工程师必看PCB布局和走线规则.docx
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工程师必看PCB布局和走线规则
工程师必看PCB布局和走线规则
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d.贴片元件与A/I或R/I元件间的距离如图:
5.2.19.按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准布局
5.2.20.器件布局栅格的设置,一般IC器件布局时,栅格应为10、20mil,小型表面安装器件,如表面贴装元件布局时,栅格设置应不少于10mil
5.2.21.如有特殊布局要求,应同原理图设计人员沟通后确定,需用波峰焊工艺生产的PCB板,其紧固件安装孔和定位孔都应为非金属化孔。
当安装孔需要接地时,应将该安装孔作成梅花孔
5.2.22.布局完成后要求原理图设计者检查器件封装的正确性及布局合理性,并且确认接插件的引脚与信号对应关系(比如:
FUSE所接的输入端为L端等),经确认无误后方可开始布线
5.3.PCB铜箔走线距离
5.3.1依照IEC60950-1/GB4943-2001(IT类)标准要求:
最小(空气间隙)爬电距离为:
初、次级间:
(4.0)5.0mm(≥150Vin),(1.6)3.2mm(≤150Vin)
初级对大地:
(2.0)2.5mm(≥150Vin),(1.0)1.6mm(≤150Vin)
初级对功能地:
(4.0)5.0mm(≥150Vin),(1.6)3.2mm(≤150Vin)
次级对大地或功能地:
(0.4)0.8mm(≥150Vin);(0.4)0.8mm(≤150Vin)
L对N:
(2.0)2.5mm(保险之前);(1.0)1.5mm(保险之后至大电解处)(≥150Vin)
(1.0)1.6mm(保险之前);(0.4)0.8mm(保险之后至大电解处)(≤150Vin)
电气间隙与爬电距离不区分:
原边其他直流高压:
1.5mm(≥150Vin);0.8mm(≤150Vin)
同类型线路间最小距离:
0.5mm(SMT0.4mm),局部短线可以用到0.4mm(SMT0.35mm)。
5.3.2依照IEC600065-1/GB8898-2001(AV类)标准要求:
最小空气间隙与爬电距离为:
(此标准两类距离不区分)
初、次级间:
6.0mm(≥150Vin),4.4mm(≤150Vin)
初级对大地:
3.0mm(≥150Vin),2.2mm(≤150Vin)
初级对功能地:
6.0mm(≥150Vin),4.4mm(≤150Vin)
次级对大地或功能地:
0.9mm(≥150Vin);0.9mm(≤150Vin)
L对N:
3.0mm(保险之前);1.7mm(保险之后至大电解处)(≥150Vin)
2.2mm(保险之前);0.9mm(保险之后至大电解处)(≤150Vin)
电气间隙与爬电距离不区分:
原边其他直流高压:
1.7mm(≥150Vin);0.9mm(≤150Vin)
同类型线路间最小距离:
0.5mm(SMT0.4mm),局部短线可以用到0.4mm(SMT0.35mm)
注:
1.以上为普通布板情况,特殊情况或未到之处请咨询安规工程师
2.初、次级同时靠近一个地时,初级到地距离+次级到地距离≥初、次级间距离
5.4.PCB布线
5.4.1.为了保证PCB加工时板边不出现断线的缺陷,PCB布线距离板边不能小于0.5mm
5.4.2.在布线时,不能有90度夹角的走线出现
5.4.3.IC相邻PIN脚不允许垂直于引脚相连
5.4.4.各类螺钉孔的禁布区范围内禁止有走线
5.4.5.逆变器高压输出的电路间隔要大于240mil,否则开槽≥1.0mm,并有高压符号标示
5.4.6.铜箔最小间距:
单/双面板0.40mm,特殊情况可以减小,但不超过4处
5.4.7.设计双面板时要注意,底部有金属外壳或绕铜线的元件,因插件时底部与PCB接触,顶层的焊盘要开小或不开,同时顶层走线要避开元件底部,以防短路发生不良。
