PCB设计规范.docx
- 文档编号:23859314
- 上传时间:2023-05-21
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:108.23KB
PCB设计规范.docx
《PCB设计规范.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《PCB设计规范.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
PCB设计规范
修改记录
生效时间
修改内容
审批
确认
编写
首次发行
本文件只在盖有红色的“受控
文件”印章时,方为受控文件
1.0目的
本规范规定了我司PCB设计的流程和设计原则,主要目的是为PCB设计者提供必须遵循的规则和约定,提高PCB设计质量和设计效率,提高PCB的可生产、可测试、可维护性。
2.0范围
本《规范》适用于金锐显数码科技有限公司设计的所有印制电路板(简称PCB)。
3.0术语/定义
PCB(PrintcircuitBoard):
印刷电路板。
原理图:
用原理图设计工具绘制的、表达硬件电路中各种器件之间的连接关系的电路图。
网络表:
由原理图设计工具自动生成的、表达元器件电气连接关系的文本文件,一般包含元器件封装、网络列表和属性定义等组成部分。
布局:
PCB设计过程中,按照设计要求,把元器件放置到板上的过程。
Gerber:
PCB制作所需要光绘文件。
反标:
在设计完成PCB上重新进行序号排列后将该序号重新导回原理图过程。
4.0资历及训练要求
无
5.0工作指引
5.1原理图导PCB
5.1.1确定原理图内所有器件的封装(PCBFOOTPRINT),确保封装的正确性,并保证所有PCB封装均采用公司封装库里的封装,对新使用器件,在公司库里不能找到的封装需按照《封装制作说明及入库程序》建立新封装及入库。
5.1.2网络表是原理图与PCB的接口文件,PCB设计人员应根据所用的原理图和PCB设计工具的特性,选用正确的网络表格式,创建符合要求的网络表。
5.1.3.创建PCB板根据结构图或对应的标准板框,创建PCB结构;注意正确选定PCB坐标原点的位置,原点的设置原则:
单板左边和下边的延长线交汇点。
板框四角采用倒圆角,倒角半径2mm。
特殊情况参考结构设计要求。
板边0.5mm为禁止布线区。
5.1.4根据创建的网络表将原理图导入PCB,保证所有封装能导入PCB。
5.2布局
5.2.1.按结构要求布置定位孔、端口等需要定位的器件,并给这些器件赋予不可移动属性,并进行尺寸标注。
5.2.2.根据结构图和生产加工时工艺要求设置印制板的禁止布线区、禁止布局区域。
根据某些元件的特殊要求,设置禁止布线区。
5.2.3.综合考虑PCB性能和加工的效率及成本选择加工流程。
优选顺序为:
双层板单面贴装——双层板双面贴装——四层板双面贴装。
5.2.4.布局操作的基本原则
5.2.4.1遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局.
5.2.4.2布局中应参考原理图,根据主信号流向规律安排主要元器件.
5.2.4.3布局应尽量满足以下要求:
连接线尽可能短,关键信号线走最短;高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号尽量分开;模拟信号与数字信号尽量分开;高频信号与低频信号尽量分开;高频元器件的间隔要充分。
5.2.4.4相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;
5.2.4.5按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局;
5.2.4.6对于并排器件尽量保证在同一水平线,增加版面美观,也保证在反标过程中的顺序性。
5.2.4.7如有特殊布局要求,应在设计说明上注明。
5.2.5.同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置(例如XH/PH插座)。
同一
种类型的有极性分立元件要求在Y方向上保持一致(例如电解电容),便于生产和检验,尽量减少使用脚距<2mm的插件器件,以减少连锡。
5.2.6.发热元件应均匀分布,以利于散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
