印制电路板的设计规范Word文档下载推荐.docx
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10.3安装孔设计要求 20
10.4工艺定位孔设计要求 21
10.5非支撑孔(UnsupportedHoles) 22
10.6过孔设计要求 24
10.6.1常用过孔的选用要求 25
11印制线路板叠层设计 27
11.1板材的类型 27
11.2板材的使用方法 27
11.3线路板加工主要用层说明 27
11.4线路板叠层结构设计方法 28
11.4.1信号层设计要求 28
11.4.2平面层设计要求 28
11.5阻抗控制 29
12格点 31
12.1格点的作用 31
12.2格点的设置要求 31
12.2.1布局格点设置要求 31
12.2.2布线格点设置要求 32
12.3其他设置 9
13FANOUT设置 33
13.1基本FANOUT要求 33
13.2电源、地Fanout要求 33
13.3信号线Fanout要求 33
14布线通道规划 36
14.1布线通道计算规划 36
14.2高密区域布线规划 37
14.3重要信号布线规划 39
15布线 40
15.1PCB布线类型 40
15.2常规PCB布线基本要求 40
15.3特殊信号线 42
15.3.1时钟线布线规则 42
15.3.2并行总线布线要求 42
15.3.3高速串行总线布线要求 43
15.3.4差分线布线要求 44
15.3.5电源、地线 45
1印制线路板(PCB)说明
1.1印制线路板定义
印制电路板PCB(printedcircuitboard)是重要的电子部件,是电子元件的支撑体,是电子元器件线路连接的提供者。
传统的电路板,采用印刷抗蚀刻剂的工法,做出电路的线路及图面,因此被称为印刷电路板或印刷线路板。
由于电子产品不断微小化和精细化,目前大多数的电路板都是采用贴附抗蚀刻剂(压膜或涂布),经过曝光显影后,再用蚀刻方式做出电路板。
1.2印制线路板基本组成
1)线路与图面(Pattern):
线路是作为元件之间导通的工具;
图面则是指在设计上根据需要铺设的大铜面作为接地及电源层。
线路与图面是同时做出的。
2)介电层(Dielectric)用来保持线路及各层之间的绝缘性,俗称为基材。
3)通孔(Throughhole):
通孔分为插件通孔(platedthroughhole),过电通孔(via)和非导通孔(Non-platedthroughhole)。
元件是通过插件通孔固定且与一层或以上的线路相连;
过电通孔根据孔的分布层分为盲孔、埋孔和过孔,其目的都是通过该过电孔将2层或以上的线路层连接起来;
非导通孔通常是用作电子元件装联时定位,电子元件或设备组装时固定螺丝用。
4)防焊油墨(Solderresistant/SolderMask):
并非全部的铜面都要需要进行表面处理,因此不需要做表面处理的区域,会涂敷绝缘油墨层(通常为环氧树脂),主要功能是避免表面处理时或焊接组装时线路间短路。
5)丝印(Legend/Marking/Silkscreen):
主要的功能是在电路板上标注各零件的名称,方便组装后维修及辨识用。
6)表面处理(SurfaceFinish):
由于铜面在一般环境中容易氧化,会导致装联过程中焊锡性不良,因此需要对需焊接的铜面上进行保护,这种保护方式成为表面处理。
表面处理通常有喷锡(HotAirSolderLeveling),化金(ElectrolessNickel/ImmersionGold),化车艮(ImmersionSilver),化锡。
mmersionTin),有机保焊剂(OrganicSolderabilityPreservative)。
1.3印制线路板分类
7)按结构可分为:
单面板、双面板、多层板(盲孔多层板和埋孔多层板)。
8)按基材类型可分为:
刚性板、柔性板、刚柔接合板、陶瓷基板、铝基板。
9)按其他分类可分为:
厚铜板、高频板、埋铜板、埋光纤板、埋容板,埋阻板、阶梯板
10)按公司现有设计分为:
普通板和高端板。
2原理图入口条件
1)原理图用CADENCE的DesignEntryHDL设计。
2)原理图必须使用标准库设计,具体方法请参考《库平台使用指导书》。
3)原理图需要进行设计评审,满足各项评审要求。
4)说明:
原理图设计评审要素表由产品部制定,并进行审核。
原理图如为改版,没有改动的器件
5)位号必须与上一版本一致,新增的器件使用新位号,不能使用已删除器件的位号。
6)原理图不允许放可替代器件,如果管脚兼容,只能放一种。
7)说明:
为了保证设计的正确性和可检查性,PCB上不允许器件叠放。