5.4.9.双面板锰铜线顶层不要铺铜,锰铜线孔不做金属化;(锰铜丝等作为测量用的跳线,焊盘过孔要做成非金属化;若是金属化,那么焊接后,焊盘内的那段电阻将被短路,电阻的有效长度将变小而且不一致,从而导致测试结果不准确)。
5.4.10.布线时交流回路应远离PFC、PWM回路。
5.4.11.PFC、PWM回路要单点接地。
5.4.12..有金属与PCB接触的元件,禁止下面有元件跳线和走线。
5.4.13.金属膜电阻下不能走高压线(针对多面板)。
5.4.14.反馈线应尽量远离干扰源(如PFC电感、PFC二极管引线、MOS管)的引线,不得与它们靠近平行走线。
5.4.15.变压器下面禁止铺铜、走线及放置器件。
5.4.16.若铜箔入焊盘的宽度较焊盘的直径小时,则需加泪滴,如下图。
经常需拆取的元件,引脚焊盘周围须加大铺铜面积,以防拆取元件造成翘皮,如插座多PIN脚、晶体脚、单焊盘铜箔等有可能经常取插维修之焊盘。
5.4.17.布线要尽可能的短,特别是EMI线路,主回路及部分回路与电源线,大电流的铜箔要求走粗;主回路及各功能模块的参考点或地线要分开。
5.4.18.ICT测试焊盘:
测试焊盘直径以1.0mm为准,测试点与测试点之间不小于1.5mm,每个网络上不少于一个测试点,ICT测试治具作好后,其测试焊盘禁止移动,非不得已事先要与TE商量。
5.4.19.(过孔/贯穿孔)大小定义:
a.信号线过孔/贯穿孔一般可设置0.5~1mm。
b.过孔/贯穿孔不能放于SMD之焊盘中。
c.加载铜箔加过孔/贯穿孔时一般设置1.0mm,如接地,功率线等。
d.定位孔距器件或线路的安全距离大于15Mil,禁止布线。
5.4.20.如果接地是以焊接方式接入的,接地焊盘应设为通孔焊盘,接地孔直径≥3.5mm。
5.4.21.PCB板上的散热孔其直径不可大于3.0mm。
5.4.22.线条宽度要满足最大电流要求≥1mm/1A(铜厚1盎司)。
5.4.23.走线时IC的下方尽可能只走地线、电源线,尽可能在IC周围构成GND短路环。
同时尽可能构造初级GND短路环、次级GND短路环,以减少干扰。
5.4.24.当需要增加跳线时,跳线的命名为J1,J2......Jn,跳线的种类是以2.5mm的倍数增加,比如5.0mm;7.5mm;10mm......30mm等等。
5.4.25.裸露跳线下不能有走线和铺铜,以避免和板上的铜皮短路,绿油不能作为有效的绝缘。
5.4.26.所有元器件的焊盘禁止大面积铺铜(即要做"热焊盘"或"花孔")。
5.4.27.信号地与功率地要分开铺铜。
5.4.28.若电源初次级共金属件或外壳为金属机壳,则需同结构、安规、工艺共同讨论电源周边布线及放元件的方式,决定是否需要加辅助绝缘材料等
5.5.铺设防焊
5.5.1.主回路、大电流的铜箔上需铺设防焊,即增加拉载能力又帮助散热。
5.5.2.AI元件在下图所示阴影范围内禁止有非相同网络的走线和铺铜,也不可以放置其他贴片元件。
5.5.3.在高发热元件引脚下的铜箔要求铺设防焊以加强吃锡帮助散热。
5.5.4.大面积铺设防焊时可采用网状格式铺设。
5.5.5.针对大功率电源,L↔GN↔G共模电感要加放电锯齿,锯齿间要设防焊开窗;
5.5.6.A/I元件(如电阻、二极管、跳线)PIN脚下方防焊要闪开,防止过锡时发生短路。
5.5.7.需要过锡后才焊接的元件,焊盘要开流锡槽(C型孔),方向与过锡方向相反,宽度视孔的大小为0.5mm到1.0mm,如下图:
5.5.8脱锡焊盘
5.5.8.1插件元件每排引脚数较多,以焊盘排列方向平行于进板方向布置器件时。
当相邻焊盘边缘间距为0.6mm-1.0mm时,须增加偷锡焊盘:
1.偷锡焊盘须加于元件出波峰焊端。
2.偷锡焊盘形状与元件引脚焊盘相等,即d1=d2。
3.偷锡焊盘与元件引脚焊盘间距为元件引脚间距,即D1=D2。
4.偷锡焊盘必要时可与出波峰焊端最后引脚焊盘连成一体,焊盘由具体情况而定
5.5.8.2多排脚的贴片元件,以元件轴向与过波峰焊方向平时,须增加偷锡焊盘:
1.偷锡焊盘须加于元件出波峰焊端。
2.偷锡焊盘宽度为元件焊盘宽度的2.5倍,长度与元件引脚焊盘相同。
3.
