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如何防止 PCB 电路设计中的细线短路
如何防止 PCB 电路设计中的细线短路
在 PCB 设计中，掉几缕头发不会造成太大的损坏，但在 PCB 上有一条短发线可能会在 QC 中引起愤怒。识别单个细线短路所需的时间和修复它的成本有时可能比组装的 PCB 还要多。就像在餐厅用餐一样，在您的食物中留下头发，最好避免在您的设计中添加细线短路。话虽如此，我们都有犯错的能力。您可能无法完全避免它们，但您可以采用这些最佳实践来最大程度地减少它们的可能性。
什么是发际线短路以及它们是如何发生的？
两个不相关信号之间的意外连接会导致 PCB 短路。例如，当正电压连接连接到地信号时，就被认为是短路。如果信号用厚铜连接，则肉眼可见短路。如果您的 PCB 是手动生产而不是机器制造，就会发生这种情况。
当 PCB 是机器制造时，发丝短路是一个问题。这是因为铜像一根头发一样细，最终可以连接两个不同的信号。这种电路板短路可以用肉眼检测不到，直到组装好的 PCB 通过一系列 QC 测试。不幸的是，如果在生产周期的后期检测到 PCB 短路，则肯定会造成不必要的时间损失和组件原材料成本。
要了解短路是如何发生的，您需要了解PCB制造的一般过程。PCB 通常由层压在非导电基板上的铜制成。将电路转移到 PCB 上的一种方法是通过照片雕刻，将包含电路图像的丝印层压板放置在用光刻胶涂层制成的 PCB 顶部。
然后将 PCB 暴露在紫外线 (UV) 光源下，任何未被丝网覆盖的区域都将被基于氨的溶液蚀刻掉。这些过程大多是自动化的，过程中的一个缺陷可能会留下一条细线铜连接焊盘或不同信号的轨道。如果没有彻底的制造后测试，这可能会在生产阶段的后期导致不必要的问题。
通过适当的电气测试可以减少发际线短路
作为一名自学成才的 PCB，我最大和最痛苦的教训之一就是没有让我的 PCB 进行制造后的电气测试。假设您的PCB 制造商会在制造后执行所有必要的电气检查是不安全的。确保您的印制板在送去组装之前通过了电气测试，如飞针测试。Flying Probe Test 以高速在电子元件焊盘和通孔上移动高精度探针，以发现任何制造故障和设计错误。
请记住，电气测试并不能保证 100% 无错误的 PCB，因为细线短路偶尔会逃脱测试。但是，它大大降低了将有故障的 PCB 送去组装的机会。为了进一步降低您的风险，您应该确保您的 PCB 制造商针对每个通过电气测试的故障印刷电路板制定补偿政策。在这种情况下，信誉良好的制造商将更换有故障的 PCB 并补偿组装电子元件的成本。
在组装之前始终对您的 PCB 进行测试。
设计人员可以做些什么来减少发际线短路的可能性？
虽然发际线短路通常是 PCB 制造的故障，但电子设计人员可以尽自己的一份力量来降低这种可能性。根据您的设计约束在外形尺寸或预算方面的严格程度，选择铜连接和焊盘之间更大的间隙是一种很好的做法。
虽然没有研究将极细短路与铜迹线之间的间隙距离联系起来，但我从经验中了解到，极细短路更可能发生在紧凑和复杂的 PCB 设计中。为了尽量减少这个问题，我避免将我的供应商的制造能力推到极限，并且在可能的情况下尽量最大化我的设计中的间隙公差。
例如，如果供应商指定其能够处理 5 mil 的走线宽度和间隙，我会将我的设计的间隙限制设置为 6 mil。当我与新供应商打交道时，这是我一直采用的做法。作为工程师，在较小规模上测试制造商的极限总是谨慎的，而不是冒险整批生产。