硬件設(shè)計(jì)規(guī)范

1、精選.目的：保證印刷電路板設(shè)計(jì)規(guī)范化規(guī)范PCB的設(shè)計(jì)工藝。保證PCB設(shè)計(jì)質(zhì)量和提高設(shè)計(jì)效率。提高PCB設(shè)計(jì)的可生產(chǎn)性、可測(cè)試性、可維護(hù)性。.適用范圍:*.適用范圍:*.職責(zé):*4.內(nèi)容總則印刷電路板設(shè)計(jì)工具為 PROTEL軟件的PROTEL99se或以上版本。（在本文中以此軟件為例，暫不作要求）。電路板設(shè)計(jì)流程1 ）原理圖設(shè)計(jì)2）原理圖審查3） 建立網(wǎng)絡(luò)表4）板面布局設(shè)計(jì)5）板面布局審查6）網(wǎng)絡(luò)布線7）電路板審核8）電路板確認(rèn)9）電路板制造4.2原理圖的設(shè)計(jì)規(guī)范可編輯精選新增原理圖元件庫(kù)的編寫規(guī)范新增原理圖元件的大小以安排元件所有I/O腳為基礎(chǔ)，并對(duì)每一個(gè)I/O腳標(biāo)注其編號(hào)和功能，I/O腳的順

2、序可以與元件一樣，也可以按功能區(qū)分成不同的區(qū)域進(jìn)行排列。在編寫元件時(shí)要填寫“元件描述”中的相關(guān)項(xiàng)目。不要設(shè)置隱含I/O腳。（如下圖AT89C2051）X2GND RESET20X2GND RESET2012131 115161718191新增電路板元件庫(kù)的編寫規(guī)范電路板元件庫(kù)主要編寫元件的I/O腳分布和元件的絲印圖， 同時(shí)定義元件的名稱。 當(dāng)元件的體積小于管腳時(shí)，絲印圖可以標(biāo)在管腳的內(nèi)部；當(dāng)元件的體積大于管腳時(shí)，絲印圖要按 元件實(shí)際大小標(biāo)識(shí)；在管腳和絲印圖上表示出第一管腳的位置；絲印圖上表示元件的缺口位置；接插件的絲印圖要標(biāo)出元件的大概外形；有方向性的元件要標(biāo)出元件的正負(fù)極。元件的標(biāo)識(shí)符號(hào)的使

3、用方法元件的標(biāo)識(shí)符號(hào)最多用四個(gè)大寫英文字母表示，并且焊接好元件后， 元件的標(biāo)識(shí)符應(yīng)該清晰可見。如果下表沒有列出的新元件，使用前請(qǐng)先報(bào)備部門經(jīng)理，定義標(biāo)識(shí)符后再使用。推鑒定義的元件如下表：元件標(biāo)識(shí)符元件標(biāo)識(shí)符元件標(biāo)識(shí)符元件標(biāo)識(shí)符集成電路U電阻排RN拔碼開關(guān)SW保險(xiǎn)絲FUS三極管Q石英晶體Y電池BAT短路線J二極管D晶體振蕩器OSC蜂鳴器BUZ繼電器REL電阻R發(fā)光二極管LED變壓器TRNDB連接頭DB可編輯精選電容C接插件CON光偶合ISO點(diǎn)陣模塊MAT電感L短路針JP整流橋堆BR測(cè)試點(diǎn)TP電位器VR按鍵開關(guān)K喇叭SPK4.3布線通用規(guī)范電路板設(shè)計(jì)準(zhǔn)備需提供的資料1）準(zhǔn)確無(wú)誤的原理圖包括書面文件