偷锡焊盘与元件脚焊盘的距离如下图所示。
4.偷锡焊盘必要时可与出波峰焊端最后引脚焊盘连成一体,焊盘面积d2=2.5d1
5.5.9防焊白漆:
插件引脚焊盘边缘间距0.5mm 5.6.丝印摆放要求 5.6.1.所有元器件、安装孔、定位孔都有对应的丝印标号;元件位号要求水平或90度摆放,且不能被别的丝印盖住,不能放于焊盘上,方向一致。 5.6.2.PCB板上必须有以下标识: 1、PCB板名称 2、版本号 3、输入输出极性识 4、认证相关信息(包含认证号、板材型号、防火等级) 5、保险管的安规标识 保险丝附近有6项完整标识,有时可省去防爆特性与英文警告。 如F1F3.15H,250Vac。 a.包括保险丝标号: F1 b.熔断特性: F(快熔),T(慢熔) c.额定电流值: 3.15A d.额定电压值: 250Vac e.防爆特性: H(高防爆能力),L(低防爆能力) f.英文警告标识: “CAUTION: ForContinuedProtectionAgainstRiskofFire,ReplaceOnlyWithSameTypeandRatingofFuse”。 或“WARNING: ForContinuedProtectionAgainstRiskofFire,ReplaceOnlyWithSameTypeandRatingofFuse”。 若PCB上没有空间排布英文警告标识,可将英文警告标识放到产品的使用说明书中说明。 5.6.3.有必要有以下标识: 3、ACT或myACT标志(ACT标志用于国内客户,myACT用于国外客户) 4、制作或修改日期 注: 各字符或标志之间不能引起任何误会 5.6.4.PCB板的丝印文字字体需统一(可设为系统默认状态DEFAULT),大小可分为几种,如: a.PCB板名称大小不得小于Height: 100mil;(以工程部发放的产品型号为依据) b.年月日及PCB版本号大小不得小于Height: 80mil;Width: 8mil, 如: “041103”表示2004年11月3日;PCB版本号表示格式为Vx.x可放在年月日的后面,中间用空格隔开 c.警告标识,警告文字内容一致不能更改,字高≧1.5mm, d.重要器件接插座、LN等可用Height: 80mil;Width: 12mil,其它字符可统一用小些的,但不得小于Height: 45mil;Width: 6mil; 5.6.5.单面板顶层文字用黑色油墨,底层文字用白色油墨,双面板顶层文字和底层文字全部用白色油墨。 5.6.6.PCB上的安装孔用丝印H1、H2、…Hn进行标识;在外接黄绿线的螺丝孔边加上接地符号。 原理图中常见的接地符号有: PE,PGND,FG-保护地或机壳;BGND或DC-RETURN-直流48V(+24V)电源(电池)回流;GND-工作地;DGND-数字地;AGND-模拟地;LGND-防雷保护地”。 5.6.7.对于电解电容、二极管等有极性的器件在每个功能单元内尽量保持方向一致,有极性元器件其极性在丝印图上表示清楚,极性方向标记应易于辨认。 有方向的接插件其方向在丝印图上表示清楚。 5.6.8.一次侧和二次侧电路用隔离带隔开,隔离带要清晰明确。 5.6.9.为了保证器件的焊接可靠性,要求器件焊盘上无丝印。 5.6.10为了保证搪锡的锡道连续性,要求需搪锡的锡道上无丝印。 5.6.11.为了便于器件插装和维修,器件位号不应被安装后器件所遮挡。 5.6.12.丝印不能压在导通孔、焊盘上,以免开阻焊窗时造成部分丝印丢失,影响识别(密度较高,PCB上不需作丝印的除外)。 5.6.13.三极管或MOS一般要在丝印层标出E,C,B或G,D,S脚位。 5.6.14每一块PCB上都必须用实心箭头在板边标出过锡方向。 5.6.15.PCB元器件的位号标识符必须和原理图、位号图及BOM清单中的标识符号一致。 5.7.基准点要求 5.7.1.基准点用于锡膏印刷和元件贴片时的光学定位。 