PCB 设计问题简述
摘要：印制板制作工艺错综复杂，生产工序繁多，由于受设备、人员、管理等各
方面原因的影响，生产过程中很容易出现废、次品，成品率降低，这使PCB 厂管理人员深感头痛。但在实际工作中很多质量问题同PCB 设计的好坏也有很大的关系，是由于设计的不合理而造成的。本文根据我厂生产实际情况，总结出一部分因设计原因而造成的质量缺陷，供广大印制板厂家和PCB 设计者参考。 1. 焊盘重叠，在PCB 设计时，完全能通过设计规则检查，但在PCB 加工中会出现以下问题：
a. 造成重孔, 因钻头是硬质合金制成的，由于在一处多次钻孔导致断钻及孔壁损伤。
b. 在多层板中, 连接盘同隔离盘重合, 板子做出来，孔有可能不和铜皮连接，使连接焊盘失去作用。
（图1）
2. 图形层使用不规范，随意的使用软件提供的图层。
a.
违反常规设计, 如元件面设计在Bottom
层, 焊接面设计在TOP 层, 边框及板内开槽设计在字符层等.
b. 在各层上有很多设计垃圾, 如断线, 无用的边框、标注，这些情况及易使PCB 厂CAM 设计人员误解，造成处理错误。 3. 焊盘直径设计小
如：50mil 的焊盘要求1.0mm 的成品孔，加工中容易出现破盘，使焊接不可靠影
响电气连接。
3. 字符不合理
a. 字符覆盖SMD 焊片, 因字符是非导体，测试针接触到字符上造成测试没办法进行，在焊接时也会因字符产生焊接不良的现象。
b. 设计字符太小, 造成丝网印刷困难, 太大会使字符相互重叠, 难以分辨，字高一般>40mil，线宽6mil 以上. 4. 单面焊盘设置孔径
a. 单面焊盘一般不钻孔(如SMD 、MARK 点、测试点), 其孔径应设计为零, 否则在产生钻孔数据时, 此位置会出现孔的坐标.
（图3）
b. 如单面焊盘钻孔，需设计正确的孔径，如孔径设计为零，以protel 软件为例在输出电、地层数据时软件将此焊盘做为SMT 焊盘处理，内层将丢掉隔离盘造成处理错误。 5. 用线填充焊盘
在画PCB 时，可以用线和焊盘两种形式来画图，有的设计人员图省事，用FILL 填充区来画比较大的焊盘，这样虽然能通过DRC 检查, 但不利于印制板厂各项工程的处理，包括生成阻焊数据、生成测试数据、焊环的检查、生成钻孔数据等，容易造成印制板作成后存在问题。
（图4）
6. 电地层既设计散热盘又有信号线。
大家都知道，多层板电源、地层一般都设计成负像图形，焊盘在做完板之后应变成隔离盘。PCB 设计人员为了屏蔽信号线或有些线在外层没办法布，需要在内层布线，但由于不了解印制板工艺，将正负片画在一起，如图所示，加工后信号线变成隔离线，改变原设计。
（图5）
8. 设计网格间距太小
如果网格线间距≤0.3mm,PCB 制造过程中, 图形转移工序在显影后产生碎膜不能很好固定，到处飘动造成断线、缺口等问题提高了加工难度
.