8)原理图需有PCB设计流程卡,当中要详细说明设计时间,功能框图,信号类型,电源功率等信息。
9)原理图应用公司的PLM流程。
3原理图的使用
1)原理图不能随意更改。
2)原理图导入的设计方法请参考《原理图导入操作指导书》。
3)如果元件位号需根据布局的顺序从左至右重新排序请参考《元件位号重排操作指导书》。
4)对于线序可调的器件,要求在原理图里调整网络,不允许在PCB上调整管脚后反标回原理图。
5)原理图库和封装库的使用请参考《库平台使用指导书》。
4结构图入口条件(游)
1)结构图需包含完整的外形尺寸、禁布区,结构定位器件,定位孔信息。
2)结构图输出比例必须是1:
1。
3)结构图必须是DXF文件格式。
4)结构图的单位为mm,精度4位。
5)结构图的命名方式为“单盘板号—毛坯图号”。
6)结构图的坐标原点必须是单盘左下角两边延长线的交点。
7)结构图必须以元件面为视图基准方向,面板在下方,背板连接器在上方。
8)结构图中有特殊设计要求,例如孔的兼容设计、特殊孔的公差要求等,需局部放大,标注说明。
9)其他要求在结构图的“技术要求”里面体现,包括金属化和非金属化孔的要求、器件装配高度限制、铺裸露铜箔的区域说明。
10)结构图必须有设计人、审核人的签名以及日期。
5结构图的使用
1)结构图必须做成机械symbol。
2)结构图上的所有层只导入机械symbol新增的“DXF******”层(*表示6位的年月日),导入后不允许旋转、镜像、删改视图。
3)机械symbol单位和精度必须与结构图一致。
4)机械symbol的图幅大小为4000*4000mm,原点偏移为2000*2000mm。
5)机械symbol的坐标原点必须是单盘左下角两边延长线的交点。
6)机械symbol上必须包括outline/routekeepinall/packagekeepoutTOP/packagekeepoutBOTTOM
7)OUTLINE层表示板的外形,用宽度为0的线表示。
8)Routekeepinall层表示所有层的可布线区域,用shape表示,范围为outline内缩0.5mm。
9)packagekeepoutTOP表示TOP层禁止放器件的区域,需添加TOP层限高属性。
10)packagekeepoutBOTTOM表示BOTTOM层禁止放器件的区域,需添加BOTTOM层限高属性。
11)结构图上要求的板边禁止布线但表层可布地线的区域,在平面层用antietch填充,在信号层用routekeepout区域来限制。
12)结构图所标注安装孔的属性必须是PIN。
13)布局评审前将TOP/BOT层数据导成DXF格式,发给结构设计人员核对。
6电路分类
6.1从安规角度分类
1)L/N线(一次电路侧):
HOv、220V以及和L/N没有隔离的其他所有电路的布线。
2)-48v/RTN类(危险电压二次电路):
-48v、-60v、5v、12V给单盘供电的布线以及和这些电源没有隔离的其他电路。
3)低压电源电路类(SELV电路,但有能量危险):
持续功率大于15V的,但低于-48v的电源电路的走线,可以是单盘外供电电源,也可能是单盘内部转换产生的。
该电源不仅仅是数字电路的电源,还包括模拟电路的电源。
4)96V/回流线(TVN-3电路):
ISDN远端盘的96V布线(从电压变换处到转接外线的继电器处)。
5)铃流线(TNV-3电路):
铃流布线。
6)用户线(TNV-3电路):
用户板上a、b线,XDSL板上的a、b线。
7)信号线—出户外信号线(TNV-1电路):
单盘上直接连接户外线缆的布线。
包括E1/T1/E3/T3、网线、串/并口线。
8)信号线一不出户外信号线(SELV电路,但无能量危险):
不出户外的信号线缆在单盘上的布线,以及出户外信号线经接口器件后的电路的布线。
包括音视频信号线,功能驱动控制线、告警线、数字信号线、模拟信号线。
9)PGND(独立于电源、信号之外的人可触及的等电位体):
单盘上的PGND布线。
包括与拔盘器、金属外壳、导轨、光口屏蔽壳等相连接的网络。
6.2布局设计要求
1)保险丝尽量靠近电源入口
2)不同极性的保险丝不要在PCB的相邻层平行布线,防止内层绝缘破坏造成短路烧板。
3)同类型电路尽量集中,不同类型电路尽量不交叉。
4)-48V/RTN类电路要单独分一个区域布局,其他电路尽量不要与该区域的器件等交叉。
5)L/N线布局区域与其他区域分开。
6)TNV-3对外接口电路布局是,尽量靠近连接器,单独分区,不与其他电路交叉。
6.3各类电路距离要求
1)各类电路过孔到线,线到线,孔到线的airgap间距要求表(单位:
mm):
表1.