根据基准点在PCB上的作用分别为拼板基准点,单元基准点,局部基准点。 5.7.2.基准点的标准为内圆直径40mil,外圆直径100mil并要阻焊开窗: 阻焊形状为基准点同心圆形直径的两倍。 5.7.3.有表面贴片器件的PCB板对角至少有两个或两个以上不对称基准点。 5.7.4.为了保证印刷和贴片的识别效果,基准点范围内应无其它走线及丝印。 5.7.5.需要拼板的单元板,每块单元板上尽量保证有基准点,若由于空间原因单元板上无法布下基准点,单元板上无基准点的情况下,必须保证拼板工艺边上有基准点。 5.8.PCB设计检查 5.8.1.检查交流回路,PFC,PWM整流回路,滤波回路是否回路面积最小、是否远离干扰源。 5.8.2.检查定位孔、定位件是否与结构图一致,ICT测试点、SMT定位光标是否加上并符合工艺要求。 5.8.3.检查器件的序号是否摆放有规则,并且有无丝印覆盖焊盘;检查丝印的版本号是否符合版本升级规范。 5.8.4.检查布线完成情况是否百分之百;网络连接是否正确 5.8.5.检查电源、地的分割是否正确;单点共地是否已作处理. 5.8.6.PCB自检通过后,电子档先交安规、EMC、工艺、设计工程师检查 5.8.7.将检查中发现的问题解决后方可召集相关工程师依据《PCB评审表》进行评审 5.8.8.PCB评审不通过,需修改后再评审,直到通过为止 5.9.设计文件输出 5.9.1.用于PCB厂加工的文件,可以是PCB原始文件的形式外发,也可转为Gerber文件的形式外发,填好的《PCB加工工艺文件》也随同发出 5.9.3.在生成PCB位号图时,必须以公司内部《文件资料管理程序》的要求,使用最新的PCB位号图受控格式,生成符合程序文件要求受控的PCB位号图。 同时在修改记录处标明最新修改内容,在设计栏处签名后交文员办理受控 5.9.4.针对需要SMT加工的PCB板,需生成PCB坐标文件,该坐标文件的单位需设置为mm,该文件随PCB位号图一同以邮件的形式发给工程部,由工程部外发至SMT加工厂 以下仅供设计参考 5.10.基板规范 5.10.1.基板材料(以基材使用为基准) 基板种类 材质名称 UL耐燃性等级 基板厚度 玻璃纤维 FR-4(南亚) MCLE-67(日立化成) 94V-1以上 T=1.6T=1.2 T=1.0T=0.8 合成材 CEM-3(南亚) 910(OAK) 94V-1以上 T=1.6T=1.2 T=1.0T=0.8 合成材 CEM-1(南亚) KB 94V-1以上 T=1.6T=1.2 T=1.0T=0.8 5.10.2.基板部分参数 FR-4 CEM-3 CEM-1 0.8t ±0.17 ±0.17 ±0.1 1.0t ±0.18 ±0.18 ±0.12 1.2t ±0.19 ±0.19 ±0.13 1.6t ±0.19 ±0.19 ±0.14 2.0t ±0.21 ±0.21 ±0.16 5.1.3.基板弯曲规定 基板弯曲标准如下: 弯曲度X=H-T/L*100% 单面板: X<0.7% 5.10.4.铜箔厚度 标准以70um为主 +0.007 0.018mm(18um,1/2盎司)-0.005 0.035mm(35um,1盎司)+0.010 -0.005 0.07mm(70um,2盎司)+0.018 -0.008 5.10.5.开孔孔径的公差 a.单面板孔径的公差0.05mm b.双面板孔径的公差0.075mm 5.11.孔径与孔距 5.11.1.一般电阻、电容、二极管元件孔径大小为: a.单面板元件脚大小+0.3mm(打Kin元件+0.4mm), b.双面板元件脚大小+0.4mm; c.R/I,A/I元件孔径: 元件脚大小+0.4mm。 5.11.2.PCB一般最小孔径为1.0mm,特殊情况可开0.8mm。 如脚直径为0.6mm. 5.11.3.孔边到孔边大于或等于0.75mmorPCB厚度;孔边到PCB板边大于或等于PCB厚度 5.11.4.