4、和電子檔以及無(wú)誤的網(wǎng)絡(luò)表。2）封裝庫(kù)中沒有的元件，硬件工程師應(yīng)提供DATASHEET或?qū)嵨铮ㄗ詈脿顩r是DATASHEET與實(shí)物均有），并指定引腳的定義順序。3）提供PCB結(jié)構(gòu)圖（為1 : 1的dxf文件），應(yīng)標(biāo)明PCB外框、安裝孔、須定位安裝 的元件位置、禁止布線區(qū)、禁止放置元件區(qū)、以及元件高度受限區(qū)等相關(guān)信息（PCB的TOP層與BOTTOM層均須標(biāo)注）。4）特殊元件的禁止布線區(qū)、錫膏偏移、阻焊開窗（例如有邦定元件的需要將封膠的位 置標(biāo)示出來）以及其它特殊要求。4.3.1.2 仔細(xì)閱讀原理圖，了解電路架構(gòu)，理解電路工作條件，以及在走線上需要特殊注意的地方。例如，有振蕩的電路、需要區(qū)分高頻和低頻

5、的電路、有小信號(hào)放大的線路 等。4.3.2 電路板設(shè)計(jì)流程確定元件封裝1）確保所有元件的封裝都正確無(wú)誤且元件庫(kù)中包含所有元件的封裝。2）標(biāo)準(zhǔn)元件應(yīng)采用統(tǒng)一元件庫(kù)中的封裝3）元件庫(kù)中不存在的封裝，應(yīng)按元件DATASHEET所標(biāo)尺寸建立封裝，并與實(shí)物核對(duì)?？删庉嬀x建立PCB版框根據(jù)PCB結(jié)構(gòu)圖，或相應(yīng)的模板建立PCB文件，包括安裝孔、禁布區(qū)等相關(guān)信息。載入網(wǎng)絡(luò)表載入網(wǎng)表并排除所有載入問題。布局.首先確定參考點(diǎn)，一般參考點(diǎn)設(shè)定在PCB板左邊和底邊的邊框的交點(diǎn)（或延長(zhǎng)線的交點(diǎn)）.確定參考點(diǎn)后，元件布局布線均以此參考點(diǎn)為準(zhǔn)。布局推薦使用0.1mm的元件布放設(shè)計(jì)柵格。.根據(jù)要求先將所有有定位要求的元件固

6、定并鎖定.依據(jù)生產(chǎn)工藝確定 PCB設(shè)計(jì)以及布局要求A PCB工藝技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目極限參數(shù)一般使用值最小線寬（mm）0.120.15最小間距（mm）0.120.15最孔徑（mm）0.30.4小過焊盤（mm）0.50.6孔孔徑公差（機(jī)械鉆）0.075mm孔位公差（機(jī)械鉆）0.075mm外形公差（銃邊）0.15mm可編輯精選最大板厚單、雙面板3.2mm1.6多層板6.0mm-最小板厚單、雙面板0.2mm0.8多層板4 層:0.4mm ; 6 層:0.8mm ; 8層:1.0mm ； 10 層:1.2mm-線到板邊最小距離銃外形0.20mm與PCB厚度值相同V-CUT0.4mm與PCB厚度值相同孔邊到板邊

7、最小距離銃外形-與PCB厚度值相同V-CUT-與PCB厚度值相同最大層數(shù)6-阻焊綠油窗(Mil)2/4指單邊。綠油橋(Mil)6指IC管腳之間。顏色白色、黑色、藍(lán)色、綠色、黃色、紅色等。一般使用綠色字大小字圖0.8mm 字體線寬0.08mm1*0.1可編輯精選符顏色白色、黃色、黑色等。一般使用綠色B SMT工藝對(duì)PCB設(shè)計(jì)的要求 詳細(xì)要求參考 附件1 :SMT工藝設(shè)計(jì)規(guī)范C 邦定工藝技術(shù)參數(shù)邦定工藝參數(shù)表1.元件高度限制參數(shù)元件與邦定IC白色絲印圈距離元件高度限制0-0.5mm不能放置元件0.5-2.0mm1.0mm2.0-4.0mm1.5mm4.0-8.5mm3.0mm8.5-58.5mm8

