在 PCB 設(shè)計(jì)流程中，繪制完成并不意味著工作的結(jié)束。據(jù)行業(yè)統(tǒng)計(jì)，超過 60% 的電路板故障源于設(shè)計(jì)階段的疏漏，而這些問題往往能通過細(xì)致的后期檢查避免。以下從電氣性能、布局合理性、工藝可行性三個(gè)維度，梳理 PCB 設(shè)計(jì)完成后必須排查的關(guān)鍵問題。

電氣性能：確保信號與電源的穩(wěn)定傳輸

電氣性能缺陷是最隱蔽也最致命的設(shè)計(jì)問題。首先要檢查網(wǎng)絡(luò)連接的完整性，即使 EDA 工具自帶 DRC 校驗(yàn)，仍需手動(dòng)驗(yàn)證關(guān)鍵信號的連通性。例如，高速差分對(如 USB3.0、HDMI)的引腳是否一一對應(yīng)，是否存在假焊盤或多余過孔導(dǎo)致的隱性斷路?？赏ㄟ^軟件的 “飛線顯示” 功能，重點(diǎn)核查 BGA 封裝底部的信號走線，這類區(qū)域因焊點(diǎn)密集極易出現(xiàn)連接錯(cuò)誤。

電源網(wǎng)絡(luò)的分壓與噪聲問題同樣不容忽視。多層板設(shè)計(jì)中，需確認(rèn)電源平面與接地平面的對應(yīng)關(guān)系，避免不同電壓域的平面重疊產(chǎn)生寄生電容。對于大電流回路(如電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路)，要檢查銅皮寬度是否滿足載流需求 —— 根據(jù) IPC-2221 標(biāo)準(zhǔn)，1oz 銅厚在 30℃溫升下的載流能力約為 1.5A/mm，若電源軌存在細(xì)頸區(qū)域，可能導(dǎo)致局部過熱。同時(shí)，模擬電路與數(shù)字電路的接地是否實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)連接，避免地環(huán)路引入的 50Hz 工頻干擾。

信號完整性仿真后的數(shù)據(jù)需二次驗(yàn)證。高速信號(頻率超過 100MHz)的走線是否存在阻抗不連續(xù)點(diǎn)，如過孔數(shù)量過多、走線寬度突變、直角轉(zhuǎn)彎等。以 DDR4 內(nèi)存為例，地址線與數(shù)據(jù)線的長度差需控制在 ±50mil 以內(nèi)，若設(shè)計(jì)中出現(xiàn)明顯的長度偏差，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)采樣錯(cuò)誤。可通過軟件的 “長度匹配” 工具，生成詳細(xì)的走線長度報(bào)告，對超標(biāo)的信號路徑進(jìn)行調(diào)整。

布局合理性：平衡空間利用與信號質(zhì)量

布局缺陷會(huì)直接影響電路板的裝配效率和散熱性能。首先檢查元器件的封裝方向，極性元件(如電解電容、二極管)的正負(fù)極是否與原理圖一致，尤其是在高密度布局中，相鄰元件的絲印是否存在重疊導(dǎo)致的辨識困難。BGA、QFP 等細(xì)間距器件的焊盤是否與鋼網(wǎng)開孔匹配，若焊盤設(shè)計(jì)過大，容易出現(xiàn)橋連缺陷。

散熱布局需重點(diǎn)關(guān)注功率器件。大功率 MOS 管、線性穩(wěn)壓器等器件的散熱片是否與接地平面有效連接，導(dǎo)熱過孔的數(shù)量是否充足(通常每平方厘米不少于 4 個(gè))。在戶外設(shè)備的 PCB 設(shè)計(jì)中，還需檢查發(fā)熱元件是否集中分布，建議將功率器件分散布局在 airflow 路徑上，避免形成局部熱點(diǎn)。

機(jī)械尺寸的合規(guī)性常被忽略。需用卡尺實(shí)測 PCB 邊框與安裝孔的位置尺寸，確保與外殼預(yù)留空間匹配。對于插卡式電路板，金手指的長度、倒角尺寸是否符合 PCIe、DDR 等規(guī)范要求，若超出公差范圍，可能導(dǎo)致插拔困難或接觸不良。此外，檢查板邊是否存在伸出的元器件，這類 “突出物” 會(huì)在裝配過程中造成損壞。

工藝可行性：讓設(shè)計(jì)能順利量產(chǎn)

脫離生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)方案注定無法落地。首先核查最小線寬與線距，需與 PCB 廠家的制程能力匹配。多數(shù)廠家的常規(guī)工藝支持 6mil 線寬 / 6mil 線距，但內(nèi)層走線建議放寬至 8mil 以上以提高良率。對于 HDI 板，微過孔的直徑是否在廠家可加工范圍(通?！?.2mm)，盲埋孔的疊層設(shè)置是否符合激光鉆孔的工藝要求。

阻焊與絲印的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)影響后期維護(hù)。阻焊開窗是否覆蓋所有焊盤，尤其是 0402 以下的小尺寸元件，開窗過大可能導(dǎo)致相鄰焊點(diǎn)橋連。絲印字符需保證清晰度，高度不小于 0.8mm，線寬不小于 0.15mm，且避免覆蓋焊盤或過孔 —— 某醫(yī)療設(shè)備廠商曾因絲印覆蓋測試點(diǎn)，導(dǎo)致出廠檢驗(yàn)時(shí)無法進(jìn)行電路調(diào)試。

可測試性設(shè)計(jì)是否完善也至關(guān)重要。檢查邊界掃描(JTAG)接口是否預(yù)留，關(guān)鍵信號測試點(diǎn)的分布是否合理。對于 BGA 封裝器件，需在其周圍設(shè)置輔助測試焊盤，間距建議不小于 2.54mm，方便探針接觸。此外，是否為自動(dòng)化焊接預(yù)留了定位孔，孔直徑通常為 1.0mm 或 1.5mm，且內(nèi)壁無銅，避免與測試夾具短路。

收尾檢查：建立標(biāo)準(zhǔn)化校驗(yàn)清單

為確保檢查無遺漏，建議建立標(biāo)準(zhǔn)化的校驗(yàn)清單。清單應(yīng)包含：DRC 報(bào)告中未修復(fù)的錯(cuò)誤項(xiàng)、關(guān)鍵信號的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖、電源樹的負(fù)載分配表、熱仿真的溫度云圖等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。對于批量生產(chǎn)的項(xiàng)目，還需進(jìn)行可制造性設(shè)計(jì)(DFM)分析，邀請 PCB 廠家的工藝工程師參與評審，重點(diǎn)確認(rèn)阻抗控制、疊層結(jié)構(gòu)、表面處理工藝等細(xì)節(jié)。

PCB 設(shè)計(jì)是一門平衡的藝術(shù)，而后期檢查正是實(shí)現(xiàn)這種平衡的最后一道防線。通過系統(tǒng)性排查電氣性能、布局合理性和工藝可行性問題，不僅能降低研發(fā)成本，更能為產(chǎn)品的可靠性奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。記住，花在檢查上的一小時(shí)，可能為后期調(diào)試節(jié)省數(shù)十小時(shí)的返工時(shí)間。