PROTEL制圖規(guī)范

1、PROTEL 制圖規(guī)范目的: 本規(guī)范歸定了公司SCH及PCB設計的流程和設計原則，主要目的是為SCH及PCB設計者提供必須遵循的規(guī)則和約定。提高SCH易懂性及美觀性,PCB設計質(zhì)量和設計效率,提高PCB的可生產(chǎn)性、可測試、可維護性。一 原理圖制圖規(guī)范 1. 文件建立1.1 元件符號 盡量按照國標繪制元件符號,這樣便于理解和統(tǒng)一;元件符號要直觀易懂;元件的電氣連接要簡潔,符合常規(guī)習慣畫法,如:從左至右 輸入à處理à輸出;利于制PCB板,元件要畫的同時要標封裝;原理圖要盡量做到美觀;1.2 原理圖命名參考文檔命名規(guī)范，示意如下： 4805-TL494-V1.1-090503.S

2、CH 4805 -電路板名稱 TL494-主控芯片V1.1-版本號090503-最終修改日期1.3 對于有一定規(guī)模的設計采用多頁設計的原則，按照功能模塊分頁設計。頁面尺寸一般選擇B(單位: 英寸),如果單頁內(nèi)容較多，可選擇C, 多頁原理圖命名增加編號確定頁面顯示順序，如01IN，02CONTROL,03OUT等。1.4 元件標注 元器件編號命名前綴:電阻:R, 排阻:RN, 電容:C, 電解電容:E, 電感:L, 磁珠:FB, 芯片:U, 模塊:MOD或U,晶振:X三極管:Q，MOSFE管T, 二極管:D, 整流二極管:ZD, 發(fā)光二極管:LED, 連接器:CON,跳線:J, 開關(guān):K, 電池

3、:BAT, 固定通孔:MH, Mark(標號):H, 測試點:TP電阻標注電阻阻值及功率,精度有要求的要標注精度,這樣便于生成元件清單.格式如下:10K/0.25W-0.1%電容標注電容容量及耐壓.格式如:104/63V 材料有要求的請在元件清單上注明。其它:略1.5 原理圖設計中為調(diào)試，測試，或者作為選項的電路部分的元器件，在標識值的時候，增加NI(NotInstall)標識。1.6 Connector有極性的原理圖上需標識，如公頭DB9標記為DB9M(Male)，母頭的標記為DB9F(Famale)2. 原理圖的繪制2.1 建立統(tǒng)一元器件庫，原理圖使用到的元器件從統(tǒng)一的庫文件中調(diào)用。2.2

4、 連接多頁面的端口從頁面左上角開始向下放置，端口連接線長度統(tǒng)一為8個單位，正確標識端口的類別，方向。示例如下： 2.3 對于較多連接的芯片引腳盡量采用網(wǎng)絡標號連接，芯片引腳長度8個單位，電源類網(wǎng)絡 標號在靠近芯片的4個單位內(nèi)標記，信號類網(wǎng)絡標號從遠離芯片的4個單位內(nèi)標記。示例如下：2.4 如果有跳線，需標記各種接法的功能。示例如下：2.5 低電平有效信號線的網(wǎng)絡標識統(tǒng)一采用”/”前綴，如/CS，/RST等。2.6 電源類網(wǎng)絡標識需以電源極性為前綴，如+3.3V,-12V等。2.7 網(wǎng)絡標識字段中不能包含空字符。3. 檢查原理圖繪制完成后需做ERC檢查，防止元器件編號重復，同一網(wǎng)絡標號少于2個連

5、接等等問題。需要完全沒有Warning。操作示例如下：二 PCB制板流程規(guī)范PCB的設計流程分為網(wǎng)絡表輸入、規(guī)則設置、元器件布局、布線、檢查、復查、輸出六個步驟。1. 網(wǎng)絡表輸入1.1 網(wǎng)絡表是原理圖與PCB的接口文件，PCB設計人員應根據(jù)所用的原理圖和PCB設計工具的特性，選用正確的網(wǎng)絡表格式，創(chuàng)建符合要求的網(wǎng)絡表;1.2 創(chuàng)建網(wǎng)絡表的過程中，應根據(jù)原理圖設計工具的特性，積極協(xié)助原理圖設計者排除錯誤。保證網(wǎng)絡表的正確性和完整性;1.3 確定器件的封裝（PCB FOOTPRINT）; 1.4 創(chuàng)建PCB板,根據(jù)單板結(jié)構(gòu)圖或?qū)臉藴拾蹇? 創(chuàng)建PCB設計文件; 注意正確選定單板坐標原點的位置，

