PCB设计最容易出现的错误有哪些？

现代 PCB 布局软件允许工程师、设计师和爱好者快速轻松地设计 PCB。该软件提供了创造性的自由，但有时这并不是一件好事。PCB 设计人员可能会犯草率的设计错误，这些错误不会影响产品的功能，但可能会影响装配、调试和产量，因为这些草率的错误会造成混乱。本文介绍了一些基本的草率 PCB 设计风格错误以及如何避免这些错误。

焊盘下的参考标记

放置在铜上的参考标记会出现在 PCB 布局软件中，但不会出现在物理 PCB 上。如果您的参考指示符放置在布局中的焊盘上，那么当您拿到 PCB 时它们就会丢失，并且放置元件会很困难。在下图中，R1 的参考标记不会完全印在 PCB 上。“1”将被剪掉。R2 的参考标号放置正确。

封装下的参考标记

如果您在组件下方放置参考标记，您或您的合同制造商可能能够放置该组件，但如果您需要移除或更换组件进行维修或调试，则很难在 PCB 上找到该组件。在下图中，U1 放置在 PCB 上后，U1 的参考标记将被隐藏。放置 U2 后，U2 的参考标记将清晰可见。

未明确分配给组件的参考标记

将参考标记尽可能靠近其组件放置。以某种方式放置参考指示符，以便清楚它们属于哪些组件。如果不这样做，就很难将正确的组件放置在正确的位置。这对于汇编和调试很重要。下图中，不清楚哪个电阻是R1，哪个是R2。

小字体的参考标记

使用足够大以便于阅读的参考指示符字体。作者已经成功地使用了至少 0.060” 高和 0.050” 宽的字体。此提示没有图片，因为任何尺寸的参考指示器在大型高分辨率显示器上看起来都不错，尤其是当您放大时。

具有模糊参考指示符的彼此靠近的组件

组件彼此相邻放置，参考标号没有清楚地表明哪些组件放在哪些焊盘上可能会导致许多问题，包括错误的组件被放置在错误的焊盘上或组件以非预期的方式放置引入短路或开路。作者曾见过有此错误的布局，如下图所示。使用这种布局制作的一些 PCB 与水平放置的电阻器正确组装。其他 PCB 的电阻器垂直放置不正确。这种零件错位导致 PCB 无法工作。使用组件周围有轮廓的封装是避免此问题的一种方法。

具有随机方向的参考标记

PCB 上的参考标记应面向一个或多两个方向。随机定向的参考指示符使组装和调试更加困难，因为组件更难找到。左侧的组件具有适当放置的参考指示符。右边的组件具有不同方向的参考指示符，这很糟糕。

未在集成电路上标记引脚 1

集成电路应在引脚 1 旁边有一个清晰的指示器，如点或星形，以确保 IC 安装正确。安装不当的 IC 可能会损坏或毁坏。当 IC 在 PCB 上时，如果引脚 1 指示器不埋在 IC 下方，调试将更容易。在下图中，U1 将很难正确放置。请注意，您在图片中看到的引脚号不会出现在 PCB 上。U2 将被正确放置，因为引脚 1 已清楚标记（方形引脚）。

不标记极化元件的极性

LED 和电解电容器等一些两端元件是极化的。错误安装极化组件会导致电路故障或组件损坏。LED 只有在正确安装时才会发光。如果安装反了，LED 将不导通，甚至可能被电压击穿而损坏。如果反向偏置，电解电容器会爆炸。使用指示极性的脚印。极性标记不应埋在元件下方。下图中，C1的封装不好，因为极性标记会被元件盖住。C2 的封装很好，因为当电容器位于 PCB 上时，可以看到极性标记。

将组件放置得太近

将组件放置得太近会导致焊桥等问题。如果组件距离太近，则可能难以使用示波器或万用表进行探测，因为探头可能会将多个组件短接在一起。将组件放置得太近也会使更换组件变得困难。这在 PCB 上看到，因为组件间距在大型显示器上可能看起来不错。

不使用散热

在元件引脚上使用散热装置，使焊接更容易。您可能不想使用热释放来降低电阻和热阻，但不使用热释放会使焊接变得非常困难，尤其是当元件焊盘连接到大走线或铜填充物时。如果不使用适当的散热装置，大的走线和铜填充会充当散热器，这会使加热焊盘变得困难。在下图中，Q1 的源极引脚上没有散热片。该 MOSFET 可能难以焊接和拆焊。Q2 的源极引脚经过热释放。该 MOSFET 易于焊接和拆焊。PCB 设计人员可以更改散热量以控制连接的电阻和热阻。例如，

了解 PCB 制造商、合同制造商和您的局限性

拥有一套良好的设计规则，您的 PCB 制造商可以满足这些规则。

了解您或您的 CM 是否可以处理像球栅阵列这样的困难包。如果您自己进行焊接，支脚伸出到 IC 封装侧面的封装容易焊接，尤其是在间距不太小（小于 0.100”）的情况下。

结论

本文涵盖了一些可能导致装配和调试问题的 PCB 布局样式问题。请记住小心放置参考标记，使用带有极性和引脚 1 标记的良好封装，使用散热装置，并在设计时考虑制造限制。遵循这些良好的设计实践将使组装更容易、提高良率并使调试更容易。这些好处都可以节省时间和金钱，让您高枕无忧。

编辑：黄飞