设计专业人员经常谈论面向制造的设计准则，但这些准则究竟是什么?它们如何在您的 PCB 设计软件中实现?在 PCB 开发中，面向制造的设计含义非常简单：只有在您能够确保设计选择能够以较大产量制造时，才应实施这些设计选择。这个看似简单的解释遗漏了很多内容，因此人们很自然地会认为您的制造商可以制造您在设计软件中放入 PCB 布局的任何东西。

　　事实上，不同的制造厂有不同的能力、材料选择和标准的无接触服务选项。有一些非常常见的错误或疏忽会导致电路板无法制造，并可能需要进行大量重新设计。在本文中，我将介绍新手和经验丰富的设计师可能犯的一些常见错误。我自己也犯过这些错误，但我可以告诉你，你总能从这些错误中恢复过来，并确保你的电路板可以制造。

　　一些基本的PCB设计制造技巧

　　下面我将概述的观点几乎完全涉及两个重要领域：

　　材料考虑，特别是芯/层压材料和铜重量

　　制造限制，特别是 PCB 布局中的特征尺寸和间距

　　考虑到这一点，让我们立即开始研究确保设计成功所需的一些基本 PCB 设计制造指南。

　　首先获取层堆叠

　　您会惊讶地发现，直接进入新设计并开始在电路板上放置元件是多么容易。对于不需要控制阻抗、特定总线电容或密集数字布线的简单电路板，可以直接在具有标准层厚度的偶数层电路板上开始放置。根据设计，制造出的 PCB 可能无法实现您预期的功能。

　　对于大多数设计，即使是用于业余爱好的微控制器电路板，您至少需要了解层排列和材料属性。在开始设计数字总线或任何受控阻抗迹线的迹线之前，请先向您的制造厂发送电子邮件并获取标准层堆栈。如果您不这样做，制造厂可能会使用无法产生您预期功能的层堆栈来生产您的电路板。另一个风险是您创建了一个他们无法制造的层堆栈，通常是因为没有符合您的堆叠规格的材料库存。

　　将铜重量与电流密度和层压板相匹配

　　当您选择材料或获得叠层批准时，如果您的制造商拒绝您的铜重量，请不要感到惊讶。您需要使用制造商材料集上可用的铜重量，您不能只指定您想要的任何铜重量。如果您花时间估算特定电流密度(例如电源轨)所需的铜重量和走线宽度，那么在与制造商确定叠层时，您应该确保指定所需的重量。

　　加强铜与铜之间的间隙

　　当您开始新的 PCB 布局时，您的 ECAD 软件将应用一组默认间隙规则，这些规则是适用于几乎所有 PCB 的保守值。这些值通常过于保守，因此在开始布局之前，通常会忽略它们而不输入正确的间隙值。更糟糕的是，您可能会输入太小的值，这将允许您将元素放置得太近，从而无法制造电路板。

　　注意此迹线附近的多边形：DRC 引擎已在此窗口中标记了沿迹线长度的间隙错误。应设置迹线到多边形间隙规则以确保这些元素不会太靠近，否则在制造过程中这些元素之间可能会出现意外短路。

　　解决方案：在开始放置之前了解制造商的限制，并将这些值作为设计规则编入 PCB 项目中。如果您想确保满足常见的间隙违规问题，请关注以下间隙：

　　追踪到追踪；

　　跟踪/填充至多边形；

　　走线至焊盘；

　　垫对垫；

　　最后两点适用于 SMD 焊盘和通孔(过孔或元件引线)的着陆焊盘。请注意，由于需要蚀刻补偿，这些值对于较重的铜会更大。

　　重叠钻孔

　　如果您遵循了之前的间隙指南并设置了较小焊盘到焊盘间距值，那么您可能已经解决了此设计制造指南。如果钻孔点之间的距离太近，则可能会由于 CNC 钻孔机的偏移而相互重叠。每个钻孔点都会略微偏离其理想钻孔位置，在放置过孔和通孔引线时需要考虑这一点。

　　请注意，即使您遵守过孔和通孔引线的焊盘间间隙，也可能无法保证您满足钻孔命中间隙。假设您将10mil过孔与12mil 焊盘放在一起;如果您的焊盘间间距限制仅为5mil，但钻孔间间距为10mil，那么如果您仅遵守焊盘间限制，则将违反钻孔命中限制3mil。

　　类似的问题可能发生在穿过平面的钻孔之间，例如下面显示的散热片和 GND 平面间隙。两个绿色区域显示这些网络的通孔壁和平面之间的间隙;这里剩余的碎片非常小，无法制造。下面显示的具体示例是此类制造故障不会导致设备无法正常工作的一个例子，但一般情况可能并非如此。如果这种缺陷位于两个通孔之间的表面层，则在焊接过程中会产生桥接风险，因为狭窄的铜特征很可能在制造过程中被蚀刻掉。

　　这两个通孔之间的间距很小，导致平面层上只剩下很小的一片铜，这片铜会被过度蚀刻，并且不会出现在制作好的板上。

　　这里的自然解决方案是使用更大的焊盘，这正是满足基本IPC等级要求所要做的;使用较小焊盘尺寸(钻头直径)+8mil，以确保您几乎总是满足钻孔到钻孔间隙限制。

　　小特征尺寸

　　当您开始将元器件和走线装入电路板时，您可能会忍不住将走线、钻孔点和焊盘做得过小。间隙规则已经限制了您可以将所有元件装入的距离，但同样重要的设计要求是较小特征尺寸。您需要解决的两个常见的问题是较小孔尺寸和走线宽度。这一点很简单，只需查找制造商的特征尺寸并将其编入您的设计规则即可。适用于大多数电路板的典型制造限制是4mil走线宽度和6mil钻孔宽度。对于许多不需要控制阻抗的较简单的电路板，要使用8-10mil走线宽度和10mil钻孔直径。

　　阻焊层碎片

　　这是组装过程中经常被忽视的一个方面，其目的是确保阻焊层开口能够可靠地起到阻挡熔融焊料在两个相邻元件之间流动的作用。即使焊盘之间的间距适当，NSMD 焊盘上过大的阻焊层开口也会在焊盘之间留下非常薄的阻焊层通道。

　　阻焊层碎片错误

　　Q9和Q10之间的剩余阻焊层薄片无法制造，因为它太薄了。但是，焊盘到焊盘的间隙仍然满足要求。这里的解决方案是将这些焊盘上的阻焊层开口减小到0mil。您可能还需要将这些元件之间的间距增加几mil。

　　此处的典型较小阻焊层碎片要求为5mil。当阻焊层碎片低于制造商的极限时，它可能会在固化后折断，并形成一个通道，两个焊盘可以通过焊料桥接。此处的解决方案是应用额外的间距，或减小受影响焊盘上的阻焊层开口，以便保留足够大的碎片。

　　重叠丝网印刷

　　布局和布线完成后，应检查丝网印刷以确保没有重叠的参考指示符。如果有，您可以在 PCB 布局中移动它们，直到一切都清晰为止。虽然从技术上讲这不是成功制造或组装的必要条件，但勤奋的制造商仍会在设计审查期间将其标记为问题。