L/N线
-48v/RTN
类
用户线类
出户外信号线
96V/回流线
铃流线
低压电源电路
不出户外信号线
PGND
3.3
6.5
2.1/1.75
用户线类
2.1/0.75
出户外信号线
96V/回流
线
低压电源电路
1.3/0.75
不出户外信号线
2)上表中的要求均为同层之间的间距要求,如果是相邻层间要求不小于0.5mm。
3)上表中7”前为表层间距要求,“/”后为内层间距要求,且均为强制要求。
6.4其他设置
1)El、Tl、E3、T3、DS3信号,最小线宽不能小于lOmils。
2)用户线信号最小线宽不能小于12mils。
3)信号线与铜箔的间距最好大于15mils,防止对信号的阻抗有影响。
2)5其他要求
1)直流熔丝焊盘两端的间距要求不小于2mm,交流熔丝焊盘两端的间距要求不小于3.2mm。
2)对于插装的电源模块,要防止无台阶的金属外壳与印制板铜皮的间距不够,所以尽量不要让电源模块的输入输出铜皮都放在元件面上,或者元件面焊盘添加阻焊剂。
3)对外接口信号线尽量不布在元件面上,避免被压在金属外壳下,或者依靠助焊剂来绝缘。
4)表层布电源线要防止不在外壳或接地的金属外壳器件下,以免金属外壳和表层走线穿过阻焊膜短路。
例如晶体和表层信号线短路。
5)线宽和电流的关系请参考下图。
7规则设置
7.1规则分类
1)规则通常分为物理规则和电气规则。
2)物理规则一般是指PCB板上最小线宽和过孔大小的规则,以及PCB板的DFX要求的相关规则等。
3)电气规则一般是指差分规则、时序规则、阻抗控制规则、串扰控制规则、电气安全控制规则等。
4)在印制板上,物理规则和电器规则都是通过控制布线、过孔、层叠、焊盘和铜箔等的物理实现而达成的。
7.2基本设置
1)对于不同的铜厚,最小设计线宽和线间距有不同要求,线宽/线间距最小设计值必须大于表5的推荐值。
说明:
如有线宽/线间距特殊需求时,设计值必须先征得相关厂家,产品线以及工艺部门的同
意,并且确保最小设计值在表2的最小值和推荐值之间。
表2.线宽/线间距最新设计值(单位:
mil)
铜厚
外层线宽/线间距最小值
外层线宽/线间距推荐值
内层线宽/线间距最小值
内层线宽/线间距推荐值
0.5OZ
4/4
5/5
10Z
6/6
20Z
8/8
12/12
10/10
2)线间距要求大于线宽。
如5mil的线宽,建议线间距设置为8miL
3)布线与过孔airgap距离不能小于5mil
对于局部高频区域布线与过孔airgap的最小一般可以允许4mil。
但如果小于4mil,—定需要与厂家确认。
4)布线与过孔airgap距离尽量大于等于5mil
5)过孔间距必须满足表7的推荐值要求。
如过孔间距特殊要求时,设计值必须先征得相关厂家的同意,并且确保最小设计值在表3的最小值和推荐值之间。
表3.孔间距、孔线间距的推荐值和最小值(MIL)
名称
TOP层推
荐值
TOP层最
小值
BOTTOM
层推荐值
层最小值
内层推荐值
内层最小值
VIA-VIA
8
5
VIA-TVIA
12
VIA-LINE
6
4.5
4
6)关于最小过孔的选择,优选厚径比控制在8以下,小于等于10属于可选,大于10需要慎选并需要与具体的生产厂家确认。
7.3特殊区域
1)PCB板上需要定义的特殊区域一般有以下几种:
表4.常用的特殊区域
定义
备注
高压区域
常用与220V、70V、-48V、BGND等网
络分布的区域
,般指有效值高于36V的区域为高压区域
BGA区域
BGA封装区域
禁布区
禁布局、禁布线、禁布过孔等区域
对外接口区域
外接电缆接口与隔离期间之间的PCB上的电流区域
2)有禁布要求的区域必须要根据禁布区种类在PCB板上设置相应的禁布区域:
如器件布局禁布区、布线禁布区、过孔禁布区。
3)按限高要求设置一个高度区域要求描述层(Body-height)。
