pcb設(shè)計規(guī)范2

1、PCB設(shè)計原則硬件2009-10-14 15:39:51 閱讀561評論0字號：大中小.PCB設(shè)計的布局規(guī)范（一） 布局設(shè)計原則1.距板邊距離應(yīng)大于5mm2.先放臵與結(jié)構(gòu)關(guān)系密切的元件，如接插件、開關(guān)、電源插座等。3.優(yōu)先擺放電路功能塊的核心元件及體積較大的元器件，再以核心元件為中心擺放周圍電路元器件。4.功率大的元件擺放在利于散熱的位臵上，如采用風(fēng)扇散熱，放在空氣的主流通道上；若采用傳導(dǎo)散熱，應(yīng)放在靠近機(jī)箱導(dǎo)槽的位臵。5.質(zhì)量較大的元器件應(yīng)避免放在板的中心，應(yīng)靠近板在機(jī)箱中的固定邊放臵。6.有高頻連線的元件盡可能靠近，以減少高頻信號的分布參數(shù)和電磁干擾。7.輸入、輸出元件盡量遠(yuǎn)離。帶高電壓的

2、元器件應(yīng)盡量放在調(diào)試時手不易觸及的地方。9.熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。10.可調(diào)元件的布局應(yīng)便于調(diào)節(jié)。如跳線、可變電容、電位器等。11.考慮信號流向，合理安排布局，使信號流向盡可能保持一致。12.布局應(yīng)均勻、整齊、緊湊。13.表貼元件布局時應(yīng)注意焊盤方向盡量取一致，以利于裝焊，減少橋連的可能。14.去耦電容應(yīng)在電源輸入端就近放臵。15.模擬電路盡量靠近電路板邊緣放臵，數(shù)字電路盡量靠近電源連接端放臵，這樣做可以降低由數(shù)字開關(guān)引起的di/dt效應(yīng)。（二） 對布局設(shè)計的工藝要求當(dāng)開始一個新的PCB設(shè)計時，按照設(shè)計的流程我們必須考慮以下的規(guī)則:1.建立一個基本的 PCB的繪制要求與規(guī)則（示意如圖）建立基

3、本的PCB應(yīng)包含以下信息:1)PCB的尺寸、邊框和布線區(qū)A.PCB的尺寸應(yīng)嚴(yán)格遵守結(jié)構(gòu)的要求。B.PCB的板邊框（Board Outline ）通常用lOmil的線繪制。C.布線區(qū)距離板邊緣應(yīng)大于 5mm2)PCB板的層疊排列緣A.基于加工工藝的考慮：如下圖是四層PCB的例子，第一種是推薦的方法。對于六層的PCB層的排列如下圖；對于更多層的PCB則類推。B.基于電特性考慮的層疊排列。在多層板的設(shè)計中，應(yīng)盡量使用地層和電源層將信號層隔開，不能隔開的相鄰信號層的 走線應(yīng)采用正交方向。下圖為一四層板的排列F圖為一建議的10層的PCB的層疊，其它層數(shù)的 PCB依次類推。3） PCB的機(jī)械定位孔和用于

4、SMC的光學(xué)定位點。A.對于PCB的機(jī)械定位孔應(yīng)遵循以下規(guī)則要求:機(jī)械定位孔的尺寸要求，以下單位為 mmPCB板機(jī)械定位孔的尺寸必須是標(biāo)準(zhǔn)的（見下表和圖）B.機(jī)械定位孔的定位機(jī)械定位孔的定位在 PCB對角線位臵如圖:對于普通的PB,推薦：機(jī)械定位孔直徑為 3mm機(jī)械定位孔圓心與板邊緣距離為 5.08mmb對于邊緣有元件（物體、連接器等），機(jī)械定位孔將在 X方向做移動，機(jī)械定位孔 的直徑推薦為3mm機(jī)械定位孔為非孔化孔。C.對于PCB板的SMC的光學(xué)定位點應(yīng)遵循以下規(guī)則: PCB板的光學(xué)定位點為了滿足SMC的自動化生產(chǎn)處理的需要， 必須在PCB的表層和底層上添加光學(xué)定位點, 見下圖:注:1)距離