8、.0mm人丁 58.5mm4mm2.邦線長(zhǎng)度設(shè)計(jì)24mm3.金手指線范線距人丁或等于0.15mm4.邦定IC以及白色絲印線圈內(nèi)不要有綠油層5.在邦定IC下的PCB另一側(cè)不要放置元件如在設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)法避免超過上術(shù)要求，應(yīng)在PCB做板前與供應(yīng)商溝通，并在回板后驗(yàn)證。在設(shè)計(jì)時(shí)一般不推薦使用波峰焊工藝。可編輯精選.布局的一般基本原則A遵循先難后易，先大后小的原則B根據(jù)信號(hào)流向規(guī)律放置主要元器件C關(guān)鍵信號(hào)線的走線盡可能短。D強(qiáng)信號(hào)線與弱信號(hào)線、高電壓信號(hào)與弱電壓信號(hào)要完全分開。E高頻元件間的間隔要充分。F模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)要分開。.相同結(jié)構(gòu)電路部分應(yīng)盡可能采取對(duì)稱布局。.按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標(biāo)

9、準(zhǔn)來優(yōu)化布局。.同類型的元件應(yīng)該在 X或Y方向上一致。同一類行的有極性分立元件也要力爭(zhēng)在X或Y方向上一致，以便于生產(chǎn)和調(diào)試。.元件的放置要便于調(diào)試和維修，大元件邊上不能放置小元件，需要調(diào)試的元件周圍應(yīng)有足夠的空間。 發(fā)熱元件應(yīng)有足夠的空間以利于散熱。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。.雙列直插元件相互的距離要大于2毫米。阻容等貼片小元件元件相互距離大于0.7毫米。.集成電路的去偶電容應(yīng)盡量靠近芯片的電源腳，高頻最靠近為原則。使之與電源和地之間形成回路最短。.旁路電容應(yīng)均勻分布在集成電路周圍。.元件布局時(shí)候，使用同一種電源的元件應(yīng)考慮盡量放在一起，以便于將來的電源分割。.調(diào)整字符。所有字符不可以上盤，要保

10、證裝配以后還可以清晰看到字符信息?？删庉嬀x所有字符在X或丫方向上應(yīng)一致。字符、絲印大小要統(tǒng)一清楚，字符線條寬度應(yīng) 不小于0.08 mm 。.應(yīng)放置PCB的MARK點(diǎn)。布局審核布局完成后打印裝配圖用于檢查元器件封裝的正確性，并確定頂層及底 層對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及接插件的信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系。并由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員確定元件是否有裝配 干涉等。設(shè)置規(guī)則.根據(jù)我司產(chǎn)品特點(diǎn)，基本設(shè)定為雙面板。.線寬和線間距的設(shè)置A,當(dāng)信號(hào)平均電流較大時(shí)，需要考慮線寬與電流的關(guān)系，具體情況可以參考卜表、銅箔線寬（MM ） 銅箔厚度7UM銅箔T=10 C銅箔厚度35UM銅箔T=10 C銅箔厚度50UM銅箔T=10 C0.150.040.20

11、0.500.200.110.550.700.300.160.801.100.400.221.101.350.500.271.351.700.600.321.601.900.800.42.002.401.000.462.302.60可編輯精選1.200.542.703.001.500.643.203.502.000.84.004.302.500.94.505.10注：當(dāng)銅皮作導(dǎo)線通過較大電流時(shí)，銅拓寬度與載流量的關(guān)系應(yīng)參考表中的數(shù)據(jù)BI額50%去選擇使用，且必須經(jīng)過實(shí)際測(cè)試來確認(rèn)。B,信號(hào)線設(shè)定。在方便走線的前提下應(yīng)提盡量加寬線寬線距，以提高產(chǎn)品可靠性。結(jié)合我司供應(yīng)商的工藝情況推薦使用的最小線寬