5.2.7除外置端子外,其余插件元件引脚焊盘边距PCB板边4MM以上,PCB长边贴片元件的焊盘边距板边3MM以上,PCB短边贴片元件的焊盘边距板边5MM以上。
长边与短边以HDMI座在哪边为准。
5.2.8.元器件的排列要便于调试和维修,即小元件周围尽量避开同时放置多个大元件,需调试的元器件周围要有足够的空间。
5.2.9.需用波峰焊工艺生产的PCB,器件固件安装孔应为非沉铜孔(比如AV座,SCART座的固定孔)。
当定位孔需要接地时,应采用分布接地小孔的方式与地平面连接,定位孔内径为1.75,外径为3.25,小孔VIAPOWER,并且在距定位孔焊盘边1.5mm处在所有层都为禁止布线、布局区(如图所示)。
对于机械槽孔周围0.5MM以内不要走线。
5.2.10.BGA与相邻元件的距离>5mm。
其它贴片元件焊盘相互间的距离>0.7mm;贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于1mm;对于需BOTTOM层贴装的元件需距离插件元件引脚2MM以上(边距),且不能被插件元件引脚半包围或包围.禁止贴片插件元件互相包围摆放。
5.2.11.IC去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚,并使之与电源和地之间形成的回路最短。
5.2.12.用于阻抗匹配目的的阻容器件的布局,要根据其属性合理布置。
串联匹配电阻的布局要靠近该信号的驱动端,距离一般不超过12mm。
匹配电阻、电容的布局一定要分清信号的源端与终端,对于多负载的终端匹配一定要在信号的最远端匹配。
5.2.13ESD器件需要紧靠受保护的输入输出器件脚。
5.3布线及设置
5.3.1布线层设置
如果采用四层板,TOP跟BOTTOM都为信号层,2层设置为地层,三层设置为电源层,并且中间层不安排布信号线。
为了减少层间信号的电磁干扰,相邻布线层的信号线走向应尽量取垂直方向。
5.3.2线宽设置
线宽的设置要考虑电流、信号频率等。
如下表分别是铜厚为35um,50um,70um时线宽所承受最大电流。
宽度mm
电流
A
宽度mm
电流
A
宽度mm
电流
A
0.15
0.20
0.15
0.50
0.15
0.70
0.20
0.55
0.20
0.70
0.20
0.90
0.30
0.80
0.30
1.10
0.30
1.30
0.40
1.10
0.40
1.35
0.40
1.70
0.50
1.35
0.50
1.70
0.50
2.00
0.60
1.60
0.60
1.90
0.60
2.30
0.80
2.00
0.80
2.40
0.80
2.80
1.00
2.30
1.00
2.60
1.00
3.20
1.20
2.70
1.20
3.00
1.20
3.60
1.50
3.20
1.50
3.50
1.50
4.20
2.00
4.00
2.00
4.30
2.00
5.10
2.50
4.50
2.50
5.10
2.50
6.00
i.用铜皮作导线通过大电流时,铜箔宽度的载流量应参考表中的数值降额50%去选择考虑。
ii.在PCB设计加工中,常用OZ(盎司)作为铜皮厚度的单位,1OZ铜厚的定义为1平方英尺面积内铜箔的重量为一盎,对应的物理厚度为35um;2OZ铜厚为70um。
iii.对于我司目前双面板铜厚为0.5盎司.四层板内层铜厚为1盎司,对0.5盎司应以35um所承受电流减半作为参考标准。
5.3.3孔及焊盘设置
5.3.3.1过线孔:
孔径
0.25mm
0.3mm
0.4mm
0.5mm
0.6mm
0.8mm
焊盘直径
0.5mm
0.6mm
0.7mm
1mm
1.2mm
1.5mm
5.3.3.2板厚与最小孔径的关系:
3.0mm
2.5mm
2.0mm
1.6mm
1.0mm
0.6mm
0.5mm
0.4mm
0.25mm
0.2mm
5.3.3.3盲孔和埋孔:
盲孔是连接表层和内层而不贯通整板的导通孔,埋孔是连接内层之间而在PCB板表层不可见的导通孔,这两类过孔尺寸设置可参考过线孔。
应用盲孔和埋孔设计时应对PCB加工流程有充分的认识,避免给PCB加工带来不必要的问题,必要时要与PCB供应商协商。
5.3.3.4测试孔:
测试孔是标识电源电压及特殊信号测试孔(如图所示)。
5.4特殊布线区间的设定
特殊布线区间是指PCB上某些特殊区域需要用到不同于一般设置的布线参数,如某些高密度器件需要用到较细的线宽、较小的间距和较小的过孔等,或某些网络的布线参数的调整等,需要在布线前加以确认和设置。
5.5.布线
5.5.1关键信号线优先:
