如何避免 PCB 設計中的陷阱
1 分鐘
- 導通孔孔徑設計
- 導通孔槽孔設計
- 導通孔屬性設定
- 走線寬度與間距設計
- 大面積網格銅填充
- 銅箔分布不均
- 銅箔灌注設計
- 結論
設計印刷電路板（PCB）時，必須仔細考量多項因素，才能確保製程順利並避免潛在陷阱。從孔徑與槽孔設計，到線寬與銅箔灌注，掌握這些要點對於打造可靠且功能正常的 PCB 至關重要。本文將探討 PCB 設計中的常見陷阱，並提供克服建議。
導通孔孔徑設計
在 PCB 製造中，0.3 mm 的孔被視為標準孔，小於 0.3 mm 則歸類為小孔。
小孔可能對生產造成多項負面影響：
電鍍困難：孔徑越小，越容易發生電鍍不良或無電鍍。針對小孔，JLCPCB 採用四線低阻製程以確保可靠度。
加工效率降低：小孔需降低鑽孔速度並使用更短鑽頭，導致一次可鑽板材數量減少。因此設計時建議優先採用 0.3 mm 以上孔徑，僅在空間受限時才考慮小孔。
JLCPCB 的最小製程能力：
單／雙面板：0.3 mm（內徑）／0.45 mm（外徑）
多層板：0.15 mm（內徑）／0.25 mm（外徑）
外徑應比內徑大 0.1 mm 以上，建議差距 ≥0.15 mm。
導通孔槽孔設計
PCB 鑽孔中的短槽：長度小於寬度兩倍的槽孔稱為短槽。短槽的最佳長寬比為長度／寬度 ≥2.5（極限值 ≥2）。
長槽選用噴錫處理：若槽孔需經噴錫，建議單邊最小寬度 0.4 mm（絕對最小 0.3 mm），或改採沉金製程。
熱風噴錫需經高壓高溫處理，槽寬過小易導致銅皮剝離。
單面有銅環、另一面無銅環的槽孔，尤其單面銅環槽孔，在高溫應力下更易剝離。
密集排列的槽孔建議採用沉金製程。
導通孔屬性設定
設計時應將孔徑明確區分為 VIA 孔或 PAD 元件孔，切勿混用。
VIA 孔：主要用於層間電氣連接，製程中通常會做防焊處理，JLCPCB 在生產時不對VIA 孔尺寸設公差。
PAD 元件孔：一般為焊接元件而設計的孔。
混用可能導致：
誤將 VIA 孔當成 PAD 元件孔並選擇防焊處理，會使防焊油墨覆蓋或堵塞元件孔，導致無法焊接，也難以控制孔徑。
將 PAD 元件孔當作 VIA 孔，軟體將不會施加防焊，導致需防焊的導通孔未被覆蓋。
走線寬度與間距設計
線路並非越細越好，條件允許時應優先採用較寬線路。細線路導電性較差，易斷裂，良率也較低。
標準線寬／間距：均為 4 mil，小於 4 mil 視為細線。
JLCPCB 最小線寬／間距能力：
| 1 oz | 單／雙面板：0.10/0.10 mm (4/4 mil) 多層板：0.09/0.09 mm (3.5/3.5 mil)；BGA 扇出區允許 3 mil PCB 線圈：0.254 mm |
| 2 oz | 雙面板：0.16/0.16 mm (6.5/6.5 mil) 多層板：0.16/0.20 mm (6.5/8 mil) |
| 2.5 oz | 雙面板：0.2/0.2 mm (8/8 mil) |
| 3.5 oz | 雙面板：0.25/0.25 mm (10/10 mil) |
| 4.5 oz | 雙面板：0.3/0.3 mm (12/12 mil) |
大面積網格銅填充
大面積填銅時，避免使用過細網格，否則將嚴重影響生產。應選擇實心銅或較大網格。細網格可能導致：
防焊覆蓋不足，如圖所示。
AOI（自動光學檢測）可能無法辨識細網格而報錯。
細網格易造成防焊剝落，影響導電性。
若必須使用網格銅或需分割網路，請確保：
網格線寬／間距 ≥0.254 mm。
同一網路的走線間距 ≥0.254 mm。
銅箔分布不均
外層銅箔不均：外層銅箔分布不均會影響電鍍電流平衡，可能導致銅厚過度或樹脂聚集短路。
內層銅箔不均：
當空窗區過大，PP 樹脂膠會聚集並流向無銅區，造成板厚變薄、銅皮皺褶、缺膠白點及分層。
對金手指等關鍵區域有嚴格厚度要求的產品，若對應內層過於空曠，可能導致金手指區域變薄，與連接器插槽接觸不良。
不同層別的銅箔覆蓋率差異過大，亦有板彎風險。
銅箔灌注設計
避免留空：盡量將空窗區填銅。
銅箔遠離一般焊盤：佈線時，確保走線、銅箔與鑽孔間距 ≥0.5 mm，並採用實心銅而非細網格。
凡有金手指的層面皆需鋪銅，以確保成品板厚；同時避免選用厚度不足的疊構。
天線下方銅箔：依產品設計規範放置，避免干擾。
雙面銅箔對稱：確保雙面均鋪銅，避免單面空窗。
落實上述設計要點，可讓 PCB 製造更順利並避開常見陷阱。
結論
優秀的 PCB 設計不僅能穩定運作，更能為電子產品的整體成功奠定基礎。花時間熟悉這些設計要點並融入工作流程，即可享受順暢高效的 PCB 製造體驗。
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