关于PCB质量的好坏，设计师有决定性作用

印刷电路板（PCB）的质量在很大程度上取决于设计方法。这是设计师已经定义生产流程和质量缺陷可能性的阶段。通过在设计中进行外观更改，可以避免许多潜在的错误，这将为最终产品提供更好的质量。以下内容展示了PCB制造商在如何构建电路板和保持高质量方面的一系列成功。

PCB设计过程应考虑PCB的电气参数以及选择交付订单的供应商的生产能力。PCB制造商指定了设计中必须遵循的原则，以使电路板可制造。通常的建议包括：

l导电部件的最小间距；

l最小路径宽度；

l最小孔直径和环尺寸；

l最小的阻焊层暴露量；

l层数；

为了提供良好的PCB，有必要分析每种设计的这些因素。但是，由于大多数现代的PCB设计系统都具有设计检查和错误纠正措施，因此很容易发现与所述原理的所有偏差。

右边的解决方案很好：具有最小允许宽度的路径已加宽，因此大大降低了过度蚀刻和机械损坏的风险。

生产中出现的问题通常是由设计解决方案引起的，而处理原则已遵循了这封信。这会降低PCB质量。本文后面将讨论如何消除这些问题。

铜和路径表面

主要问题之一是铜表面在外层上的分布不正确。电化学铜沉积在PCB表面和孔内部的有效性严格取决于整个PCB表面铜分布的均匀性。

具有较低组件密度的PCB零件（即，奇异的绝缘路径和孔）将比产品的其他部分具有更高的填充密度或更大的铜面积具有更高的铜填充水平。

这些解决方案使其难以符合设计的孔径公差或在高密度区域中适当地阻焊过厚路径的沉积。通过在低密度部件中增加额外的铜面积，可以改善铜扩散。多余的铜将没有电功能，只会帮助在电化学金属化过程中正确分配铜。

图1.不建议使用左边解决方案，必须避免。右边的解决方案很好：绝缘的路径和孔用额外的铜填充保护。

图1显示了添加特殊铜填充前后的PCB。另一个问题是最小宽度路径太长。具有最小允许宽度的单条绝缘路径会在PCB蚀刻过程中造成麻烦。

这些路径很容易被过度蚀刻，并且还存在机械损坏和开路形成的风险。一个好的设计规则是减小最小宽度路径长度。例如，通过在高密度区域引导4密耳的路径，并在PCB密度较低的部分增加2-3密耳的宽度来完成此操作，请参见图2中的示例。

图2.此解决方案是错误的。两个底部路径暴露于过度蚀刻之下，很容易损坏。

垫珠

由于小焊盘（环）上缺少焊珠，PCB的质量问题不止一次出现。钻孔可以与垫边缘相切。解决方案是允许的，但当孔在路径和焊盘接头处接触焊盘边缘时是不允许的。

然后，断路的风险会突飞猛进。在这种情况下，会将小珠添加到打击垫。磁珠应与路径重叠至少5密耳。该原理至关重要，特别是对于小直径（0.3毫米或更小）的孔，以及当使用最小允许环时，由于钻头的刚度不足，孔非中心度的可能性会增加。

图3.最小焊道的错误解决方案，以及带有额外焊道的正确解决方案。

图3显示了推荐的解决方案。当设计在焊盘和路径之间留出小于5密耳的自由空间时，也会引起成品PCB的生产缺陷和质量问题。

一旦光敏聚合物曝光并显影，宽度为5密耳或更小的材料条带的粘合力有限。这通常会导致部件分离并粘附到PCB的另一部分。这会导致开路或短路，具体取决于PCB技术。图4显示了问题，图5显示了推荐的解决方案。

图4.错误，底垫和路径之间的间隙太小。

图5：正确，垫和垫之间的间隙正确。

间距

造成问题的另一个原因可能是留下的焊接掩膜（电阻）区域的宽度小于3密耳。小于3密耳宽的阻焊膜面积减少了附着力并易于碎裂，与光敏聚合物不同。这在经过ENIG处理的PCB中尤为明显，在该PCB中，镀液效应对掩模具有侵蚀性。

这些区域必须更宽或完全从设计中删除。PCB上的少量铜残留物也是有问题的。在PCB设计必须包括一个解决方案，不会留下铜的小，过时的零件的表面上。

少量的铜残留物很难粘附到层压板上，当它们在抗蚀剂沉积过程中散落时，主要的作用就是短路。图6显示了这个问题。顶面和底面之间的铜表面积差异很大也会影响PCB的质量。

图6

这导致机械应力。因此，这种PCB设计在热处理过程中倾向于弯曲。尤其是在小于1.5毫米厚的PCB中会发生这种情况。如果可能的话，建议在PCB侧使用较小的铜面积填充铜，或者在较大的铜表面侧安装铜网。

该解决方案消除了应力和PCB变形的风险。图7显示了一个铜掩膜，该铜掩膜用完整的铜表面代替了化合物。建立网格时，请记住，正方形网格的大小必须至少为8密耳，网格线的厚度至少必须为10密耳。清单中的最后一个问题是生产的大型表面在内层上没有铜。

图7.铜掩膜用全铜表面代替化合物。

图8：不建议使用此解决方案：PCB上的黑色空间是低压区域。右边的解决方案很好：毛坯已充满铜。

这些区域在PCB压制过程中形成所谓的“低压区域”。他们需要大量的树脂才能完全填充。如果树脂太少，则会形成类似分层效应的空泡。解决方案是添加一个非功能性的铜区域，如图8所示。当铜厚度≥70μm时，此规则尤其重要。

表面使用

PCB设计人员还可以通过应用可能会改变层压板表面用途的设计解决方案来定义成品PCB价格。PCB并非一次性制造。应用了多种生产格式（例如460×610 mm），PCB制造商建议客户在将PCB组装到面板中时与他们联系，以确定最佳的面板尺寸，以优化材料的消耗。

在面板上添加或仅移除一个PCB，通常可以减少层压板的生产浪费。这些问题通常是由于PCB生产中的材料和工艺的机械，物理和化学特性造成的。

我所有的提示都有利于增强PCB制造商所应用的加工窗口。因此，按照这些建议的原则和规则准备的PCB将总是更容易制造，因此其生产更快，更好，更便宜和没有质量缺陷。