电源、模拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线,密度优先:
从PCB上连接关系最复杂的器件着手布线。
从PCB上连线最密集的区域开始布线。
5.5.2为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号必须进行包地屏蔽处理,并保证其最小的回路面积。
必要时应加大安全间距等方法,保证信号质量,减少EMI。
5.5.3信号线与其回路构成的环面积要尽可能小,环面积越小,对外的辐射越少,接收外界的干扰也越小。
针对这一规则,在地平面分割时,要考虑到地平面与重要信号走线的分布,防止由于地平面开槽等带来的问题;在双层板设计中,在为电源留下足够空间的情况下,应该将留下的部分用参考地填充,且增加一些必要的孔,将双面地信号有效连接起来,对一些关键信号尽量采用地线隔离,对一些频率较高的设计,需特别考虑其地平面信号回路问题。
5.5.4串扰控制:
串扰(CrossTalk)是指PCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰,主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用。
克服串扰的主要措施是:
加大平行布线的间距,尽量遵循3W规则、在平行线间插入接地的隔离线、减小布线层与地平面的距离。
5.5.5走线的开环检查:
不允许出现一端浮空的布线,主要是为了避免产生"天线效应",减少不必要的干扰辐射和接受,否则可能带来不可预知的结果。
5.5.6阻抗匹配检查:
同一网络的布线宽度应保持一致,线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀,当传输的速度较高时会产生反射,在设计中应该尽量避免这种情况。
在某些条件下,如HDMI引出线,BGA封装的引出线类似的结构时,可能无法避免线宽的变化,应该尽量减少中间不一致部分的有效长度。
5.5.7走线终结网络:
星形和菊花链为两种基本的拓扑结构,其他结构可看成基本结构的变形,可采取一些灵活措施进行匹配。
在实际操作中要兼顾成本、功耗和性能等因素,一般不追求完全匹配,只要将失配引起的反射等干扰限制在可接受的范围即可。
5.5.8走线闭环检查:
防止信号线形成自环,自环将引起辐射干扰。
5.5.9走线的谐振:
主要针对高频信号设计而言,即布线长度不得与其波长1/4成整数倍关系,以免产生谐振现象。
5.5.13走线长度控制:
在设计时让布线长度尽量短,对有分枝走线尽量控制分枝的长度,以减少由于走线过长带来的干扰问题,特别是一些重要信号线,如时钟线。
5.5.14PCB走线设计中应避免产生锐角和直角,避免走线从器件内角走出(如图),
会产生不必要的辐射,同时工艺性能也不好。
5.5.13过孔与贴片焊盘保持0.2MM以上距离,电源过孔与插件焊盘需保持1MM以上距离。
5.5.15差分走线:
差分线间不能用地隔离,尽量靠近并走等长线。
5.5.16增加必要的去耦电容,滤除电源上的干扰信号,使电源信号稳定,在双层板设计中,一般应该使电流先经过滤波电容滤波再供器件使用,同时还要充分考虑到由于器件产生的电源噪声对下游的器件的影响,在设计时,还要考虑到由于传输距离过长而带来的电压跌落给器件造成的影响,必要时增加一些电源滤波环路,避免产生电位差。
5.5.17为了减少线间串扰,应尽量保证线间距足够大,当线中心间距不少于3倍线宽时,则可保持70%的电场不互相干扰,称为3W规则(如图所示)。
如要达到98%的电场不互相干扰,可使用10W的间距。
5.6丝印排布及标识
5.6.1重新丝印排序,按照PCB从下到上,从左到右进行丝印大小顺序重新排列。
5.6.2对于BOTTOM层有放置器件与正面器件一起按顺序进行排列,只在BOM上区分,在原理图属性上添加ROOM属性,在准备反标前,将BOTTOM层的器件都赋予ROOM1的属性,对TOP层的器件都赋予0的属性,在导BOM的时候把ROOM属性一起导出来即可。
5.6.3反标,将重新排序的PCB反标回原理图,以达到PCB与原理图一致性。
5.6.4丝印排列,对丝印进行排列,要求与器件排放方向一致,水平排放的器件丝印必须水平放置,垂直排放的器件丝印必须垂直放置,排放需整齐美观。
整板的丝印只能有两种方向。
对字体大小设置如图,对器件编号丝印采用1号字体。
5.6.5标识,对端口及所有插座进行功能标识,并在BOTTOM层每一个插座脚的功能都需要有丝印标识,对电源测试点需在BOTTOM层作明确标识(如图示,字体为1号字体)。
