硬件工程师血泪总结！PCB从设计到制造最容易踩的15个坑，附散热绝招

一、原理图常见错误

二、PCB中常见错误

1.网络载入时报告NODE没有找到：原理图中的元件使用了PCB库中没有的封装；原理图中的元件使用了PCB库中名称不一致的封装；原理图中的元件使用了PCB库中pin number不一致的封装。如三极管：SCH中pin number为ebc，而PCB中为123。

2.打印时总是不能打印到一页纸上：创建PCB库时没有在原点；多次移动和旋转了元件，PCB板界外有隐藏的字符。选择显示所有隐藏的字符，缩小PCB，然后移动字符到边界内。

3.DRC报告网络被分成几个部分：表示这个网络没有连通，看报告文件，使用选择CONNECTED COPPER查找。如果作较复杂得设计，尽量不要使用自动布线。

三、PCB制造过程中常见错误

1.焊盘重叠。造成重孔，在钻孔时因为在一处多次钻孔导致断钻及孔的损伤。多层板中，在同一位置既有连接盘，又有隔离盘，板子做出表现为隔离、连接错误。

2.图形层使用不规范。违反常规设计，如元件面设计在Bottom层，焊接面设计在TOP层, 使人造成误解。在各层上有很多设计垃圾,如断线,无用的边框,标注等。

3.字符不合理。字符覆盖SMD焊片，给PCB通断检测及元件焊接带来不便；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，字体一般>40mil。

4.单面焊盘设置孔径。单面焊盘一般不钻孔，其孔径应设计为零，否则在产生钻孔数据时，此位置出现孔的坐标；如钻孔应特殊说明。如单面焊盘须钻孔，但未设计孔径，在输出电、地层数据时软件将此焊盘作为 SMT焊盘处理，内层将丢掉隔离盘。

5.用填充块画焊盘。虽然能通过DRC检查，但在加工时不能直接生成阻焊数据,该焊盘覆盖阻焊剂不能焊接。

6.电地层既设计散热盘又有信号线，正像及负像图形设计在一起，出现错误。

7.大面积网格间距太小。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造成断线，增加加工难度。

8.图形距外框太近。应至少保证0.2mm以上的间距(V-cut处0.35mm以上)，否则外型加工时引起铜箔起翘及阻焊剂脱落，影响外观质量（包括多层板内层铜皮）。

9.外形边框设计不明确。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线成型，标准边框应设计在机械层或BOARD层，内部挖空部位要明确。

10.图形设计不均匀。造成图形电镀时，电流分布不匀，影响镀层均匀，甚至造成翘曲。

11.异型孔短。异型孔的长/宽应>2:1，宽度>1.0mm，否则数控钻床无法加工。

12.未设计铣外形定位孔。如有可能在PCB板内至少设计2个直径>1.5mm的定位孔。

13.孔径标注不清：孔径标注应以公制标注，且以0.05mm递增；对有可能合并的孔径，尽可能合并成一个库区；是否金属化孔及特殊孔的公差（如压接孔）标注清楚。

14.多层板内层走线不合理：散热焊盘放到隔离带上，钻孔后容易出现不能连接的情况；隔离带设计有缺口，容易误解；隔离带设计太窄，不能准确判断网络。

15.埋盲孔板设计问题。

设计埋盲孔板的意义：1）提高多层板的密度30%以上，减少多层板的层数及缩小尺寸；2）改善PCB性能，特别是特性阻抗的控制（导线缩短，孔径减少）；3）提高PCB设计自由度；降低原材料及成本，有利于环境保护。

在Protel99se里，按O+K后在右下角有一个Drill Pairs的按钮，你可以在那里面设置钻孔对，这样你走线换层的时候只要满足这个里面的钻孔对设置，软件就会自动帮你加那个盲埋孔的。

在powerpcb或者pads里，setup --> Drill Pairs...

在allegro里, setup --> Vias --> Define B/B Via

也可以在pad里做好保存，再在pcb加进去。

Setup --> Constraints… --> Physical(lines/vias) rule set --> set values

走线的时候再在右边Options里添加(打开哪两层就会自动选via的)。

四、如何利用PCB设计改善散热？

对于电子设备来说，工作时都会产生一定的热量，从而使设备内部温度迅速上升，如果不及时将该热量散发出去，设备就会持续的升温，器件就会因过热而失效，电子设备的可靠性能就会下降。因此，对电路板进行很好的散热处理是非常重要的。

1.加散热铜箔和采用大面积电源地铜箔。

根据上图可以看到：连接铜皮的面积越大，结温越低。

根据上图，可以看出，覆铜面积越大，结温越低。

2.热过孔

热过孔能有效地降低器件结温，提高单板厚度方向温度的均匀性。通过仿真发现，与无热过孔相比，在器件热功耗为2.5W、间距1mm、中心设计6x6的热过孔能使结温降低4.8°C左右，而PCB的顶面与底面的温差由原来的21°C减低到5°C。热过孔阵列改为4x4后，器件的结温与6x6相比升高了2.2°C，值得关注。

3.IC背面露铜，减小铜皮与空气之间的热阻

4.PCB布局

大功率、热敏器件的要求。

a.热敏感器件放置在冷风区。

b.温度检测器件放置在最热的位置。

c.同一块印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列，发热量小或耐热性差的器件（如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等）放在冷却气流的最上流（入口处），发热量大或耐热性好的器件（如功率晶体管、大规模集成电路等）放在冷却气流最下游。

d.在水平方向上，大功率器件尽量靠近印制板边沿布置，以便缩短传热路径；在垂直方向上，大功率器件尽量靠近印制板上方布置，以便减少这些器件工作时对其他器件温度的影响。

e.设备内印制板的散热主要依靠空气流动，所以在设计时要研究空气流动路径，合理配置器件或印制电路板。空气流动时总是趋向于阻力小的地方流动，所以在印制电路板上配置器件时，要避免在某个区域留有较大的空域。整机中多块印制电路板的配置也应注意同样的问题。

f.对温度比较敏感的器件最好安置在温度最低的区域（如设备的底部），千万不要将它放在发热器件的正上方，多个器件最好是在水平面上交错布局。

g.将功耗最高和发热最大的器件布置在散热最佳位置附近。不要将发热较高的器件放置在印制板的角落和四周边缘，除非在它的附近安排有散热装置。在设计功率电阻时尽可能选择大一些的器件，且在调整印制板布局时使之有足够的散热空间。

h.元器件间距建议：