PCB设计过程中可能出现的问题及解决方法

与软件系统的开发相比，电子产品的硬件设计及其优化也出现了耗时长、成本高等实际问题。然而，在实际设计中，工程师往往更关注原则性很强的问题，而导致对印刷电路板运行产生重大影响的只是一些我们必须一遍又一遍地纠正的细节错误。完美生成PCB是不可能的，但可以逐步优化。本文将首先列出电路设计、PCB生产和维护方面的一些问题，然后提供一些易于使用的方法来在有限的成本内优化定制PCB。

多路电源整流LED的耐压保护

以某走廊公用电力均分为例。为保证电路正常工作，采用多路电源为电源模块供电，即参数为“Uin=AC85~264V”的AC-DC模块。 IN4007整流LED串联300Ω1/2W碳电阻，用于多路输入隔离。图1为本产品的电路图。

从理论上讲，这是一个完美的想法，但在实际使用中存在严重问题。不考虑尖峰电压，正常情况下多路电源间电压可达AC400V，IN4007的耐压可达1000V。选择了正确的组件，对吗？但事实是，由于耐压问题，经常发生短路爆炸，导致整个产品报废。当然，不可否认，元器件的低质量和LED的老化也是造成问题的原因。但是即使安装了高质量的LED或具有更高耐压的LED而不是以前的LED，问题仍然存在。

考虑到质保期内早期疲劳的质量问题，以及产能良率（TPY）的存在，部件达到100%TPY几乎是不可能的。对于这个电路，这个先进的电路需要24个整流LED，废品率在2.4%到7.2%之间。这样质量的PCB永远无法完全实现客户的需求。事实上，这里有一个易于使用的方法来处理这个问题。只要在每个回路中多串联一个IN4007，这个问题就迎刃而解了。因为此时电路电压降低了0.7V，对输出没有影响。只需稍微增加一点成本，就可以实现双倍的耐压值，并将错误发生率降低到0.5%。

小型继电器频繁动作对电磁干扰的解决方法

小型继电器在PCB板上的电磁干扰，因为它们在切割大电流时会产生电弧放电。这种干扰不仅影响CPU的正常运行，导致频繁的复位，还会使解码器和驱动器产生错误的信号和指令，从而导致组件实现的错误。所有这些影响都会导致有缺陷的货物和事故。为了解决这个问题，可以从两个方面考虑：提高CPU的抗干扰能力和减少干扰源。

1、增加CPU的抗干扰能力。必须安装抗干扰能力强的CPU。 CPU的选择也需要实验和测试。例如，90C52RC 单片机就是一个理想的选择。该类CPU具有20KV抗静电能力和4KV抗快速脉冲和电磁能力。

2. 减少干扰源
• 继电器驱动放大器能够有效减少线圈断电时反电动势产生的干扰。
• RC 吸收电路并联在继电器触点之间，使噪声干扰可以被迅速吸收。
• 电路板是覆铜的。覆铜对减少继电器干扰有很大帮助。
• 必须仔细选择继电器。相同规格的继电器总有不同线圈功率的选择。其基本原理是线圈功率越大，继电器触点通断动作越快，触点间电弧放电时间越短，电磁干扰时间越短。

Pad Off的改进

PCB在维护时，无论是拆卸还是焊接都无法避免。 PCB老化或焊盘太小的PCB在拆装元件时，总是会出现焊盘脱落和板孔壁焊层脱落的现象。

1、pin pad off 可以根据距离和可以容纳的电流大小选择短线连接在同一线路附近的pad。对于短距离，可以使用修剪后的废弃引脚或排针进行焊接；对于长距离，可以使用外绝缘层的铜线进行连接，以避免因线路与其他元件的引脚连接而造成的短路。当这个地方总是出现焊盘脱落的问题时，可以验证这里的PCB设计非常不合理，必须对焊盘的设计进行优化。焊盘可在可用空间内设计成长圆形或水滴形，可增加短而粗的覆铜线，以增加其对PCB材料的吸收能力。

2、板孔壁上的焊锡层脱落，原因在于板孔尺寸小。当元件从PCB上拆卸下来时，会伴随着板孔壁的焊接层。所以在设计过程中建议焊盘孔的尺寸比管脚的尺寸大0.3～0.5mm。当焊盘孔壁上的焊锡层已经脱落时，可以尝试这种方法。新元件的引脚应在镀锡前安装，焊锡层稍厚。接下来是引脚焊接。引脚上的焊锡层可以轻松焊接PCB上的焊盘。

替换易受攻击的组件

只要使用电子元件，一些零件就会变得脆弱，需要更换或更换。维护这些组件的常用方法是通过焊接，这会导致大量时间消耗，严重影响工作效率。建议对易受攻击的组件添加底座或通过插头或插入排进行连接。这种方法可以帮助工程师节省大量的时间和精力。

PCB 设计和优化是一个复杂的过程，既需要设计蓝图，也需要琐碎的细节。优化每个细节会导致PCB制造过程中的时间消耗和成本降低。

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