9. 图形距外框太近
印制板内外层的铜皮距板框至少保证0.2mm 以上的间距，V-cut 处应留出0.8mm 以上的刀口不能有铜皮, 否则外型加工时容易引起铜箔起翘及阻焊剂脱落. 影响外观质量。
10. 外形边框设计不明确
PCB 图很多层都设计了边框, 并且不重合, 造成PCB 厂家很难判断以哪一条外框线成型，实际上，PCB 厂家只需按照一层边框编制铣外形程序即可生产。标准边框应设计在机械层或BOARD 层，并且内部挖空部位要标注清楚. 11. 图形设计不均匀
一种是同一个板面上图形不均匀，有孤立的线条或焊盘存在，另一种是印制板的顶层和底层图形不均匀，一面有大面积铜皮，而另一面线条非常稀少。这两种情况会造成图形电镀时, 电流分布不匀, 影响镀层均匀性, 甚至造成印制板翘曲。可考虑采取加分流图形的方法进行弥补。
12. 异型孔短
异型孔的长/宽应>2:1,宽度>0.6mm,否则不利于数控钻床的加工。 13. 未设计铣外形定位孔
如有可能在PCB 板内或工艺边上至少设计2个直径>1.5mm的定位孔方便铣外型定位。
14. 孔径标注不合理
a. 为适应钻头孔径标注应尽量以公制标注，并且以0.05mm 递增。 b. 对有可能合并的孔径尽可能合并成一个库区，便于检查。 c. 是否金属化孔标注清楚
d. 特殊孔（压接孔）的公差标注清楚。
e. 设计时候要考虑孔径/板厚〉1/7 15. 加工工艺不合理，一般情况： a. 热风整平板的板厚>0.8mm b.V-CUT 工艺板厚>0.8mm 16. 内层设计不合理
a. 连接盘放到隔离带上，钻孔后容易出现不能连接的情况。 b. 隔离带设计有缺口。
c. 隔离带设计太窄，不能准确判断网络关系。
17.
提高多层板的密度30%
改善PCB 性能，特别是特性阻抗的控制。 提高PCB 设计自由度。
降低原材料及成本，有利于环境保护 17.2设计中存在的问题：
非对称性结构。
3-4层交叉结构无法加工。
以六层板为例子，说明几种常见的盲埋孔板设计方式 18. 软件问题
a. 不同版本软件不能相互转换, 因为在文件导入、导出过程中文件会丢掉各自版本所具有的特性，造成转化后的文件同原设计不符.(如PROTEL 系列,PADS 系列等) b. 因PADS 系列软件层面设计比较灵活，在交给PCB 厂加工时应提供各层的组合结构图及层定义，不然容易造成叠层错误。
c. 特殊格式及特殊软件生成的Gerber 文件（如带Polygon 、自定义焊盘、正负层叠加）第一次加工时，要考虑同PCB 板厂软件的兼容性。
d. 推荐不直接向印制板厂提供PCB 文件而提供RS274X 格式的Gerber 文件、钻孔文件以减少中间环节出现的因文件转换、处理所造成的失误，增强生产加工的透明度。
PCB 设计问题简述
摘要：印制板制作工艺错综复杂，生产工序繁多，由于受设备、人员、管理等各
方面原因的影响，生产过程中很容易出现废、次品，成品率降低，这使PCB 厂管理人员深感头痛。但在实际工作中很多质量问题同PCB 设计的好坏也有很大的关系，是由于设计的不合理而造成的。本文根据我厂生产实际情况，总结出一部分因设计原因而造成的质量缺陷，供广大印制板厂家和PCB 设计者参考。 1. 焊盘重叠，在PCB 设计时，完全能通过设计规则检查，但在PCB 加工中会出现以下问题：
a. 造成重孔, 因钻头是硬质合金制成的，由于在一处多次钻孔导致断钻及孔壁损伤。
b. 在多层板中, 连接盘同隔离盘重合, 板子做出来，孔有可能不和铜皮连接，使连接焊盘失去作用。
（图1）
2. 图形层使用不规范，随意的使用软件提供的图层。
a.
违反常规设计, 如元件面设计在Bottom
层, 焊接面设计在TOP 层, 边框及板内开槽设计在字符层等.
b. 在各层上有很多设计垃圾, 如断线, 无用的边框、标注，这些情况及易使PCB 厂CAM 设计人员误解，造成处理错误。 3. 焊盘直径设计小
如：50mil 的焊盘要求1.0mm 的成品孔，加工中容易出现破盘，使焊接不可靠影
响电气连接。
3. 字符不合理
a. 字符覆盖SMD 焊片, 因字符是非导体，测试针接触到字符上造成测试没办法进行，在焊接时也会因字符产生焊接不良的现象。
b. 设计字符太小, 造成丝网印刷困难, 太大会使字符相互重叠, 难以分辨，字高一般>40mil，线宽6mil 以上. 4. 单面焊盘设置孔径
a. 单面焊盘一般不钻孔(如SMD 、MARK 点、测试点), 其孔径应设计为零, 否则在产生钻孔数据时, 此位置会出现孔的坐标.