在TOP层需增加板型(采用3号字体)、版本号(采用2号字体)、设计日期(采用2号字体)标识(排列如图示),并且此标识应摆放在LVDS周围,形成规则以方便内部及客户查找。
5.6.6生产相关标识,在TOP层需要添加20*5方框作为生产计划单号粘贴处,并在框内注明P/O(采用3号字体)字样,在TOP层加如下图DIP方向示意箭头,采用SHAPE,并添加DIP字样(采用3号字体),在BOTTOM层添加38*13方框作为生产条码粘贴处,并在框内注明S/N(采用3号字体)字样,在BOTTOM层添加13*10mm椭圆框作为QCPASS粘贴处,并在框内注明QCPASS(采用2号字体),在BOTTOM层添加20*10的方框,作为PCB板厂LOGO放置处,并尽量排放整齐。
在这些方框下面不能有器件、丝印。
5.7铺铜
5.7.1在板的边缘如有信号线会向外辐射电磁干扰。
尽量在板边周围不走线并铺地,尽量能打过孔,对于实在无法实现的层也要保证在相邻层可以实现,且该层边缘信号走线不超过相邻层的边缘地。
5.7.2不允许出现细长浮空的地线,尽量修整铺铜的角度,尖角以弧形线进行修整。
5.7.3孤立铜区控制:
死铜的出现,将带来一些不可预知的问题,因此将孤立铜区与别的信号相接,有助于改善信号质量,通常是将死铜区接地或删除。
5.7.4在发热量大元器件BOTTOM层需添加散热裸铜(LDO,DCDC,功放等),所添加散热裸铜为边长1.5mm的正方形且边角必须为圆角,半径为0.1mm(如图示),两个SOD间距不能小于1mm。
5.7.5需要过波峰焊的PCB,对插件器件脚之间<=2mm,需要添加拖锡焊盘,拖锡焊盘尺寸如图示,并且该拖锡SHAPE必须放在在焊盘中心点。
5.8设计评审及检查
5.8.1评审流程:
在布局走线完成后需要由硬件部所有硬件工程师共同进行一次评审。
在出Gerber前需进行自检并提交《PCB检查表》由工程组检查工艺通过方可出Gerber给到工程组,由工程组发出到板厂进行PCB制板。
布局走线完成的评审由硬件部所有硬件工程师共同评审。
5.8.2重点自检项目:
5.8.2.1分别作DesignRulesCheck、UnconnectedPins、Deleteunconnectedshapes
检查。
5.8.2.2检查结构尽寸是否符合设计要求。
5.8.2.3采用CAM350对Gerber各层进行检查。
5.8.2.4按照《PCB检查表》进行逐项检查,并提交该报告到工程组。
5.9PCB设计阶段命名方式。
5.9.1设计各阶段PCB命名方式:
5.9.1.1原理图导进PCB后命名:
板型名称_版本号_日期+字母_export_PCB
例如:
CV106L_V1.1_20090419A_export_pcb.
在设计直到重排序前都以这种方式命名,所不同的是日期,如果是在同一日期的则以字母来区分。
5.9.1.2在重新排序后名命:
板型名称_版本号_日期+字母_rename_PCB
例如:
CV106L_V1.1_20090419A_rename_pcb.
在真正完成前重排序后都以这种方式命名,所不同的是日期,如果是在同一日期的则以字母来区分。
5.9.1.3在完成PCB设计后命名:
板型名称_版本号_日期+字母__PCB
例如:
CV181H-A-12_110321a_pcb.
5.9.2Gerber命名及相关文档。
5.9.2.1板型名称-版本号_日期+字母_Gerber
例如:
CV181H-A-12_110321a_gerber
5.9.2.2Gerber压缩包文件包括(共10个文件):
TOP.art:
底层文件
BOTTOM.art:
底层文件
Manufactory.art:
机械层文件
SilkBottom.art:
底层丝印文件
SilkTop.art:
顶层丝印文件
SoldBottom.art:
底层阻焊文件
SoldTop.art:
顶层阻焊文件
XXX.drl钻带文件
元件坐标中心.txt:
贴片器件坐标中心文件
制板说明.txt:
必须清楚说明特殊要求、板名、板面积、表面工艺处理、各层文件的定义、铜铂厚度、板厚度、相关负责人及联系方式,以便PCB加工厂能清楚了解并及时沟通。
6.0文件或记录
6.1《封装制作说明》
6.2《设计和开发程序》
6.3《PCB检查表》
7.0附件
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- PCB 设计规范
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)