PCB制版发板前的检查要点


原标题:PCB制版发板前的检查要点
在PCB(印刷电路板)制造过程中,发板前的检查(Final Review)是确保设计可制造性(DFM)、避免生产错误、降低成本的最后一道关键防线。以下从设计文件完整性、电气规则、机械规则、可制造性、测试与验证五个维度,系统梳理核心检查要点:
一、设计文件完整性检查
1. 基础文件清单
文件类型 | 检查要点 |
---|---|
Gerber文件 | 包含所有层(Top/Bottom、内层、阻焊、字符、钻孔、外形层),版本号与BOM一致。 |
钻孔文件(NC Drill) | 孔径、孔位坐标与Gerber匹配,机械孔与金属化孔区分明确。 |
BOM表 | 物料编码、封装、供应商、用量准确,关键器件(如BGA、连接器)标注品牌型号。 |
装配图(Assembly Drawing) | 极性标识、器件方向、首件测试点位清晰,与Gerber字符层一致。 |
钢网文件(Stencil) | 焊盘开口率符合工艺要求(如QFN需开窗优化),BGA焊盘间距≥0.3mm。 |
2. 文件格式与版本
Gerber格式:推荐RS-274X(内嵌光圈表),避免RS-274D(需外挂光圈表)。
版本一致性:Gerber、BOM、装配图、钢网文件版本号需严格对应(如均标注“V1.2”)。
压缩包命名:采用“项目名_版本_日期”格式(如
Router_PCB_V1.2_20231115.zip
)。
二、电气规则检查(ERC)
1. 信号完整性
阻抗控制:
高速信号(如USB3.0、HDMI)需标注差分阻抗(如100Ω±10%),线宽线距符合要求(如6mil/6mil)。
关键层(如Top/Bottom)参考层完整,避免跨分割(Split Plane)。
串扰抑制:
敏感信号线(如时钟、复位)与大电流线间距≥3倍线宽,或采用地线隔离。
差分对等长匹配(误差<50mil),避免90°弯角(推荐45°或圆弧)。
2. 电源与接地
电源完整性:
电源平面分割合理(如模拟/数字电源分离),过孔数量满足载流需求(如1oz铜箔,1A电流需≥6个过孔)。
大电流路径(如电机驱动)线宽≥20mil,或铺铜加大面积。
接地策略:
单点接地(模拟电路)与多点接地(数字电路)分区明确,避免地弹(Ground Bounce)。
敏感器件(如ADC)周围设置地环(Guard Ring),隔离干扰。
3. 器件布局
热敏感器件:
大功率器件(如MOS管、LDO)远离热敏感器件(如晶振、运放),并预留散热焊盘。
EMC设计:
高速接口(如以太网、射频)远离板边,添加滤波电容(如0.1μF+10μF并联)。
屏蔽罩安装孔位预留,接地焊盘与地平面充分连接。
三、机械规则检查(DRC)
1. 板级尺寸
外形尺寸:
板厚公差±10%(如1.6mm板厚允许1.44-1.76mm),异形板需提供DXF文件。
倒角半径≥0.5mm,避免尖角导致应力集中。
机械定位孔:
非金属化定位孔直径≥2.5mm,与器件间距≥5mm,避免与走线重叠。
2. 器件安装
SMT器件:
0402及以下封装器件间距≥0.3mm,BGA焊盘间距≥0.5mm,丝印框与焊盘中心对齐。
极性器件(如二极管、电解电容)丝印方向与实际安装方向一致。
THT器件:
插件引脚间距≥2.54mm,弯脚区域预留≥1mm安全边距。
波峰焊方向标识明确,避免阴影效应(Shadow Effect)。
3. 装配兼容性
钢网开口:
0402器件钢网开口率70%-80%,QFN底部散热焊盘需开十字槽(避免锡膏堆积)。
拼板设计:
拼板间距≥2mm,V-CUT深度≤板厚1/3,邮票孔直径≥0.8mm(防止分板断裂)。
四、可制造性检查(DFM)
1. 工艺能力匹配
线宽线距:
最小线宽≥3mil(1oz铜箔),线距≥3mil,避免与厂商工艺极限冲突(如某厂最小线宽4mil)。
孔径与板厚比:
机械孔径≥0.3mm,孔径/板厚比≤8:1(如1.6mm板厚对应最小孔径0.2mm)。
2. 阻焊与字符
阻焊开窗:
焊盘阻焊开窗≥2mil(防止桥接),BGA焊盘阻焊开窗至焊盘边缘。
字符印刷:
字符高度≥0.8mm,线宽≥8mil,避免与焊盘重叠(如极性标识距离焊盘≥0.5mm)。
3. 特殊工艺要求
沉金/镀金:
金手指区域镀金厚度≥30μ",接触区域无绿油覆盖。
埋孔/盲孔:
需在钻孔文件中明确分层,并与厂商确认HDI工艺能力(如激光钻孔最小孔径0.1mm)。
五、测试与验证准备
1. 测试点设计
数量与位置:
关键信号(如电源、复位、时钟)每网表至少1个测试点,间距≥2.54mm,直径≥0.8mm。
BGA器件下方通过过孔引出测试点(如Via-in-Pad设计需填孔镀平)。
2. 可测试性(DFT)
飞针测试:
测试点分布均匀,避免测试盲区(如板边密集区需补充测试点)。
ICT测试:
测试针床可及性分析,避免器件高度超过3mm遮挡测试点。
3. 文档交付
测试报告模板:
包含测试项目(如开短路、阻抗、绝缘电阻)、标准值、上下限阈值。
首件确认:
附首件样品照片(正反面)、X-Ray检测报告(如BGA焊接质量)、切片分析数据(如孔铜厚度)。
六、常见问题与避坑指南
问题类型 | 典型案例 | 解决方案 |
---|---|---|
文件缺失 | 缺少钢网文件,导致BGA焊接不良。 | 建立文件清单核对表,发板前逐项勾选。 |
阻抗不匹配 | HDMI差分对阻抗为85Ω(目标100Ω),信号反射导致误码。 | 使用Polar SI9000等工具预估阻抗,调整线宽线距或介电常数。 |
拼板断裂 | 邮票孔直径0.5mm,分板时断裂。 | 增大邮票孔直径至0.8mm,或改用V-CUT+邮票孔混合设计。 |
钢网堵塞 | 0201器件钢网开口率90%,锡膏印刷不良。 | 降低开口率至75%,或改用阶梯钢网。 |
总结:高效检查流程建议
自动化检查:使用CAM350、Valor NPI等工具导入设计规则(DRC/DFM),自动生成错误报告。
交叉验证:设计工程师与PCB厂商技术团队联合评审,重点确认特殊工艺(如刚挠结合板)。
版本控制:通过Git或PLM系统管理设计文件,避免发错版本。
通过系统化的发板前检查,可将PCB一次成功率提升至95%以上,显著缩短项目周期并降低制造成本。
责任编辑:David
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