（图3）
b. 如单面焊盘钻孔，需设计正确的孔径，如孔径设计为零，以protel 软件为例在输出电、地层数据时软件将此焊盘做为SMT 焊盘处理，内层将丢掉隔离盘造成处理错误。 5. 用线填充焊盘
在画PCB 时，可以用线和焊盘两种形式来画图，有的设计人员图省事，用FILL 填充区来画比较大的焊盘，这样虽然能通过DRC 检查, 但不利于印制板厂各项工程的处理，包括生成阻焊数据、生成测试数据、焊环的检查、生成钻孔数据等，容易造成印制板作成后存在问题。
（图4）
6. 电地层既设计散热盘又有信号线。
大家都知道，多层板电源、地层一般都设计成负像图形，焊盘在做完板之后应变成隔离盘。PCB 设计人员为了屏蔽信号线或有些线在外层没办法布，需要在内层布线，但由于不了解印制板工艺，将正负片画在一起，如图所示，加工后信号线变成隔离线，改变原设计。
（图5）
8. 设计网格间距太小
如果网格线间距≤0.3mm,PCB 制造过程中, 图形转移工序在显影后产生碎膜不能很好固定，到处飘动造成断线、缺口等问题提高了加工难度
.
9. 图形距外框太近
印制板内外层的铜皮距板框至少保证0.2mm 以上的间距，V-cut 处应留出0.8mm 以上的刀口不能有铜皮, 否则外型加工时容易引起铜箔起翘及阻焊剂脱落. 影响外观质量。
10. 外形边框设计不明确
PCB 图很多层都设计了边框, 并且不重合, 造成PCB 厂家很难判断以哪一条外框线成型，实际上，PCB 厂家只需按照一层边框编制铣外形程序即可生产。标准边框应设计在机械层或BOARD 层，并且内部挖空部位要标注清楚. 11. 图形设计不均匀
一种是同一个板面上图形不均匀，有孤立的线条或焊盘存在，另一种是印制板的顶层和底层图形不均匀，一面有大面积铜皮，而另一面线条非常稀少。这两种情况会造成图形电镀时, 电流分布不匀, 影响镀层均匀性, 甚至造成印制板翘曲。可考虑采取加分流图形的方法进行弥补。
12. 异型孔短
异型孔的长/宽应>2:1,宽度>0.6mm,否则不利于数控钻床的加工。 13. 未设计铣外形定位孔
如有可能在PCB 板内或工艺边上至少设计2个直径>1.5mm的定位孔方便铣外型定位。
14. 孔径标注不合理
a. 为适应钻头孔径标注应尽量以公制标注，并且以0.05mm 递增。 b. 对有可能合并的孔径尽可能合并成一个库区，便于检查。 c. 是否金属化孔标注清楚
d. 特殊孔（压接孔）的公差标注清楚。
e. 设计时候要考虑孔径/板厚〉1/7 15. 加工工艺不合理，一般情况： a. 热风整平板的板厚>0.8mm b.V-CUT 工艺板厚>0.8mm 16. 内层设计不合理
a. 连接盘放到隔离带上，钻孔后容易出现不能连接的情况。 b. 隔离带设计有缺口。
c. 隔离带设计太窄，不能准确判断网络关系。
17.
提高多层板的密度30%
改善PCB 性能，特别是特性阻抗的控制。 提高PCB 设计自由度。
降低原材料及成本，有利于环境保护 17.2设计中存在的问题：
非对称性结构。
3-4层交叉结构无法加工。
以六层板为例子，说明几种常见的盲埋孔板设计方式 18. 软件问题
a. 不同版本软件不能相互转换, 因为在文件导入、导出过程中文件会丢掉各自版本所具有的特性，造成转化后的文件同原设计不符.(如PROTEL 系列,PADS 系列等) b. 因PADS 系列软件层面设计比较灵活，在交给PCB 厂加工时应提供各层的组合结构图及层定义，不然容易造成叠层错误。
c. 特殊格式及特殊软件生成的Gerber 文件（如带Polygon 、自定义焊盘、正负层叠加）第一次加工时，要考虑同PCB 板厂软件的兼容性。
d. 推荐不直接向印制板厂提供PCB 文件而提供RS274X 格式的Gerber 文件、钻孔文件以减少中间环节出现的因文件转换、处理所造成的失误，增强生产加工的透明度。