PCB 工艺设计的7个常见误区
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在日常生产过程中接触了各类产品的PCB 设计文件,看到设计师踩各种工艺设计上的坑,以下是实际工作里遇到最多的 7 个PCB设计问题,讲明白问题在哪,以及该怎么处理。
误区一:为了省空间随意改设计,没有考虑生产能不能做
我们在生产对接时经常会遇到一些人认为:只要设计软件检测没问题,就能生产,为了让产品更小、更适配结构,就不自觉的放宽设计要求。
其实这是错的!如果设计超过了PCB生产加工设备和工艺是有极限,比如线太细、孔太小,生产的时候就容易出问题,要么蚀刻坏了短路,要么钻孔断了,良率大幅降低,不仅返工成本高,严重的还会批量报废。
正确做法:设计前先跟PCB生产厂家沟通清楚,问明白能做到的极限(比如最细的线、最小的孔),别盲目追求小巧,在结构和生产可行性之间找平衡,实在不行就和结构工程师一起优化方案。
误区二:焊盘用软件默认的就行,不用改
一些人图省事直接用设计软件自带的焊盘库,认为所有元器件都能用,无需特意调整。
这是不对的!默认焊盘没考虑实际生产的贴片精度和焊接需求,比如小元器件的焊盘尺寸不对,焊接的时候容易立起来(就是常说的“曼哈顿效应”),要么虚焊、焊不牢,后期用着用着就接触不良。
正确做法:按照元器件的说明书,调整焊盘的尺寸和间距,结合厂家的贴片工艺来优化;要是大功率、高频的元器件,还要考虑散热,必要时加散热焊盘和过孔。
误区三:走线用90度直角,认为不影响使用
一些人认为PCB线路板设计走线拐个直角只是不好看,对电路和生产没影响,不做圆弧处理随便画。
这是不可取的!直角走线有两个大问题:
一是生产的时候,直角处容易残留蚀刻液,时间长了铜箔会被腐蚀坏,要么线变细要么直接断;
二是会影响信号传输,尤其是高速电路,直角会让信号反射、干扰变多,产品容易出故障。
正确做法:走线转弯尽量用45度角或者圆弧,不要用直角;如果空间实在不够,就在直角处加个倒角,减少残留和信号干扰,最后再检查一遍有没有锐角走线。
误区四:表面处理只看便宜,不管产品用在啥环境
一些人认为表面处理就是为了防止铜箔生锈,选最便宜的就行,没有考虑产品是用在潮湿环境还是高频电路里。
这是大错特错!不同的表面处理方式,效果差别很大。比如高频电路用便宜的喷锡,会影响信号传输;潮湿环境用普通的有机保焊,容易氧化生锈,焊接不良,产品用不了多久就坏。
正确做法:根据产品的使用场景和需求选择表面处理。高频电路选沉金,潮湿环境选沉金或镍钯金,普通低频电路选喷锡,兼顾成本和质量。
误区五:全靠软件自动布线,觉得省事又没差错
一些人认为软件自动布线效率高,还不会出错,能完全代替人工布线。
这可不行!自动布线只是按算法来,考虑不到所有细节,容易出现线路冗余、间距不够、信号不匹配等问题。比如关键的高频信号、差分信号,自动布线没法精准控制,会影响传输质量,后期又要返工。
正确做法:以人工布线为主,自动布线为辅。关键信号(高频、差分、电源)一定要人工仔细布,普通低频信号可以用自动布线辅助,布完后人工检查一遍,把不合理的地方改过来。
误区六:过孔随便打,只当是层间连线用
有些人认为过孔就是用来连接电路板上下层的,尺寸、位置随便定,不用太讲究。
其实过孔设计不好,问题特别多。孔太小、壁太薄,钻孔的时候容易断,镀铜也不牢,会出现层间断路;过孔离走线或焊盘太近,容易短路;高速电路里,过孔还会影响信号传输质量,太多过孔还会增加成本。
正确做法:按照生产要求定好过孔的尺寸,别太小也别太大;位置要避开走线转弯处和焊盘边缘,高速电路用盲孔、埋孔减少影响,同时控制过孔数量,别乱打。
误区七:只关注电路板设计,不管生产和装配方不方便
有些人觉得只要电路板能实现电路功能就行,没有考虑生产好不好做、元器件好不好装,后期生产自己调整就行。
这是误区!设计的时候不考虑生产和装配,后期会出很多麻烦。比如元器件离板边太近,贴片设备抓不到;没留测试点,产品检测变麻烦;丝印标识不清,工人贴错元器件,良率直接下降。
正确做法:设计的时候就同步考虑生产、装配和测试需求,元器件别太靠近板边,留够测试点;丝印标识要清晰准确,和清单、图纸一致;提前和生产、装配团队沟通,确认设计能顺利生产和装配,避免后期返工。
总的来说,PCB 设计的核心就是“设计要为生产服务”,避开这7个误区,能少走很多弯路,提高生产良率和产品可靠性。不管是设计还是生产,都要多注重细节,多和上下游人员沟通,才能做好 PCB 工艺。
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