIO0 等。

5. 现有布线/过孔状态
当前 PCB 已经被自动布线过,存在大量铜线与过孔:
  • 1306 条布线段。
  • 340 个 smart vias。
  • 560 个普通 vias。
  • 多层均有走线:Top、Bottom、Mid-Layer 1 都出现了 route segments。
  • GND 相关有效网络 ID c82e018e 在许多 trace/fill 上出现,说明 GND 已有大面积布线/填充,但同时也有与 J1/其它焊盘相关的 Airwire 和重叠问题。
  • 线宽从读取到的规则看有 0.15 mm、0.254 mm、0.3 mm、0.5 mm 等。应区分:
    • USB/普通信号:可用约 0.15-0.254 mm,但 USB D+/D- 应按阻抗和等长规则处理。
    • 普通 GPIO/SPI/I2S:0.254 mm 常规线宽。
    • 电源/GND/VBUS/VBAT/3V3:建议 0.3-0.5 mm 或铜皮。
重要判断:当前有太多自动过孔和短路/悬空问题,不建议直接在现有布线上继续增量修补。更稳妥流程是:
  1. 删除 DRC 指出的悬空/坏 trace。
  2. 删除或重走 J1 USB-C 区域中明显重叠的 Trace 4654 等问题线。
  3. 先修重叠铜,再修 floating copper,再修 airwire。
  4. 电源与 GND 先布,USB 差分其次,屏幕电荷泵/高压环路第三,最后布普通 GPIO/按键。

6. 当前未解决 DRC/布线问题
DRC 重新检查时间:2026-05-21T13:22:40.972Z
汇总:
  • Airwires:54 个 ERROR
  • Dangling Traces:2 个 WARNING
  • Floating Copper:7 个 ERROR
  • Overlapping Copper:34 个 ERROR
  • 本次筛选总计:95 个 ERROR,2 个 WARNING
6.1 Airwires:54 个
说明:原理图网络存在,但 PCB 铜连接未完成。重点集中在:
  • VDD/VBUS/VBAT/3V3 电源链路。
  • USB-C D+/D-/CC1/CC2 区域。
  • U2 TPS63031 与 L3/C4-C9 的电源转换区域。
  • J6 墨水屏 FPC 与周边电荷泵电容/二极管/电感。
  • D1 USBLC6 ESD 到 J1/U1 的 USB 数据路径。
代表性 Airwire:
  • VDD:U3 VDD 与多个 VBUS/去耦/输入路径未完全连通。
  • VBUS:J1 VBUS 多个焊盘之间及到 U3 VDD 的连接未完全闭合。
  • D- / D+ / I/O1 / I/O2:USB-C 与 ESD/ESP32 路径未完全闭合。
  • CC1/CC2:J1 到 5.1 kΩ 下拉未完全完成。
  • FB/P1/P2:U2 反馈、电感、电容相关网络未完全完成。
  • GND:J1 GND/Shield/GND fill 与局部焊盘仍有缺失或连接问题。
建议 Claude Code 优先修复顺序:
  1. 先不要直接全局自动布线。
  2. 先锁定并修复 J1 USB-C 区域,因为那里同时有 Airwire 和重叠铜。
  3. 修复 U2 电源区,确保 TPS63031 的 L1/L2/L3/VOUT/FB/输入输出电容连接正确。
  4. 修复 J6 EPD 电荷泵和高压网络。
  5. 最后自动/手动补普通按键、SPI、I2S 网络。
6.2 Dangling Traces:2 个 WARNING
需要删除的悬空线组:
  1. Trace 3a89
    • UIDs: 3a89308a-c387-4565-abf7-d25f839cd130, 2147867d-2bf3-4cdc-baba-8c1a8dfb95c7, b67e4eb3-8282-4516-a44a-0533a873e9a5
  2. Trace 4cab
    • UIDs: 4cab6baa-9c16-4085-b046-0a366964d7dd, 3a8ce18c-9895-4ba7-9f9b-b23c82838253, 8e707d1b-4f10-4c28-9d90-6624299de36c, 1147f36d-0b92-48ef-9d21-6e5641ce3137, 94a23cac-41c4-4179-8799-dc8db5f644e3
建议:这些悬空 trace 应在任何重新布线之前删除,否则会继续干扰自动布线和 DRC。
6.3 Floating Copper:7 个 ERROR
代表性问题:
  • Trace 227a,包含过孔/铜岛:227af140-cf3d-4d1d-9536-9071b9b36d37 等。
  • 259e61eb、4c841dcb、722f2040、77a694c5、7bdea3eb、b52c4f59 等通孔铜岛。
建议:
  • 若这些铜岛是孤立过孔,直接删除。
  • 若原意为 GND stitching via,则必须明确连接到 GND plane/fill。
  • 不要保留未命名/未联网铜岛,制造上没有意义且会触发 DRC。
6.4 Overlapping Copper:34 个 ERROR
最严重集中区域:J1 USB-C。
代表性问题:
  • Trace 4654 与 J1 多个焊盘重叠/短路,包括 GND、VBUS、D+、D-、CC1、CC2、Shield 等多个 pad。
  • Trace 03db、Trace 265a、Trace 784e 等也与 USB 或 ESD 区域焊盘出现重叠。
  • L3/U2 附近 P2 与过孔/trace 重叠。
  • Shield 焊盘与多个铜结构重叠。
建议:
  1. 先把 Trace 4654 所在 USB-C 区域相关自动布线删除或局部 rip-up。
  2. 对 J1 的 VBUS/GND/Shield/D+/D-/CC1/CC2 重新按拓扑布线:
    • VBUS:J1 多个 VBUS 焊盘并联后去 U3 VDD,并加去耦。
    • GND/Shield:连接到 GND,Shield 可通过地过孔/铜皮短接或按 EMI 策略处理。
    • D+/D-:J1 -> USBLC6 D1 -> ESP32-S3 IO20/IO19,成对走线。
    • CC1/CC2:各自接 5.1 kΩ 到 GND,短线即可。
  3. USB 区域修完后再重新跑 DRC,然后再进入其它区域。

