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如何防止 PCB 電路設計中的細線短路
如何防止 PCB 電路設計中的細線短路
在 PCB 設計中，掉幾縷頭發不會造成太大的損壞，但在 PCB 上有一條短發線可能會在 QC 中引起憤怒。識別單個細線短路所需的時間和修復它的成本有時可能比組裝的 PCB 還要多。就像在餐廳用餐一樣，在您的食物中留下頭發，最好避免在您的設計中添加細線短路。話雖如此，我們都有犯錯的能力。您可能無法完全避免它們，但您可以采用這些最佳實踐來最大程度地減少它們的可能性。
什么是發際線短路以及它們是如何發生的？
兩個不相關信號之間的意外連接會導致 PCB 短路。例如，當正電壓連接連接到地信號時，就被認為是短路。如果信號用厚銅連接，則肉眼可見短路。如果您的 PCB 是手動生產而不是機器制造，就會發生這種情況。
當 PCB 是機器制造時，發絲短路是一個問題。這是因為銅像一根頭發一樣細，最終可以連接兩個不同的信號。這種電路板短路可以用肉眼檢測不到，直到組裝好的 PCB 通過一系列 QC 測試。不幸的是，如果在生產周期的后期檢測到 PCB 短路，則肯定會造成不必要的時間損失和組件原材料成本。
要了解短路是如何發生的，您需要了解PCB制造的一般過程。PCB 通常由層壓在非導電基板上的銅制成。將電路轉移到 PCB 上的一種方法是通過照片雕刻，將包含電路圖像的絲印層壓板放置在用光刻膠涂層制成的 PCB 頂部。
然后將 PCB 暴露在紫外線 (UV) 光源下，任何未被絲網覆蓋的區域都將被基于氨的溶液蝕刻掉。這些過程大多是自動化的，過程中的一個缺陷可能會留下一條細線銅連接焊盤或不同信號的軌道。如果沒有徹底的制造后測試，這可能會在生產階段的后期導致不必要的問題。
通過適當的電氣測試可以減少發際線短路
作為一名自學成才的 PCB，我最大和最痛苦的教訓之一就是沒有讓我的 PCB 進行制造后的電氣測試。假設您的PCB 制造商會在制造后執行所有必要的電氣檢查是不安全的。確保您的印制板在送去組裝之前通過了電氣測試，如飛針測試。Flying Probe Test 以高速在電子元件焊盤和通孔上移動高精度探針，以發現任何制造故障和設計錯誤。
請記住，電氣測試并不能保證 100% 無錯誤的 PCB，因為細線短路偶爾會逃脫測試。但是，它大大降低了將有故障的 PCB 送去組裝的機會。為了進一步降低您的風險，您應該確保您的 PCB 制造商針對每個通過電氣測試的故障印刷電路板制定補償政策。在這種情況下，信譽良好的制造商將更換有故障的 PCB 并補償組裝電子元件的成本。
在組裝之前始終對您的 PCB 進行測試。
設計人員可以做些什么來減少發際線短路的可能性？
雖然發際線短路通常是 PCB 制造的故障，但電子設計人員可以盡自己的一份力量來降低這種可能性。根據您的設計約束在外形尺寸或預算方面的嚴格程度，選擇銅連接和焊盤之間更大的間隙是一種很好的做法。
雖然沒有研究將極細短路與銅跡線之間的間隙距離聯系起來，但我從經驗中了解到，極細短路更可能發生在緊湊和復雜的 PCB 設計中。為了盡量減少這個問題，我避免將我的供應商的制造能力推到極限，并且在可能的情況下盡量最大化我的設計中的間隙公差。
例如，如果供應商指定其能夠處理 5 mil 的走線寬度和間隙，我會將我的設計的間隙限制設置為 6 mil。當我與新供應商打交道時，這是我一直采用的做法。作為工程師，在較小規模上測試制造商的極限總是謹慎的，而不是冒險整批生產。