Производители печатных плат ежедневно сталкиваются с одними и теми же просчётами в проектной документации. Большинство ошибок при разработке PCB носят системный характер и повторяются независимо от уровня подготовки инженера. В этой статье разберём конкретные PCB design mistakes, которые выявляются на этапе проверки файлов перед запуском в производство.
Недостаточные зазоры между проводниками
Минимальное расстояние между дорожками — критический параметр, определяющий технологичность платы. При зазорах менее 0,15 мм для стандартного производства возрастает риск короткого замыкания из-за подтравливания меди. Часто разработчики игнорируют требования DRC или используют устаревшие правила проверки. Корректный design rule check должен учитывать реальные возможности конкретного производства.
Острые углы и узкие перешейки
Трассировка под углом 90° создаёт зоны концентрации тока и ухудшает травление меди. Для высокочастотных схем это приводит к отражениям сигнала и паразитным излучениям. Оптимальное решение — скругления или углы 45°. Перешейки между полигонами шириной менее трёх толщин дорожки склонны к обрывам при термоциклировании.
Проблемы с переходными отверстиями
Via-in-pad без заполнения эпоксидной смолой приводит к вытеканию припоя при пайке BGA-компонентов. Слепые и скрытые переходные отверстия требуют увеличенного аспектного соотношения и дополнительных производственных операций. Распространённая ошибка проектирования печатных плат — размещение via слишком близко к контактным площадкам без учёта допусков сверления.
PCB Design Mistakes при размещении компонентов
Тепловой дисбаланс контактных площадок
Несимметричное подключение площадок к полигонам и шинам питания вызывает эффект «надгробного камня» при оплавлении. Одна сторона компонента нагревается быстрее, и поверхностное натяжение припоя поднимает деталь вертикально. Thermal relief одинакового размера на всех выводах решает эту проблему. Для крупных компонентов требуется выравнивание теплоёмкости площадок.
Нарушение зон запрета для сборки
Компоненты, размещённые слишком близко к краю платы, попадают в зону фрезерования или V-образного скрайбирования. Минимальный отступ от контура — 3 мм для стандартных панелей. Высокие элементы вблизи разъёмов блокируют установку ответных частей. Эти ошибки PCB выявляются только на этапе сборки, когда исправление требует новой итерации проектирования.
Ошибки в производственной документации PCB
Некорректная генерация Gerber-файлов
Несоответствие апертур между слоями приводит к смещению паяльной маски относительно меди. Отсутствие файла сверловки или его экспорт в неправильном формате блокирует производство. Негативные слои без явного указания полярности интерпретируются ошибочно. Проверка Gerber в независимом просмотрщике перед отправкой — обязательный этап контроля качества проектирования.
Проблемы шелкографии и маркировки
Шрифт менее 0,8 мм по высоте нечитаем после нанесения. Надписи поверх контактных площадок препятствуют пайке и должны автоматически обрезаться в CAD-системе. Отсутствие реперных знаков для оптического позиционирования усложняет автоматическую установку компонентов. Позиционные обозначения, не соответствующие BOM, создают путаницу при сборке.
Электрические ошибки проектирования печатных плат
Ошибки организации заземления
Разрывы в полигоне земли под высокочастотными трассами нарушают целостность обратного тока. Сигнал ищет альтернативный путь, увеличивая площадь петли и паразитное излучение. Объединение аналоговой и цифровой земли в неправильной точке вносит помехи в чувствительные цепи. Топология заземления должна проектироваться до начала трассировки сигнальных линий.
Недостаточная развязка питания
Блокировочные конденсаторы, удалённые от выводов микросхем, теряют эффективность из-за паразитной индуктивности дорожек. Оптимальное размещение — максимально близко к выводам VCC/GND с короткими широкими проводниками. Отсутствие bulk-конденсаторов на входе DC-DC преобразователей вызывает просадки при импульсной нагрузке. Каждый активный компонент требует индивидуального анализа требований к развязке.
Заключение
Перечисленные PCB design mistakes обнаруживаются производителями регулярно и приводят к задержкам запуска, дополнительным итерациям и финансовым потерям. Системный подход к проверке проекта — использование актуальных DRC-правил, независимый просмотр Gerber-файлов, анализ теплового режима и целостности сигналов — позволяет выявить большинство проблем до передачи в производство. Качественное проектирование печатных плат начинается с понимания технологических ограничений конкретного производства.