7. 建议给 Claude Code 的修复流程
请按以下流程处理,不要直接全板自动布线:
  1. 读取 PCB 文件/布局数据,确认板框 100 mm x 70 mm、4 层结构不变。
  2. 删除悬空线:Trace 3a89 和 Trace 4cab 的所有 UID。
  3. 局部删除 J1 USB-C 附近所有造成重叠的错误自动线,尤其 Trace 4654 相关铜段。
  4. 删除或接地 floating copper:Trace 227a、259e61eb、4c841dcb、722f2040、77a694c5、7bdea3eb、b52c4f59。
  5. 先手工/约束布线电源:
    • VBUS:J1 -> U3 VDD,线宽建议 >=0.3 mm;可局部铜皮。
    • VBAT:J3 -> U3 VBAT -> U2 输入,线宽建议 >=0.3 mm。
    • 3V3:U2 VOUT -> U1/U4/J2/J6,线宽建议 0.3-0.5 mm 或电源层。
    • GND:保持 Mid-Layer 1 为连续地,关键器件旁放接地过孔。
  6. 再布 USB:
    • D+/D- 从 J1 到 D1 再到 U1,短、并行、少过孔,有 GND 参考。
    • CC1/CC2 到 R2/R3 再到 GND。
  7. 再布 U2 TPS63031:
    • L1/L2 到 L3 极短。
    • 输入/输出电容贴近芯片地回路。
    • FB 从输出采样点回芯片,远离开关节点。
  8. 再布 J6 EPD:
    • 先布电荷泵/高压回路:L4、Q2、D4/D5/D6、C17-C26、J6 对应高压脚。
    • 再布 SPI 和控制线。
  9. 再布 U4 audio:
    • I2S 走低速数字线。
    • OUTP/OUTN 到 J5 短且并行,远离 USB 与天线。
  10. 最后布按键 GPIO 和剩余低速信号。
  11. 每完成一个区域跑一次 DRC,直到 Airwire、Overlapping Copper、Floating Copper、Dangling Trace 均清零。