6、原點的設置原則： 單板左邊和下邊的延長線交匯點。1.4.2 單板左下角的第一個焊盤。1.4.3 板框四周倒圓角，倒角半徑5mm。特殊情況參考結(jié)構(gòu)設計要求。2. 規(guī)則設置2.1 線寬和線間距的設置間隙不小于10mil,線寬不小于10mil,過孔的尺寸盡量統(tǒng)一,還要考慮兩個方面;2.1.1 單板密度; 板的密度越高, 傾向于使用更細的線寬和更窄的間隙,高壓及高頻要注意線間距不能太小。2.1.2 信號的電流強度;當信號的平均電流較大時，應考慮布線寬度所能承載的的電流，線寬與電流的關(guān)系如下表,如果電流太大則應考慮在SOLDER層旋轉(zhuǎn)鍍錫條, SOLDER層要盡量畫在BOTTOM層上,如果必須放置在TO

7、P層,鍍錫條上不能有器件覆蓋。 銅皮t=10 銅皮t=10 銅皮t=10 銅皮厚度35um 銅皮厚度50um 銅皮厚度70um 寬度mm 電流 A 寬度mm 電流 A 寬度 mm 電流 A0.15 0.20 0.15 0.50 0.15 0.700.20 0.55 0.20 0.70 0.20 0.900.30 0.80 0.30 1.10 0.30 1.300.40 1.10 0.40 1.35 0.40 1.700.50 1.35 0.50 1.70 0.50 2.000.60 1.60 0.60 1.90 0.60 2.300.80 2.00 0.80 2.40 0.80 2.801.0

8、0 2.30 1.00 2.60 1.00 3.201.20 2.70 1.20 3.00 1.20 3.601.50 3.20 1.50 3.50 1.50 4.202.00 4.00 2.00 4.30 2.00 5.102.50 4.50 2.50 5.10 2.50 6.00 注： i. 用銅皮作導線通過大電流時，銅箔寬度的載流量應參考表中的數(shù)值降額50%去選擇考慮。 ii. 在PCB設計加工中，常用OZ（盎司）作為銅皮厚度的單位，1 OZ銅厚的定義為1 平方英尺面積內(nèi)銅箔的重量為一盎，對應的物理厚度為35um；2OZ銅厚為70um。2.1.3 電路工作電壓：線間距的設置應考慮其介電強

9、度。輸入150V-300V電源最小空氣間隙及爬電距離一 次 側(cè) 二 次 側(cè) 線地間距mm工作電壓直流值或有效值V空氣間隙mm爬電距離mm工作電壓直流值或有效值V空氣間隙mm爬電距離mm 線地間距 mm4.050V1.01.271V0.71.22.0150V1.41.6125V0.71.5200V2.0150V0.71.6250V2.5200V0.72.0300V1.73.2250V0.72.5400V4.0600V3.06.3 輸入300V-600V電源最小空氣間隙及爬電距離一 次 側(cè) 二 次 側(cè) 線地間距mm工作電壓直流值或有效值V空氣間隙mm爬電距離mm工作電壓直流值或有效值V空氣間隙mm

10、爬電距離mm 線地間距 mm6.350V1.271V1.22.5150V1.6125V1.5200V2.02.0150V1.71.6250V2.02.5200V1.72.0300V3.53.2250V1.72.5400V3.84.0600V5.06.3 可靠性要求;可靠性要求高時，傾向于使用較寬的布線和較大的間距。2.2 板層設置;畫線時不用的板層要隱藏,避免在不用的層上畫線,繪制完成單獨檢查每個層。2.3 調(diào)試點設置;是指用于調(diào)試目的的金屬接觸點，接觸點為直徑不小于120mil圓形底層接觸點。 3. 元器件布局3.1 根據(jù)結(jié)構(gòu)圖設置板框尺寸，按結(jié)構(gòu)要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件，并給