4)对于高压区域内的过孔、布线、铺铜、焊盘相互的间距要求,必须满足《印制板(PCB)安规设计规范》的间距要求。
5)如果高压网络与低压网络区域无法区分,建议单独对高压网络属性进行相关的安规需求设置。
6)-48V区域的电路过孔必须采用安规过孔。
保险丝前过孔设置为Via36-24-172,保险丝后设置为Via36-24-80o
7)BGA区域使用BGA区域专用过孔,ICT测试点过孔除外。
8)建议BGA器件的中心要求设置“十”字形的过孔禁布区,如下图所示。
图1.BGA中心孔禁布区
9)PCB板采用常规波峰焊时,BGA区域不允许有通孔的ICT测试点。
10)建议0.8mm、1.0mm和1.27mm的pin间距BGA区域的最小线宽不小于5mil
11)对外接口区域的过孔、布线、焊盘、铜箔相互间的间距要求尽量按照高压区域的安规要求设置。
这些接口都是外接电缆的,处于防护设计(如打静电)的考虑,因此建议关注这区域的安全设计。
12)建议对外接口区域的布线线宽尽量大于lOmiL
13)当出现表7所列区域互相重叠的情况,建议按以下优先级顺序设置区域规则。
区域属性优先级:
禁布区>高压区>对外接口区>BGA区。
7.4电源、地信号设置
1)电源、地网络需要设置最小Fanout线宽。
2)电源,地网络最小线宽推荐为15miL
3)电源模块的大电流输入和输出口处,如需要通过过孔换层,尽量用大孔径过孔。
4)电源布线的最小宽度必须满足最大电流的通流能力。
5)电源布线的通流能力推荐有50%的降额。
7.5时钟信号设置
1)时钟信号网络增加3H规则属性。
2)关键时钟信号设置优选的布线层。
3)多负载的时钟信号网络必需设置合适的拓扑结构规则。
4)建议单盘上的所有时钟信号进行SI验证。
7.6差分线的设置
1)差分信号的线宽和PCB板上其他单线信号的线宽不允许相同。
50欧姆阻抗的单线不能与100欧姆差分阻抗的差分线线宽相同。
2)差分线必需设置相位差、线间间距、允许的最大非耦合长度要求。
3)尽量保持阻抗的连续性。
如果BGA区域差分线线宽/线距为4mil/4mil,其他区域最小线宽比4mil大,则注意线宽变大后需要改变线间距,如6mil/9mil。
4)同层差分线与其他信号的中心间距应不小于2S,S为差分线自身的线间距。
如下图:
7.7等长规则
信号需要等长处理,必须给信号赋予等长规则,如通过设置延时规则、绝对等长值、相对等长值、总链路长度值等属性实现。
建议优选延时规则进行设置。
在设计时需要考虑信号线在表层和内层的延时是不同,因此最好增加表层布线长度要求属性,保证信号的延时性一致。
7.8最大过孔数目规则
2.5Gbps以上高速信号要求设置网络上过孔最大数不能超过3个。
7.9拓扑规则
多负载网络(例如:
CPU总线,内存总线)需要设置拓扑规则,约束布线方式。
SI
常用的拓扑结构有:
菊花链(DaisyChain)、星形(Star)、远端簇型(FarEndCluster)、最小生成树(MinSpanningTree)。
表5.常用拓扑列表
7.10其他设置
5)El、Tl、E3、T3、DS3信号,最小线宽不能小于lOmils。
6)用户线信号最小线宽不能小于12mils。
7)信号线与铜箔的间距最好大于15mils,防止对信号的阻抗有影响。
8安规、EMC
8.1PCB板接口电源的EMC设计
1)PCB板接口电源一般由防雷、过欠压保护、缓启动、共模滤波组成。
2)布局需按照电源流向,避免输入输出交叉布局。
参考《48v电路设计指导书》
3)整个电源通路布线宽度满足过流要求。
4)-48V和对应的0V在满足安规的前提下并行、相邻布线,在相邻层布线。
8.2 板内模拟电源的设计
1)板内模拟电源通常用兀型滤波,LC滤波或DC/DC变换设计。
2)布局时尽量靠近使用该电源的电路。
3)布线宽度要满足过流及直流压降的要求。
4)兀型滤波建议按以下方式布局布线:
图3.
