PCB线路设计指南：电子工程师必备知识解析

设计优秀的PCB不仅要有创新的设计理念，而且还需要对PCB工艺有深刻的理解。线路设计作为PCB设计中的核心环节，需要兼顾设计的电气性能和工艺可制造性。如果忽视了制造工艺的限制，可能导致设计难以生产，甚至增加不必要的成本。

线路加工参数与生产的关系

PCB设计中的线宽和线距参数与制造工艺密切相关。PCB成品铜箔越厚，要求的线宽、线距就越大。为什么呢？这与生产过程中的侧蚀现象有关。

在蚀刻过程中，线路侧面的铜箔会受到药水侵蚀，即产生侧蚀。任何一条导线经过蚀刻后都会出现侧蚀现象。

如果铜箔越厚，蚀刻的时间越长，侧蚀量就会越大。如果线路的宽度过窄，甚至低于极限参数，可能导致线路被完全蚀刻掉。

因此，了解PCB制造商的生产工艺参数，从而选择合适的线宽、线距参数，可以提高PCB设计的可制造性和可靠性。

以嘉立创为例，它如今可以生产6到32层的高多层板，其自研超高层工艺和盘中孔工艺，最小线宽、线距可达0.0762mm，最小孔径0.15mm，且支持超600种层压结构。这些先进的制造能力让电子工程师在设计复杂线路时，有了更大的空间和灵活性。

嘉立创PCB最小线宽、线距工艺参数如下图所示：

为什么要铺铜？

从成本角度出发，少铺铜，岂不是电镀面积更小，成本更低？这应该是不少电子工程师心中曾有的疑问。

在PCB设计中，铺铜是一个不可忽视的环节。铺铜不仅关系到电气连接的可靠性和信号完整性，还与PCB的散热性能、机械强度和整体制造品质息息相关。

虽然从成本角度来看，减少铺铜可能降低电镀面积，从而降低成本，但这往往会影响PCB的品质，得不偿失。

如果需要大面积铺铜，尽量选择实心铺铜而非网格铺铜。

如果一定需要网格铺铜，那么避免使用小网格铺铜。因为这会给PCB带来多种品质隐患。

（小网格铺铜不下油实物图）

小网格铺铜可能导致油墨无法覆盖，AOI检测无法准确分析，甚至引发掉膜现象，影响直通率。

因此，在PCB设计时，如果需要网格铺铜，建议使用大网格铺铜，且线宽和边缘间距应大于等于10mil（0.25mm）。

均匀铺铜的重要性

均匀铺铜是PCB设计中至关重要的因素。如果铺铜不均，不仅会影响电气性能，还会给生产制造带来诸多问题。

在图形电镀过程中，若残铜率过低，受镀面积的电流分布将失衡。这种电流失衡容易导致电镀夹层现象。

电镀夹层会在后续的蚀刻阶段引发问题，例如夹层区域的铜箔无法被准确蚀刻，从而导致残留铜或短路等缺陷。

同样，在多层板的内层压合过程中，如果铺铜不均，PP（预浸料）上的树脂在加热熔化后，会过度流向未铺铜的空旷区域。这样，铺铜区域的树脂层会变薄，可能会导致板材出现白斑、分层、厚度不均、铜箔起皱以及板翘等问题。

（白斑）

特别需要注意的是，内层空旷区域过大时，PP树脂过多流向无铜区，这不仅会导致铺铜区域的树脂不足，还会进一步加剧板厚偏差，导致铜箔起皱、白斑和分层等问题。

例如，在涉及金手指的设计中，如果关键位置的内层区域铺铜不均匀，可能导致金手指区域的板厚不足，从而影响板子与卡槽的接触性能。

此外，如果不同层面或同一层面的两侧铺铜比例不一致，还可能导致成品板出现板翘现象，影响PCB的整体平整度和可靠性。

总结

● 了解PCB制造商的生产工艺参数，从而选择合适的线宽、线距参数。

● 在设计过程中，应尽量避免因未铺铜而形成大面积的空旷区域。如果必须保留大面积未铺铜区域，该区域内导线的线宽和线距应大于常规标准。例如，针对1OZ铜厚的产品，线宽应按2OZ标准设计，最小线宽应保持在8mil以上。

● 避免出现一面铺铜，另外一面不铺铜。

● 若要大面积铺铜，能选择实心铺铜就不要使用网格铺铜；若需要网格铺铜，避免使用小网格铺铜。

● 网格铺铜，建议使用大网格铺铜，且线宽和边缘间距应大于等于10mil（0.25mm）。

● 铺铜区域应与正常的线路焊盘和走线保持一定距离，通常应至少保持0.5mm的间距。

● 天线位置要按产品设计手册的要求进行铺铜，在铺假铜时要避免对天线产生干扰。