11、這些器件賦予LOCKED屬性。按工藝設計規(guī)范的要求進行尺寸標注。 3.2 根據(jù)結(jié)構(gòu)圖和生產(chǎn)加工時所須的夾持邊設置印制板的禁止布線區(qū)、禁止布局區(qū)域。根據(jù)某些元件的特殊要求，設置禁止布線區(qū)。3.3 綜合考慮PCB性能和加工的效率選擇加工流程。加工工藝的優(yōu)選順序為：元件面單面貼裝元件面貼、插混裝（元件面插裝焊接面貼裝一次波峰成型）雙面貼裝元件面貼插混裝、焊接面貼裝。3.4 布局操作的基本原則 遵照“先大后小，先難后易”的布置原則，即重要的單元電路、核心元器件應當優(yōu)先布局。 布局中應參考原理框圖，根據(jù)單板的主信號流向規(guī)律安排主要元器件。 布局應盡量滿足以下要求:總的連線盡可能短，關(guān)鍵信號線最短;高電壓

12、、大電流信號與小電流，低電壓的弱信號完全分開;模擬信號與數(shù)字信號分開；高頻信號與低頻信號分開；高頻元器件的間隔要充分。 相同結(jié)構(gòu)電路部分，盡可能采用“對稱式”標準布局； 按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標準優(yōu)化布局； 器件布局柵格的設置，一般IC器件布局時，柵格應為50-100 mil,小型表面安裝器件，如表面貼裝元件布局時，柵格設置應不少于25mil。 如有特殊布局要求，應雙方溝通后確定。 同類型插裝元器件在X或Y方向上應朝一個方向放置。同一種類型的有極性分立元件也要力爭在X或Y方向上保持一致，便于生產(chǎn)和檢驗。3.5 發(fā)熱元件要一般應均勻分布，以利于單板和整機的散熱，除溫度檢測元件以外的溫

13、度敏感器件應遠離發(fā)熱量大的元器件。3.6 元器件的排列要便于調(diào)試和維修，亦即小元件周圍不能放置大元件、需調(diào)試的元、器件周圍要有足夠的空間。3.7 需用錫鍋焊工藝生產(chǎn)的單板，其緊固件安裝孔和定位孔都應為非金屬化孔。當安裝孔需要接地時, 應采用分布接地小孔的方式與地平面連接。3.8 焊接面的貼裝元件采用波峰焊接生產(chǎn)工藝時，阻、容件軸向要與波峰焊傳送方向垂直， 阻排及SOP（PIN間距大于等于1.27mm）元器件軸向與傳送方向平行；PIN間距小于1.27mm（50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。3.9 BGA與相鄰元件的距離>5mm。其它貼片元件相互間的距離

14、>0.7mm；貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于2mm；有插接件的PCB，接插件周圍5mm內(nèi)不能有插裝元、器件，在焊接面其周圍5mm內(nèi)也不能有貼裝元、器件。3.10 IC去偶電容的布局要盡量靠近IC的電源管腳，并使之與電源和地之間形成的回路最短。3.11元件布局時,應適當考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起, 以便于將來的電源分隔。3.12用于阻抗匹配目的阻容器件的布局，要根據(jù)其屬性合理布置。串聯(lián)匹配電阻的布局要靠近該信號的驅(qū)動端，距離一般不超過500mil。匹配電阻、電容的布局一定要分清信號的源端與終端，對于多負載的終端匹配一定要在信號的最遠端匹配。3.13布局完成后打印出

15、裝配圖供原理圖設計者檢查器件封裝的正確性，并且確認單板、背板和接插件的信號對應關(guān)系，經(jīng)確認無誤后方可開始布線。4. 布線4.1 電源、地線的處理在電源、地線之間加上去耦電容。 盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是：地線電源線信號線，通常信號線寬為：0.20.3mm,電源線為1.22.5 mm 對數(shù)字電路的PCB可用寬的地導線組成一個回路, 即構(gòu)成一個地網(wǎng)來使用,用大面積銅層作地線用, 在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。模擬電路地線要遵循單點接地原則。4.2 數(shù)字電路與模擬電路的共地處理數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強，數(shù)字地要與模擬地分開,用一根跳線把