5、板邊緣和機(jī)械定位孔的距離7.5mm32)它們必須有相同的 X或丫坐標(biāo)。3)光學(xué)定位點必須要加上阻焊。4)光學(xué)定位點至少有2個，并成對角放臵。5)光學(xué)定位點的尺寸見下圖。6)它們是在頂層和底層放臵的表面焊盤。推薦：通常光學(xué)定位點焊盤直徑(PC)1.6m( 63mil)，阻焊直徑(D(SR) 3.2mm( 126mil );1.0mm并且焊盤要加上阻焊。當(dāng)PB的密度和精度要求非常高時，光學(xué)定位點焊盤可以為 PCB板上表面貼裝元件的參考點1) 當(dāng)元件(SMC的引腳中心距(Lead Pitch ) 0.6mm那么可以不加元件定位點，反之一定要加參 考點。4)元件的參考點與 PCB板的光學(xué)定位點的類型是

6、一樣的，為一無孔的焊盤尺寸見 (PCB 板的光學(xué)定位點)。2. PCB元件布局放臵的要求。PCB元件的布局規(guī)則應(yīng)嚴(yán)格參照(一)的內(nèi)容，具體的要求如下:1)元件放臵的方向性(orie ntation )A.元器件放臵方向考慮布線，裝配，焊接和維修的要求后，盡量統(tǒng)一。在PBA上的元件盡量要求有統(tǒng)一的方向，有正負(fù)極型的元件也要有統(tǒng)一的方向。B.對于波峰焊工藝，元件的放臵方向要求如圖:由于波峰焊的陰影效應(yīng)，因此元件方向與焊接方向成 90,波峰焊面的元件高度限制為4mmC.對于熱風(fēng)回流焊工藝，元件的放臵方向?qū)τ诤附佑绊懖淮蟆.對于雙面都有元件的 PCB較大較密的IC ,如QFP,BGA等封裝的元件放在

7、板子的頂層，插件元件也只能放在頂層，插裝元件的另一面(底層)只能放臵較小的元件和管腳數(shù)較少且排列松散的貼片元件，柱狀表面貼器件應(yīng)放在底層。E.為了真空夾具的結(jié)構(gòu)，板子背面的元件最高高度不能超過5.5mm如果使用標(biāo)準(zhǔn)的針壓測試夾具，板子背面的元件最高不能超過10mmF.考慮實際工作環(huán)境及本身發(fā)熱等，元器件放臵應(yīng)考慮散熱方面的因素。注:元件的排列應(yīng)有利于散熱,必要的情況下使用風(fēng)扇和散熱器，對于小尺寸高熱量的元件加散熱器尤為重要。大功率MOSFET等元件下面可以通過敷銅來散熱，而且在這些元件的周圍盡量不要放熱敏感元件。如果功率特別大，熱量特別高，可以加散熱片進(jìn)行散熱。2) PCB布局對于電信號的考慮

8、。對于一個設(shè)計者在考慮 PCB元件的分布時要考慮如下圖的問題。A.高速的元件（和外界接口的）應(yīng)盡量靠近連接器。B.數(shù)字電路與模擬電路應(yīng)盡量分開，最好是用地隔開。3)元件與定位孔的間距A.定位孔到附近通腳焊盤的距離不小于7.62 mm (300mil )。B.定位孔到表貼器件邊緣的距離不小于5.08mm (200mil )。對于SMD元件，從定位孔圓心 SMD元件外框的最小半徑距離為 5.08mm （200mil ）4）DIP自動插件機(jī)的要求。在同時有SMD和DIP元件的PB上，為了避免 DIP元件在自動插入時損壞 SMD元件, 必須在布局時考慮 SMD和DIP元件的布局要求。二. PCB設(shè)計的

9、布線規(guī)范（一） 布線設(shè)計原則線應(yīng)避免銳角、直角，采用4 5走線。2.相鄰層信號線為正交方向。3.高頻信號盡可能短，并用地線屏蔽。4.5.輸入、輸出信號盡量避免相鄰平行走線，最好在線間加地線，以防反饋耦合。雙面板電源線、地線的走向最好與數(shù)據(jù)流向一致，以增強(qiáng)抗噪聲能力。6. 數(shù)字地、模擬地要分開，對低頻電路，地應(yīng)盡量采用單點并聯(lián)接地；高頻電路宜 采用多點串聯(lián)接地。對于數(shù)字電路，地線應(yīng)閉合成環(huán)路，以提高抗噪聲能力。7. 對于時鐘線和高頻信號線要根據(jù)其特性阻抗要求考慮線寬，做到阻抗匹配。8. 整塊線路板布線、打孔要均勻，避免出現(xiàn)明顯的疏密不均的情況。當(dāng)印制板的外 層信號有大片空白區(qū)域時，應(yīng)加輔助線使板