12、線距為0.15 mm。C,電路工作電壓。線間距的設(shè)置應(yīng)考慮其介電強(qiáng)度。必要時(shí)可以在PCB上開槽增加介電強(qiáng)度。.過孔設(shè)置。印制板的板厚決定了該板的最小過孔，最小過孔直徑約等于1/3板厚。注：一般不推薦使用埋孔和盲孔，如確實(shí)須要，請(qǐng)與供應(yīng)商聯(lián)系了解其工藝要求。.測(cè)試點(diǎn)測(cè)試孔可以兼做導(dǎo)通孔使用，焊盤直徑應(yīng)不小于1.0mm ,測(cè)試孔的孔徑不小于0.7mm,測(cè)試孔中心距應(yīng)不小于 2.54mm 。測(cè)試孔避免放置在芯片底下。電路板的 設(shè)計(jì)，在關(guān)鍵信號(hào)點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)試點(diǎn)，方便生產(chǎn)部門生產(chǎn)測(cè)試（一般依照原理圖設(shè)計(jì)要求）。檢測(cè)點(diǎn)通常用一個(gè)圓形焊盤來設(shè)計(jì)，焊盤外用圓圈包圍表示。檢 測(cè)點(diǎn)表示為“ TP1、TP2、 如

13、在設(shè)計(jì)，測(cè)試孔不能滿足要求時(shí)，應(yīng)與夾具組溝通，請(qǐng)其做好特殊工藝要求的準(zhǔn)備。.特殊布線規(guī)則設(shè)定可編輯精選特殊布線規(guī)則設(shè)定主要是指某些特殊區(qū)域需要用到不同于一般設(shè)置的布線參數(shù)。如某些高密度元件需要用到較細(xì)的線寬、較小的線間距和較小的過孔。某些網(wǎng)絡(luò)的布線參數(shù)需要調(diào)整等。在布線前需要將所有規(guī)則加以設(shè)置和確認(rèn)。.平面的定義與分割A(yù)平面層一般用于電路的電源和地層（參考層），由于電路中可能用到不同的電源和地層，需要對(duì)電源層和地層進(jìn)行分隔，其分隔寬度要考慮不同電源之間的電位差，電位差大于 12V時(shí)，分隔寬度大于 50mil ,反之，可選 2025mil ,小板，如內(nèi)存條等，可以使用小到15mil寬分割線。條件

14、允許的情況下，分隔線應(yīng)盡量的寬。B平面分隔要考慮高速信號(hào)回流路徑的完整性。C當(dāng)由于高速信號(hào)的回流路徑遭到破壞時(shí)，應(yīng)當(dāng)在其它布線層給予補(bǔ)償。例如可用接地的銅箔將該信號(hào)網(wǎng)絡(luò)包圍，以提供信號(hào)的地回路。D平面分割后，要確認(rèn)沒有形成孤立的分割區(qū)域，實(shí)際有效區(qū)域足夠?qū)挕?印刷電路板板材的選擇考慮電路板的制造成本以及性能，一般考慮使用FR4 。電路板布線.布線優(yōu)先次序A密度疏松原則：從印制板上連接關(guān)系簡(jiǎn)單的器件著手布線，從連線最疏松的區(qū)域開始布線，以調(diào)節(jié)個(gè)人狀態(tài)。B核心優(yōu)先原則：例如 DDR、RAM等核心部分應(yīng)優(yōu)先布線，類似信號(hào)傳輸線應(yīng)提供專層、電源、地回路。其他次要信號(hào)要顧全整體，不可以和關(guān)鍵信號(hào)想抵觸。

15、可編輯精選C關(guān)鍵信號(hào)線優(yōu)先：電源、模擬小信號(hào)、高速信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)和同步信號(hào)等關(guān) 鍵信號(hào)優(yōu)先布線。.盡量為時(shí)鐘信號(hào)、高頻信號(hào)、敏感信號(hào)等關(guān)鍵信號(hào)專門布線層，并保證其最小的回路面積。應(yīng)采取手工優(yōu)先布線、屏蔽和加大安全間距等方法，保證信號(hào)質(zhì)量。PCB設(shè)計(jì)遵循的規(guī)則（供設(shè)計(jì)時(shí)參考，具體設(shè)計(jì)以項(xiàng)目的技術(shù)要求為準(zhǔn)）.地線設(shè)計(jì)接地是抑制干擾的重要方法，如能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來使用可解決大 部分干擾問題。A 單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地選擇在低頻電路中，信號(hào)的工作頻率小于1Mhz時(shí)，它的布線和元器件間的電感影響較小 ，而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響較大，因而屏蔽線采用一點(diǎn)接地；當(dāng)信號(hào)工作頻率大于10Mhz時(shí)，地線阻