16、數(shù)字地與模擬地連接。4.3閑置不用的器件引腳應接地或者電源,對于大功率器件的引腳應用熱焊盤處理。 4.4布線優(yōu)先次序關(guān)鍵信號線優(yōu)先：電源、摸擬小信號、高速信號、時鐘信號和同步信號等關(guān)鍵信號優(yōu)先布線,密度優(yōu)先原則：從單板上連接關(guān)系最復雜的器件著手布線。從單板上連線最密集的區(qū)域開始布線。4.5自動布線在布線質(zhì)量滿足設計要求的情況下，可使用自動布線器以提高工作效率,但是模擬信號嚴格要求用手工布線。4.6進行PCB設計時應該遵循的規(guī)則 地線回路規(guī)則： 環(huán)路最小規(guī)則，即信號線與其回路構(gòu)成的環(huán)面積要盡可能小，環(huán)面積越小，對外的輻射越少，接收外界的干擾也越小。 竄擾控制 串擾（CrossTalk)是指PCB

17、上不同網(wǎng)絡之間因較長的平行布線引起的相互干擾，主要是由于平行線間的分布電容和分布電感的作用?？朔當_的主要措施是： 加大平行布線的間距，遵循3W規(guī)則。在平行線間插入接地的隔離線。 減小布線層與地平面的距離。 屏蔽保護對應地線回路規(guī)則，實際上也是為了盡量減小信號的回路面積，多見于一些比較重要的信號，如時鐘信號，同步信號；對一些特別重要，頻率特別高的信號，應該考慮采用銅軸電纜屏蔽結(jié)構(gòu)設計，即將所布的線上下左右用地線隔離，而且還要考慮好如何有效的讓屏蔽地與實際地平面有效結(jié)合。 走線的方向控制規(guī)則： 即相鄰層的走線方向成正交結(jié)構(gòu)。避免將不同的信號線在相鄰層走成同一方向，以減少不必要的層間竄擾。4.6.

18、5 走線的開環(huán)檢查規(guī)則： 對于高頻電路一般不允許出現(xiàn)一端浮空的布線, 主要是為了避免產(chǎn)生"天線效應"，減少不必要的干擾輻射和接受，否則可能帶來不可預知的結(jié)果。 阻抗匹配檢查規(guī)則： 同一網(wǎng)絡的布線寬度應保持一致，線寬的變化會造成線路特性阻抗的不均勻，當傳輸?shù)乃俣容^高時會產(chǎn)生反射，在設計中應該盡量避免這種情況。在某些條件下，如接插件引出線，BGA封裝的引出線類似的結(jié)構(gòu)時，可能無法避免線寬的變化，應該盡量減少中間不一致部分的有效長度。走線的諧振規(guī)則： 主要針對高頻信號設計而言，即布線長度不得與其波長成整數(shù)倍關(guān)系，以免產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。4.6.9走線長度控制規(guī)則： 即短線規(guī)則，在設計時

19、應該盡量讓布線長度盡量短，以減少由于走線過長帶來的干擾問題，特別是一些重要信號線，如時鐘線，務必將其振蕩器放在離器件很近的地方。倒角規(guī)則： PCB設計中應避免產(chǎn)生銳角和直角，產(chǎn)生不必要的輻射，同時工藝性能也不好。4.6.9 器件去藕規(guī)則： 電源及每個芯片最近處放置去藕電容。4.6.10 器件布局分區(qū)(分層)規(guī)則： 4.6.10.1高低速電路為了防止不同工作頻率的模塊之間的互相干擾，同時盡量縮短高頻部分的布線長度。通常將高頻的部分布設在接口部分以減少布線長度，當然，這樣的布局仍然要考慮到低頻信號可能受到的干擾。同時還要考慮到高/低頻部分地平面的分割問題，通常采用將二者的地分割，再在接口處單點相接。 4.6.10.2模擬數(shù)字混合電路將模擬與數(shù)字電路分別布置在兩塊區(qū)域盡量減少交叉部分，中間地線用單點連接。 孤立銅區(qū)控制規(guī)則： 對于孤立銅區(qū)(死皮)要進行接地處理或刪除。重疊電源與地線層規(guī)則： 多層板不同電源層在空間上要避免重疊。主要是為了減少不同電源之間的干擾，特別是一些電壓相差很大的電源之間，電源平面的重疊問題一定要設法避免，難以避免時可考慮中間隔地層。 3W規(guī)則： 為了減少線間串擾，應保證線間距足夠大，當線中心間距不少于3倍線寬時，則可保持70%的電場不互相干擾，稱為3W規(guī)則。如要達到98%的電場不互相