10、面金屬線分布基本平衡。（二） 對布線設(shè)計的工藝要求1.通常我們布線時最常用的走線寬度、過孔尺寸:反兩面用阻焊層注意：BGA封裝元件下方的過孔，根據(jù)加工工藝的要求，需要在其正、 覆蓋。1） 當(dāng)走線寬度為0.3mm時間距焊盤過孔0.3mm0.3mm（表層）0.3mm（表層）0.28m m（內(nèi)層）0.28mm（內(nèi)層）焊盤0.3mm0.3mm過孔0.3mm2）當(dāng)走線寬度為0.2mm 時間距線焊盤過孔線0.2mm0.2mm0.2mm焊盤0.2mm0.2mm過孔0.22mm3）當(dāng)走線寬度為0.15mm 時間距線焊盤過孔線0.15mm0.15mm0.15mm焊盤0.2mm0.2mm過孔0.22mm4）當(dāng)走線

11、寬度為0.12mm 時間距線焊盤過孔線0.12mm0.12mm0.12mm焊盤0.2mm0.2mm過孔0.22mm且由于工藝方面的值得注意的是，BGA下方的焊盤和焊盤間過孔焊盤的間距也為線寬。難度，不推薦使用0.12mm的線寬。對應(yīng)走線寬度過孔焊盤的寬度成孔后的孔徑0.3mm1.20mm1.29mmw 0.60內(nèi)層表層0.2mm0.85mm0.90mmw 0.40(BGA下可w0.30)0.15mm0.65mm0.70mmw 0.300.12mm0.64mm0.64+Tw 0.30T即代表需要加淚滴。5）當(dāng)線寬小于等于0.12mm時，過孔焊盤需要加淚滴，表中的0001.01.22.01.當(dāng)板子

12、的尺寸大于600mm時，過孔的焊盤寬度需要增大0.1mm3表中單位:mm標(biāo)準(zhǔn)焊盤尺寸隔離帶(InsulationLand)表層內(nèi)層區(qū)域大小阻焊窗尺寸盤環(huán)盤環(huán)30.8573773532909457951.1.2.1.2526824721.1.2.1.05627834821.1.2.1.2.4.6.8.9.05.2.4.6779349971.2.2.2.971369172.2.2.2.173389371.1.1.1.573747627797171.1.1.1.2.735363789313331.1.1.2.2.038393082343631.2.2.2.2.155262779212321.1.1.

13、2.2.0001.01.01.01.15.8573767479777 15521.1.1.1.9475787621.1.2.1.12.05627202771.1.2.1.2.4.6.8.9.05.2.4.6778717921.2.2.2.970737122.2.2.2.172757321.1.1.1.573747627797171.1.1.1.2.624252678202221.1.1.2.2.8666371.1.76471.1.91622.1.06772.1.26972.2.4617防止電源和時鐘互相干擾。當(dāng)一塊電路板上用到多個不同頻率的時鐘時，兩根不同頻率的時對于非孔化孔，阻焊窗直徑(th

14、e solder resist win dow)應(yīng)該比孔的直徑大3.3m m時，其范圍0.50mm而表層隔離區(qū)寬度也由孔的尺寸決定，當(dāng)孔的直徑小于等于 是“孔徑+2.0 ” ；當(dāng)孔的直徑大于3.3mm時，其范圍是孔徑的1.6倍。內(nèi)層的隔離區(qū)范圍 是“孔徑+2.0mm。2. 具體的布線原則:1) 電源和地的布線盡量給出單獨的電源層和地層；即使要在表層拉線， 電源線和地線也要盡量的短且要足 夠的粗。對于多層板，一般都有電源層和地層。需要注意的只是模擬部分和數(shù)字部分的地和電源即使電壓相同也要分割開來。對于單雙層板電源線應(yīng)盡量粗而短。電源線和地線的寬度 要求可以根據(jù)1mm的線寬最大對應(yīng)1A的電流來計算

