PCB设计常见错误避坑指南：新手别踩这5个坑

有过这样的经历, 自己亲自测试了Altium Designer 22, 遭遇过因焊盘间距不够而致使整板变成废品的情况, 对于新手而言, 只要依照一个个的步骤进而逐步作出操作, 那么就能够轻轻松松地躲开这类平常容易出现的问题。

焊盘与导线间距设置错误

不少刚接触的新手在绘制印刷电路板的过程中, 为了图方便省事, 就直接采用默认的规则去运行设计规则检查, 然而最终的结果却是电路板厂反馈焊盘之间的间距不符合规定，又或者是在生产之后出现了短路的情况, 所以不得不通过手动的方式来设置间距规则。

在最为起始的第一步, 要去点击菜单栏下处于的设计, 然后朝着规则所在方向, 进而寻找到Electrical, 接着从中再去找到Clearance。之后使用右键的方式来新建一条规则, 把名称填写为“焊盘间距”。

其次进行第二步, 在名为 Where the First object matches 的地方, 挑选下拉选项, 选择 Advanced 这项, 且要选择其中的 (Query), 接着往里面输入 IsPad。

【新手需防入坑情形】, 存在这样常见的报错状况: 进行DRC检查时, 结果显示全部为绿色, 然而在导出Gerber之后, 板厂却反馈其中间距出现违规现象。究其原因在于, 仅仅对PCB面板之上的设计规则作出修改操作, 却并未保存进文件当中。正确的操作方法是: 在修改完毕之后, 务必要通过文件菜单选择保存选项, 或者直接按下Ctrl + S组合键。倘若已然生成了错误的Gerber文件, 那么就需要将旧有的文件予以删除, 接着重新进行生成操作, 并覆盖之前的文件。

过孔与焊盘距离过近

板子之上, 走线的密度颇高, 常常将过孔打于焊盘的边缘之处。如此这般, 在进行生产之际, 焊锡极易从过孔流淌而走, 进而致使虚焊或者短路的情况发生。

第一步: 要在 设计 这个选项里, 找到 规则 这一项, 再从 规则 里找到 Electrical 这一部分, 接着在 Electrical 中找到 Clearance, 然后新建一条规则, 这条规则的名称是“过孔焊盘距离”。

第一步: 将第一个对象查询输入设定为 IsVia。第二步: 把第二个对象查询输入设置成 IsPad。第三步: 将最小间距设定为 0.25mm。第四步: 点击确定。

第三步: 对优先级进行设置。于规则管理器之中, 将新创建的“过孔焊盘距离”这一规则拖拉到最为上方之处。要是存在多条规则出现冲突这种情况, 那么优先去执行排列在最前面边的那一条规则。

【新手需避坑】, 常见的报错情况是, 出现DRC报错“Clearance Constraint Violation”, 然而实际的距离看上去却是足够的。其原因在于, 没有去检查焊盘的属性以及过孔的属性是否被识别。迅速进行处理: 于PCB的空白区域, 对着右键点击, 接着寻找到选项, 再从中找到Board Layers and Colors。之后, 在此列表内勾选Via以及Pad的显示选项。随后呢, 双击看上去好像存在违规情况的焊盘, 查看其属性是不是Pad。要是系统识别出现了错误之状况, 那就需要以人工手动的方式去修改属性。

针对常规双层板而言, 关键参数的最优推荐值是, 过孔外径为0.6mm, 内径为0.3mm, 于配合着0.25mm的那个间距下, 如此这般可既保障生产良率, 又不会过分去占用走线的空间, 倘若采用更小的过孔, 成本将会翻倍。

以下两组方案进行对比: 其中方案A是, 所有的过孔大小保持一致（为0.6/0.3mm）, 并且DRC规则统一设定为0.25mm；而方案B则是，电源过孔加大至0.8/0.4mm, 小信号过孔采用0.5/0.25mm, 还要分别设置不一样的规则。该方案A做起来省事, 只是电源走线的压降比较大, 方案B较为复杂, 不过性能良好。提出这样的建议, 对于低压数字电路而言, 选择方案A, 如此一来能够节省时间；而对于带有大电流模拟电路或者电源板来说, 要选择方案B, 以此来避免出现压降问题。

铜皮与走线未安全连接

铺铜之际, 常常会出现十字花相连的状况, 甚至还会出现孤岛, 进而致使接地状况不佳, 信号干扰程度加大。

首要步骤: 进入, 设计, 之后探寻位于其中的规, 规则选项之处所列出之, Plane, 再进一步深入至, Polygon Connect Style。开始着手构建全新的规则, 为之赋予名称, 称其为, 铜皮连接。

首先, 进行的是第三步, 在名为 Where the First object matches 的位置, 输入 IsPad 这个内容要做到。然后, 要确保 Rule Attributes 的 Air Gap Width 设定为 0.3mm 这一数值。最后, 点击应用这个操作来完成。

新手需避坑, 常见报错是, 铜皮铺好后, 焊盘跟铜皮完全断开, 或者仅有一条细线相连, 原因在于, 规则未保存, 或者铺铜前未拉通规则检查, 快速解决办法为, 重新拉一遍铜皮边界, 选中铜皮按 T 再按 G 再按 R 重新铺铜, 要是还不行, 那就删除铜皮, 重新画边界, 再铺一次铜。

高频完整报错呈现出这样的情况: 报错信息为 “Un-Routed Net Constraint: Net GND has un-routed elements” , 其原因在于铺铜的时候没有给GND网络分配铜皮, 或者是铜皮并没有连接到所有的GND焊盘。解决流程如下: 第一步, 要确保铺铜网络被设置为GND。第二步, 需检查铜皮边界是不是完全覆盖了所有的GND焊盘。第三步, 去运行 Tools → Design Rule Check, 去查找寻觅 Un-Routed Net 错误, 双击一下以此定位到未曾连接的焊盘。第四步, 借由手动方式补添一根飞线或者进行调整铜皮边界使其覆盖过去, 而后重新铺铜。

不合适场景与替代方案

这个方法主要适用于常规双层板, 或适用于常规四层板, 是使用Altium Designer系列软件的。倘若你的板子是高频射频板, 比如说蓝牙天线这种, 又或者是5G模块这种, 那么铜皮连接把直连这种方式用最好, 也就是Direct Connect, 而不是用十字花, 这是因为十字花连接会让寄生电感增加, 并且会造成阻抗不连续。替代的办法是, 将其改换为 Direct Connect 来取代 Connect Style , 把间距设定成 0.15mm。除此之外, 要是使用的是 Eagle 或者立创EDA , 由于规则路径名称并非完全一样 , 所以需要去查阅对应的软件手册来改写查询表达式 , 不过其原理是完全相同的。