5)LC滤波建议按以下方式布局布线:
图4.
8.3关键芯片的电源设计
1)芯片周围的储能电容均匀分布根据芯片手册,就近放置指定参考值的虑波电容。
2)滤波电容放置的数量适当,均匀。
8.4普通电路布局EMC设计要求
1)参考电路功能框图,根据信号基本流向布局,不同功能的模块电路区别放置。
2)数字电路与模拟电路分开布局。
3)高速电路与低速电路、时钟电路分开布局。
4)干扰源于敏感电路分开布局。
5)单盘焊接面尽量避免放置敏感器件或强辐射器件,以防干扰相邻槽位单盘或被相邻槽位单盘干扰。
6)晶体、晶振、继电器、开关电源等强辐射或敏感器件距离板边要不小于lOOOmil(25mm)。
8.5接口电路的EMC设计要求
1)接口信号的滤波、防护和隔离器件靠近接口连接器放置,先防护,后滤波。
2)接口变压器、光耦等隔离器件做到初级与次级完全隔离,无相邻平面耦合,对应的参考平面隔离宽度不小于lOOOmil(25mm)o
3)接口变压器与连接器之间的信号网络无交叉,如果存在交叉,优先调整变压器的接法,以保证变压器初级与连接器之间的信号网络不交叉,布线长度不大于lOOOmil(25mm)。
4)变压器、光耦对应的焊接面区域尽量不放置其他器件。
5)接口芯片尽量靠近变压器或连接器。
6)网口、El、T1口、串口的接收、发送匹配电阻靠近对应的接口芯片放置。
7)接口差分信号严格遵守差分线规则,不同差分对之间的距离满足2s原则,且无接口信号以外的信号线。
8)有外接电缆的接口变压器与对应连接器之间的平面层挖空,同时挖空区域无其他无关信号。
9)保护地与板内的参考平面不重叠。
10)面板安装孔接保护地。
11)跨分割区的复位线在跨分割处加桥接处理(地线或电容)
12)接口芯片的电源、地参考器件手册处理,分割区不能扩展到对外接口信号线附近。
8.6时钟电路的EMC设计要求
1)时钟输出的匹配电阻靠近晶振或时钟驱动芯片的输出脚,距离不大于lOOOmil(25mm)。
2)时钟驱动器靠近晶振放置,距离不大于lOOOmil(25mm)。
3)不同频率不同相位的晶振及时钟电路不相邻放置。
4)表层尽量不布时钟线,如表层布时钟线,则布线长度不大于500mil(13mm)o
5)时钟线要有完整的地平面回流,跨分割处需桥接处理。
6)时钟线与其他信号线间距满足3H规则。
7)不同频率相位的时钟信号线间距满足3H规则。
8)时钟线距离板边及10接口信号间距不小于lOOOmil(25mm)。
9)时钟线打孔换层时,在旁边接一地孔。
10)时钟线与相邻层平行布线长度不大于lOOOmil(25mm)。
11)时钟线无分支。
8.7其他特殊电路的EMC设计要求
1)看门狗电路及复位芯片距离板边不小于lOOOmil(25mm)o
2)隔离器件(磁珠、变压器、光耦、电阻、电容等)尽量放在分割线上,且两侧分开。
3)扣板连接器的滤波电容
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- 印制 电路板 设计规范