16、抗變得很大，此時(shí)應(yīng)盡量降低地線阻抗，應(yīng)采用多點(diǎn)接地法；當(dāng)工作頻率在110MHz之間時(shí)，如果用一點(diǎn)接地其地線長(zhǎng)度不應(yīng)超過波長(zhǎng)的1/20,否則宜采用多點(diǎn)接地法。B 數(shù)字、模擬電路分開。電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開，而兩者的地線不要相混，分別與電源端地線相連。要盡量加大線性電路的接地 面積。C 接地線應(yīng)盡量加粗。若接地用線條很細(xì) ，接地電位則隨電流的變化而變化 ，致使 電路信號(hào)電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。因此應(yīng)將接地線加粗，如有可能，接地用線應(yīng)在 2mm 以上。D 接地線構(gòu)成閉環(huán)路。只用數(shù)字電路組成的印刷電路板接地時(shí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，將接地電路做成閉環(huán)路大多都明顯地提高抗噪聲能力

17、。其原因是：一塊印刷電路板上有很 多集成電路，尤其遇有耗電多的元件時(shí)，因受到線條粗細(xì)限制，地線產(chǎn)生電位差，引起抗可編輯精選噪聲能力下降，若成環(huán)路，則其差值縮小。.電源線的布線方法除了要根據(jù)電流的大小，盡量加粗導(dǎo)體寬度外，采取使電源線、地線的走向與數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，將有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。去耦電容配置在印刷電路板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置去耦電容應(yīng)視為印刷電路板設(shè)計(jì)的一項(xiàng)常規(guī)做法。A電源輸入端跨接10100四的電解電容器。B 原則上每個(gè)集成電路芯片都應(yīng)安置一個(gè)0.1廳 的陶瓷電容器，如遇印刷電路板空隙小裝不下時(shí),可每410個(gè)芯片安置一個(gè)110四的限噪聲用的鋰電容器.C 對(duì)于抗噪聲能力弱、關(guān)斷時(shí)電流變化

18、大的器件應(yīng)在芯片的電源線(Vcc)和地線(GND)間直接接入去耦電容。D 電容引線不能太長(zhǎng)，特別是高頻旁路電容不能帶引線。.竄擾控制A 加大平行布線的間距，遵循 3W規(guī)則。B 在平行線間插入接地的隔離線。C 減少布線層與地平面的距離。.屏蔽保護(hù)一些比較重要的信號(hào)，如時(shí)鐘信號(hào)，同步信號(hào)，將所布的線上下左右用地線隔離。v-:v-:.相鄰層的走線方向成正交結(jié)構(gòu)，避免將不同的信號(hào)線在相鄰層走成同一方向,可編輯精選以減少不必要的層間竄擾；當(dāng)由于板結(jié)構(gòu)限制難以避免出現(xiàn)該情況，特別是信號(hào)速率較高時(shí)，應(yīng)考慮用地平面隔離各布線層，用地信號(hào)線隔離各信號(hào)線。. 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(yīng)”，減少不必要的干擾輻射和接受，否則可能帶來不可預(yù)知的結(jié)果。. PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)避免產(chǎn)生銳角和直角，產(chǎn)生不必要的輻射，同時(shí)工藝性能也不 好。所有線與線的夾角應(yīng)A 135 。.孤立銅區(qū)也叫銅島， 將帶來一些不可預(yù)知的問題，因此將孤立銅區(qū)與別的信號(hào)相連，有助于改善信號(hào)質(zhì)量。 通常是將孤立銅區(qū)接地或刪除。在實(shí)際的制作中，PCB廠家將一些板的空置部分增加了一些銅箔，這主要是為了方便印制板加工，同時(shí)對(duì) 防止印制板翹曲也有一定的作用。.電路板上的標(biāo)記字符A 應(yīng)有電路板的名稱、物料編碼、日期版本號(hào)。B 應(yīng)有與原理圖相對(duì)應(yīng)的端口名稱及字符。C 電路板上所有的元件必須有唯一的標(biāo)識(shí)符號(hào)和