15、，電源和地構(gòu)成的環(huán)路盡量小。如下圖:為了防止電源線較長時，電源線上的耦合雜訊直接進(jìn)入負(fù)載器件，應(yīng)在進(jìn)入每個器件之前，先對電源去藕。且為了防止它們彼此間的相互干擾，對每個負(fù)載的電源獨立去藕，并做到先濾波再進(jìn)入負(fù)載。如下圖:在布線中應(yīng)保持接地良好。如下圖。2) 特殊信號線布線A. 時鐘的布線:時鐘線作為對EMC影響最大的因素之一。在時鐘線應(yīng)少打過孔，盡量避免和其它信號線并行走線，且應(yīng)遠(yuǎn)離一般信號線，避免對信號線的干擾。同時應(yīng)避開板上的電源部分，以鐘線不可并行走線。時鐘線還應(yīng)盡量避免靠近輸出接口，防止高頻時鐘耦合到輸出的cable線上并沿線發(fā)射出去。如果板上有專門的時鐘發(fā)生芯片，其下方不可走線，應(yīng)在

16、其下方鋪銅, 必要時還可以對其專門割地。對于很多芯片都有參考的晶體振蕩器，這些晶振下方也不應(yīng)走線，要鋪銅隔離。同時可將晶振外殼接地，對于簡單的單，雙層板沒有電源層和地層，時鐘走線可以參看B. 成對差分信號線走線成對出現(xiàn)的差分信號線， 一般平行走線，盡量少打過孔，必須打孔時，應(yīng)兩線一同打孔, 以做到阻抗匹配。C. 相同屬性的一組總線，應(yīng)盡量并排走線，做到盡量等長。考慮到散熱，避免連焊等因素，盡量采用下圖所示的Good lay-out,避免 Bad lay-out 。兩焊點間距很?。ㄈ缳N片器件相鄰的焊盤）時 ，焊點間不得直接相連。D. 些基本的走線原則。從貼片焊盤引出的過孔盡量離焊盤遠(yuǎn)些。3）敷銅

17、的添加多層板內(nèi)層敷銅，要用負(fù)片（Negative）。外層敷銅如要完全添實，不應(yīng)有一絲空隙，最好用網(wǎng)格形式敷銅，其網(wǎng)格最小不得小于0.6mm X 0.6mm,建議使用 30mil X 30mil 的網(wǎng)格敷銅。如圖三.PCB設(shè)計的后處理規(guī)范（一）測試點的添加原則測試點的選擇:1）測試點均勻分布于整個 PBA板上。但是過孔是2）器件的引出管腳，測試焊盤，連接器的引出腳及過孔均可作為測試點,最不良的測試點。3）貼片元件最好采用測試焊盤作為測試點。4）布線時每一條網(wǎng)絡(luò)線都要加上測試點，測試點離器件盡量遠(yuǎn)， 兩個測試點的間距不能太近,中心間距應(yīng)有 2.54mm如果在一條網(wǎng)絡(luò)線上已經(jīng)有PAD或Via時，則可

18、以不用另加測試焊盤。5）不可選用bottom layer上的貼片元件的焊盤作為測試點使用。6）對電源和地應(yīng)各留10個以上的測試點，且均勻分布于整個PBA板上，用以減少測試時反向驅(qū)動電流對整個PBA板上電位的影響，要確保整個PBA板上等電位。7）對帶有電池的PBA板進(jìn)行測試時，應(yīng)使用跨接線，以防止電池周圍的短路無法檢測。8）測試點的添加時，附加線應(yīng)該盡量短，如下圖:測試點的尺寸選擇。測試點有三種尺寸：如圖其中：A=1.0mm , B=0.40mm注:1）測試點可以是通孔焊盤、表面焊盤、過孔，但過孔必須有可以接觸的銅。2）當(dāng)使用表面焊盤作為測試點時，應(yīng)當(dāng)將測試點盡量放在焊接面。（二）PCB板的標(biāo)注

19、1.兀件和焊接面應(yīng)有該 PCB或PBA的編號和版本號。在板的焊接面標(biāo)明光板號，在元件面標(biāo)明裝焊號，裝焊號一般是在光板號的后面加1。2.標(biāo)注時，頂層（第一層）應(yīng)該是元件面，且是正圖形，焊接面則為反圖形（水平鏡像）, 比如字符b,元件面中顯示為b，焊接面顯示為d3. 如要做絲印，絲印字符要有 1.52.0mm的高度和0.20.254 的線寬。4. PCB層的標(biāo)識為了多層板生產(chǎn)檢查（如在層壓中）的需要，要對PCB的不同層加上層的標(biāo)識和命名1） 多層板的邊緣層標(biāo)記（Edge Layer Marki ng ）邊緣層標(biāo)識為：在板的邊緣上，放長1.6mm寬1.0mm的銅，放在各自的層上。 每層的邊 緣層標(biāo)識