8. 元件位置表

Table


DesignatorCenter XCenter YWHLayer
D2-40-21.52.971.47Top
L3-24.6-172.451.02Top
U3-31.6-194.573.61Top
C7-18-14.22.451.02Top
D66-174.72.3Top
C22-6-25.22.451.02Top
C269-25.22.451.02Top
C12-45.55.72.451.02Top
R6-36.86.52.451.05Top
SW414-178.34Top
C1127.5-182.451.02Top
C1-38.525.72.451.02Top
C190-19.52.451.02Top
Q25.2-22.72.52.4Top
C1027.5-162.451.02Top
C3-37.529.32.451.02Top
J60-29166Top
U432-17.54.254.25Top
C18-5.5-19.52.451.02Top
J1-46.2178.089.64Top
C17-2.2-22.62.451.02Top
C13-42.55.72.451.02Top
D50.5-174.72.3Top
R2-37.818.51.052.45Top
J3-43-289.210.2Top
C240-25.22.451.02Top
SW2-18-288.34Top
C2-34.85172.451.02Top
SW518-288.34Top
C15819.52.451.02Top
SW630-288.34Top
SW1-30-288.34Top
D1-40.210.55.314.82Top
C6-22-14.22.451.02Top
C8-27.55-20.12.451.02Top
R98.7-21.52.451.05Top
C5-18-20.22.451.02Top
SW3-12-178.34Top
SW7-712.58.34Top
R88.7-23.22.451.05Top
C1612.5-20.52.451.02Top
C216-25.22.451.02Top
U1-22.5132128Top
C14821.22.451.02Top
R78.717.82.451.05Top
SW8-2431.58.34Top
C20-3-25.22.451.02Top
R3-37.815.51.052.45Top
L45-2031.2Top
C253-25.22.451.02Top
J2-41.7-10.3515.316.9Top
C9-32-222.451.02Top
R4-30.2-15.82.451.05Top
R101.2-22.62.451.05Top
J539-2812.8710.15Top
C4-22-20.22.451.02Top
C23-9-25.22.451.02Top
R5-36.5-22.52.451.05Top
R1-38.527.42.451.05Top
D4-5-174.72.3Top
U2-21-173.753.33Top

9. 可以直接贴给 Claude Code 的任务描述
请修复当前 PCB 布线,不要改变原理图连接,不要随意移动已确认位置的连接器,板框保持 100 mm x 70 mm、4 层。当前问题是自动布线后仍有 54 个 Airwire、34 个 Overlapping Copper、7 个 Floating Copper、2 个 Dangling Trace。请先删除 Dangling Trace 3a89/4cab 和 USB-C 区域造成短路的 Trace 4654,再清理 floating copper,然后按电源、USB、TPS63031、电墨屏电荷泵、音频、按键/普通 GPIO 的顺序重新布线。修复目标是 DRC 中 Airwire、Overlapping Copper、Floating Copper、Dangling Trace 全部清零,同时保持 Mid-Layer 1 为完整 GND 参考层,USB D+/D- 短且成对,电源线宽不小于普通信号线。
  • 1. 当前 PCB 总览

  • 2. 叠层结构

  • 3. 主要功能分区与元件位置

  • 3.1 MCU / 主控区

  • 3.2 USB-C 与 USB ESD 区

  • 3.3 电池充电与电源路径

  • 3.4 3V3 升降压电源区

  • 3.5 墨水屏接口与高压/屏幕驱动外围

  • 3.6 按键区

  • 3.7 音频功放与扬声器接口

  • 3.8 TF 卡接口

  • 4. 当前网络概览

  • 电源/地

  • USB

  • ESP32-S3 / EPD / SD / Audio

  • 按键

  • 5. 现有布线/过孔状态

  • 6. 当前未解决 DRC/布线问题

  • 6.1 Airwires:54 个

  • 6.2 Dangling Traces:2 个 WARNING

  • 6.3 Floating Copper:7 个 ERROR

  • 6.4 Overlapping Copper:34 个 ERROR

  • 7. 建议给 Claude Code 的修复流程

  • 8. 元件位置表

  • 9. 可以直接贴给 Claude Code 的任务描述

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