三种常见的PCB问题汇总

PCB，即印制电路板(Printed Circuit Board)，是现代电子设备中不可或缺的重要部件。它是电子元器件电气连接的提供者，是电子产品的大脑和心脏，被广泛应用于各种电子设备中。

什么是PCB板?

PCB板，也称印制电路板，是一种通过将导电铜箔图案化铺设在绝缘材料(如玻璃纤维、环氧树脂等)表面上，形成电子元器件之间的电气连接的板子。其主要功能是通过这些铜箔线路实现电子元件之间的电气连接，并支撑元器件固定在板上。

无论是简单的家用电器、复杂的智能设备，还是工业控制系统，都离不开PCB板的支持。

PCB板的构成与分类

一般来说，PCB板主要由以下几个部分组成：

基材：通常由玻璃纤维或环氧树脂制成，提供机械支撑和绝缘功能。

导电层：由铜箔构成，负责传输电流和信号。

阻焊层：保护电路板的铜箔不被氧化，防止短路。

字符层：标记电路板上元件的位置，便于组装和维护。

从分类上，根据导电层的数量，PCB板可以分为单面板、双面板和多层板。具体说来，单面板是最基本的PCB类型，它仅有一面是导电层(铜箔)，另一面则是非导电材料。这种设计简单，通常用于低复杂度的电路，如简单的家电或电子玩具。

双面板则在PCB的两面都有导电层，意味着电气连接可以通过两面实现。双层板比单层板能够实现更加复杂的电路设计，适合更高要求的电子产品，如汽车电子、消费类电子等。

多层板则是4层及以上的PCB板，通过内部导线连接，适用于高度集成的大型电路。其中，在多层板中，高多层PCB正成为外界关注的焦点。从人形机器人到AI大模型，高多层PCB都在背后发挥着重要作用。

目前，行业内可生产高多层PCB的企业为数不多，比如深南电路、鹏鼎控股、东山精密、嘉立创。像嘉立创拥有多项自主研发的 PCB 制造核心技术，具备生产高多层印制线路板产品的技术能力，包括超高层工艺、盘中孔工艺、阻焊开窗工艺等。公司目前生产的印制电路板最高层数可达 32层，最小孔径可达 0.15mm，最小线宽线距可达 0.0762mm，并支持数百种层压结构。

pcb电路设计者需要根据电路原理图，在pcb电路设计中实现所需要的功能。pcb电路设计是一项很复杂、技术性很强的工作，通常pcb电路设计初级者都会遇到非常多问题，(本文列好“pcb电路设计中的常见问题”)也希望pcb电路设计者们都需要通过不断的学习和经验积累，能够在一次次的电路设计中不断提升，达到优良的电路性能和散热性能，能有效的节约生产成本。

在PCB板的设计和制作过程中，工程师不仅需要防止PCB板在制造加工时出现意外，还需要避免设计失误的问题出现。本文就这些常见的PCB问题进行汇总和分析，希望能够对大家的设计和制作工作带来一定的帮助。

问题一：PCB板短路

这一问题是会直接造成PCB板无法工作的常见故障之一，而造成这种问题的原因有很多，下面我们逐一进行分析。

造成PCB短路的最大原因，是焊垫设计不当，此时可以将圆形焊垫改为椭圆形，加大点与点之间的距离，防止短路。

PCB零件方向的设计不适当，也同样会造成板子短路，无法工作。如SOIC的脚如果与锡波平行，便容易引起短路事故，此时可以适当修改零件方向，使其与锡波垂直。

还有一种可能性也会造成PCB的短路故障，那就是自动插件弯脚。由于IPC规定线脚的长度在2mm以下及担心弯脚角度太大时零件会掉，故易因此而造成短路，需将焊点离开线路2mm以上。

除了上面提及的三种原因之外，还有一些原因也会导致PCB板的短路故障，例如基板孔太大、锡炉温度太低、板面可焊性不佳、阻焊膜失效、板面污染等，都是比较常见的故障原因，工程师可以对比以上原因和发生故障的情况逐一进行排除和检查。