20、排列為從頂層到底層分別為從左到右依次排列（如圖）2）多層板的層標(biāo)識和命名為了滿足PB生產(chǎn)的工藝要求，增加 PB的可讀性，在多層板上要加上層的編號如圖:A.多層板層的編號原則:對于頂層和底層分別有固定的編號為：Top Layer為KK; Bottom Layer為 而中間層的編號從底層到頂層為：KA KB KC KDKK （其中KI不用）。最大可以表示10層 板，如下所示：（表示方法有二種，推薦使用第二種）1.對于2層板:頂層(Top Layer ) KK 1底層(Bottom ) KA 22.對于4層板:頂層(Top Layer ) KK 1中間1層KC 2中間2層KB 3底層(Bottom

21、) KA 43.對于6層板:頂層(Top Layer ) KK 1中間1層KE 2中間2層KD 3中間3層KC 4中間4層KB 5底層(Bottom ) KA 64. 對于8層板:頂層(Top Layer ) KK 1中間1層KG 2中間2層KF 3中間3層KE 4中間4層KD 5中間5層KC 6中間6層KB 7底層(Bottom ) KA 85. 對于10層板:頂層(Top Layer ) KK 1中間1層KJ 2中間2層KH 3中間3層KG 4中間4層KF 5中間5層KE 6中間6層KD 7中間7層KC 8中間8層KB 9底層(Bottom ) KA 106. 當(dāng)板的層數(shù)達(dá)12層，將前一位

22、的字母 K改為L對于12層板如下 所示，12層的板依次類推。頂層(Top Layer ) KK 1 中間1層LB 2 中間2層LA 3中間3層KJ 4中間4層KH 5中間5層KG 6中間6層KF 7中間7層KE 8中間8層KD 9中間9層KC 10中間10層KB 11底層（Bottom ） KA 12B.多層板層的編號標(biāo)注原則標(biāo)注原則為:對于各層的標(biāo)注應(yīng)放在各自的層上，用當(dāng)前層的文字（TEXT表示其中頂層（Top Layer ）的標(biāo)注，從頂層向底層看是正的字符（正字符）；而底層（BottomLayer）的標(biāo)注，從頂層向底層看是反的字符（反字符）其它各層為從頂層向底層數(shù)，奇數(shù)為反字符，偶數(shù)為正字

23、符。F面是一個6層板的標(biāo)注，示例如圖:其中的黑色小方塊為邊緣的層標(biāo)志。（三）加工數(shù)據(jù)文件的生成及 PCB的說明1. PCB的板厚度、銅箔厚度說明1）當(dāng)需要對PCB板進(jìn)行特性阻抗控制時，可說明各層材料的厚度，或要求生產(chǎn)廠商 對特性阻抗進(jìn)行控制。2)PCB 的厚度種類有 1.0mm 1.5mm 1.6mm 2.4mm 3.2mm, 4.4mm 等。A.對于普通PCB厚度通常為1.6mmB.3）對于背板厚度通常為3.2mm （特殊為2.4mm或4.4mm）PCB的銅箔厚度種類有5卩m （卩m以下簡稱卩）,9卩，12卩，17.5卩，35卩，70（1, 105 卩。A.對于普通PCB內(nèi)層銅箔厚度通常為3

24、5卩；外層為17.5對于特殊的PCB可以用35卩、70 1（如電源板）。B.對于背板PCB銅箔厚度通常為17.5卩或350 2.加工數(shù)據(jù)文件的生成 當(dāng)設(shè)計師完成PCB的設(shè)計后，必須生成生產(chǎn)和裝配所需的文件，分別為: PCB生產(chǎn)需要的文件:GERBEF文件（光繪文件）和DRILL文件（鉆孔文件）1） Gerber文件，要包含 D碼，即擴(kuò)展Gerber格式文件。除了各層的 Gerber文件,還根據(jù)情況分別提供正、反面的阻焊、助焊、絲網(wǎng)Gerber數(shù)據(jù)，并分別注明各文件內(nèi)容。2）（ NC）鉆孔文件，要區(qū)分孔化孔，非孔化孔（特別是裝配孔要說明為非孔化孔），異 形孔的位臵。并提供數(shù)控鉆工具圖表。3）要說明是幾層板。 PBA裝配需要的文件:1）對于VeriBest軟件需要輸出以下格式的文件:GENCAD ( MITRON CAD FILEODB+2）對于Mentor軟件需要輸出以下格式的文件:/desig n/p ub: trace (tr