电阻及二极管A/I元件脚距必须是7.5mm,10mm,12.5mm,特殊情况1/8W的电阻可用6.0mm 5.11.5.引脚直径0.8mm以上只能手插,不能打A/I,0.8mm以下脚距为17.5mm以下可AI。 5.11.6.引脚直径0.8mm以上的立式元件不能打R/I,因机器不能剪断元件脚。 5.11.7.R/I元件的脚距必须是2.5mm或5.0mm; 5.11.8.A/I&R/I的板边定位孔规定为孔径大小为3.5或4.0mm,且要有两个在同一直在线标5.0mm/5.0mm孔。 5.12.连片方式 5.12.1.控制小板连片方式(可参考下图).注意: 由于使用机器设备分板,不用人工折板,要求零件PAD与板边间距不小于1.0mm;板与板之间漏空,以利机器辅助分板,提高效率。 PCB的连片最大和最小尺寸: 最大最小 AI立式483﹡406100﹡80 AI卧式457﹡310100﹡80 5.12.2.大板连片方式.注: 不是所有大板都要加板边,若靠板边3mm内无元件脚及上锡位,可两边都不加板边或一边不加板边.大板长度小于200mm,一般要求水平方向两连片,可在板边层画出示意图;若Layout时全部用传统元件需打R/I,板边一定要加标准5mm/5mm孔。 5.13.导入R/I注意事项 5.13.1.打卧式PIN脚为内弯脚,立式PIN脚为外弯。 5.13.2.(Layout时注意周边安全位置需留出及PIN脚与防焊短路) 5.13.3.PCB孔距(即材料脚距): 卧式元件5mm----18mm之间; 5.13.4.立式只能固定打2.5mm和5.0mm两种。 5.13.5.电阻最大能打到1W小型化,电解电容最大直径为10mm以下,高度为20mm。 陶瓷电容/电解电容/Y电容: 本体高度不能超过18mm,宽度不能超过10mm所有材料均要为编带。 5.14.卧式零件与相邻零件布置原则 5.14.1.卧式零件孔径规格: 5.14.2.零件成水平直线时,相邻两孔中心距离最小为2.5mm. 5.14.3.零件成垂直直线时,相邻两零件距离最小为2.5mm。 5.14.4.两零件成900布置时,相邻两零件距离最小为2.5m 5.14.5.零件成阶梯状布置时,相邻两零件距离最小为2.5mm。 5.14.6.引脚尽量沿弯脚方向布置(AI卧式弯脚朝内)。 零件布置时,孔位必须为00或900.每片PCB最少布置15颗AI零件。 5.14.7.电容可自插零件最大高度为20mm,本体最大直径为10mm立式零件孔径规格。 VR规格 5.14.8.零件成垂直直线布置时,本体间距为1~1.5mm。 5.14.9.零件成水平直线布置时,本体间距为1~1.5mm。 5.14.10.当零件互成900布置时,零件相距最小为2mm。 5.15.立式零件布置范围内有卧式零件布置时,需参照下列要求 5.15.1.三脚晶体/半圆形晶体下方不可布置AI零件。 (除架高外) 5.15.2.架高立式零件本体下方不可布置与之相垂直的卧式零件.(AI治具无法放置零件) 5.16.AI线脚对PCBLayout的要求 5.16.1.距AI线脚孔引脚方向2.0mm内不得放置器件(同一电位点) 5.16.2.距AI线脚孔引脚方向2.5mm内不得放置元器件(不同电位点)如下图所示,间距需在2.5mm以上。 5.16.3.SMD元件于AI元件距离(同电位)。 5.16.4.SMD元件于AI元件距离(不同电位)。 建议: 电源PCB板AI和RI元件比较多,可委外加工打AI板,速度快,效率高,省工省时,错误率极低。 元件不会东倒西歪,节省PCB修改时间。 1.参考文件 a)《元器件封装设计管理规范》 2.记录 2.1.《电源PCB评审报告》OCT-FM-RD-060 2.2.《PCB工艺要求》OCT-FM-RD-055 2.3.《PCBA试产报告》OCT-FM-PE-028 2.4.《PCB位号图》
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