问题二：PCB板上出现暗色及粒状的接点

PCB板上出现暗色或者是成小粒状的接点问题，多半是因于焊锡被污染及溶锡中混入的氧化物过多，形成焊点结构太脆。须注意勿与使用含锡成份低的焊锡造成的暗色混淆。

而造成这一问题出现的另一个原因，是加工制造过程中所使用的焊锡本身成份产生变化，杂质含量过多，需加纯锡或更换焊锡。斑痕玻璃起纤维积层物理变化，如层与层之间发生分离现象。但这种情形并非焊点不良。原因是基板受热过高，需降低预热及焊锡温度或增加基板行进速度。

问题三：PCB焊点变成金黄色

一般情况下PCB板的焊锡呈现的是银灰色，但偶尔也有金黄色的焊点出现。造成这一问题的主要原因是温度过高，此时只需要调低锡炉温度即可。

问题四：板子的不良也受环境的影响

由于PCB本身的构造原因，当处于不利环境下，很容易造成PCB板的损害。极端温度或者温度变化不定，湿度过大、高强度的振动等其他条件都是导致板子性能降低甚至报废的因素。比如说，环境温度的变化会引起板子的形变。因此将会破坏焊点，弯曲板子形状，或者还将可能引起板子上的铜迹线断路。

另一方面，空气中的水分会导致金属表面氧化，腐蚀和生锈，如暴露的在外的铜迹线，焊点，焊盘以及元器件引线。在部件和电路板表面堆积污垢，灰尘或碎屑还会减少部件的空气流动和冷却，导致PCB过热和性能降级。振动，跌落，击打或弯曲PCB会使其变形并导致出席那裂痕，而大电流或过电压则会导致PCB板被击穿或者导致元器件和通路的迅速老化。

问题五：PCB开路

当迹线断裂时，或者焊料仅在焊盘上而不在元件引线上时，会发生开路。在这种情况下，元件和PCB之间没有粘连或连接。就像短路一样，这些也可能发生在生产过程中或焊接过程中以及其他操作过程中。振动或拉伸电路板，跌落它们或其他机械形变因素都会破坏迹线或焊点。同样，化学或湿气会导致焊料或金属部件磨损，从而导致组件引线断裂。

问题六：元器件的松动或错位

在回流焊过程中，小部件可能浮在熔融焊料上并最终脱离目标焊点。移位或倾斜的可能原因包括由于电路板支撑不足，回流炉设置，焊膏问题，人为错误等引起焊接PCB板上元器件的振动或弹跳。

问题七：焊接问题

以下是由于不良的焊接做法而引起的一些问题：

受干扰的焊点：由于外界扰动导致焊料在凝固之前移动。这与冷焊点类似，但原因不同，可以通过重新加热进行矫正，并保证焊点在冷却时而不受外界干扰。

冷焊：这种情况发生在焊料不能正确熔化时，导致表面粗糙和连接不可靠。由于过量的焊料阻止了完全熔化，冷焊点也可能发生。补救措施是重新加热接头并去除多余的焊料。

焊锡桥：当焊锡交叉并将两条引线物理连接在一起时会发生这种情况。这些有可能形成意想不到的连接和短路，可能会导致组件烧毁或在电流过高时烧断走线。

焊盘：引脚或引线润湿不足。太多或太少的焊料。由于过热或粗糙焊接而被抬高的焊盘。

问题八：人为失误

PCB制造中出现缺陷大部分是有人为失误造成的，大多数情况下，错误的生产工艺，元器件的错误放置以及不专业的生产制造规范是导致多达64%可避免的产品缺陷出现。由于以下几点，导致缺陷的可能性随着电路复杂性和生产工艺数量而增加的原因：密集封装的组件;多重电路层;精细的走线;表面焊接组件;电源和接地面。

尽管每个制造者或组装者都希望生产出来的PCB板子是没有缺陷问题，但就是有那么几种设计和生产的过程的难题造成了PCB板问题不断。

典型的问题和结果包括如下几点：焊接不良会导致短路，开路，冷焊点等情况;板层的错位会导致接触不良和整体性能不佳;铜迹线绝缘不佳会导致迹线与迹线之间出现电弧;将铜迹线与通路之间靠的太紧，很容易出现短路的风险;电路板的厚度不足会导弯曲和断裂。