电源PCB布局和走线设计规范.docx

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电源PCB布局和走线设计规范

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2012.9.21

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1.目的

规范电源产品的PCB布局设计、PCB工艺设计、PCB安规及EMC设计，规定PCB设计的相关参数，使得PCB的设计满足可生产性、可测试性、符合安规、EMC等的技术规范要求，在产品设计过程中构建产品的工艺、技术、质量、成本优势。

体现DFM（DesignForManufacture）的原则，提高生产效率和改善产品的质量

2.适用范围

本规范适用于本公司的电源产品的PCB设计

3.说明

本规范之前的相关标准、规范的内容如与本规范的规定相抵触的，以本规范为准。

若客户有特殊要求则以客户要求为准!

二合一电源中非电源部分按非电源产品规范执行

4.引用/参考标准或资料

信息技术设备PCB安规设计规范>>

TS—SOE0199001<<电子设备的强迫风冷热设计规范>>

TS—SOE0199002<<电子设备的自然冷却热设计规范>>

IEC60194<<印制板设计、制造与组装术语与定义>>（PrintedCircuitBoarddesignmanufactureandassembly-termsanddefinitions）

IPC—A—600F<<印制板的验收条件>>（Acceptablyofprintedboard）IEC60950

5.规范内容

5.1.创建PCB文件

5.1.1.结构工程师将客户提供的结构图转为PCB设计所需的dxf文件格式，PCB设计人员根据结构图（pdf文件和dxf文件）创建PCB文件：

首先确定板的属性，如：

单面板、双面板等等

5.1.2.PCB设计工程师将初始PCB图（由原理图设计人员提供的已导入元器件封装的PCB文件）转入到已创建的PCB文件中，并确认转入前后的一致性

5.1.3.PCB设计工程师根据要求设定PCB的各层定义，Top层，Bottom层按照结构图的正、反面定义

5.1.4.PCB设计工程师对PCB文件进行相关规则属性设置

5.2.PCB布局

5.2.1.根据结构图设置板框尺寸；布置安装孔、接插件等需要定位的器件，赋予这些安装孔和器件不可移动属性

5.2.2.根据结构和生产工艺要求设置印制板的禁止布线区、禁止布局区。

如：

安装孔周围，工艺边附近（工艺边的宽度为3mm）等

5.2.3.贴片元器件距板边的距离（拼板时考虑）为：

垂直方向摆放时﹥120mil；平行方向摆放时﹥80mil

5.2.4.综合考虑PCB性能和加工的效率选择加工流程：

加工工艺的优选顺序为，单面插装→一面贴、一面插装，一次波峰成型→双面贴装。

根据加工工艺的要求确定拼板方式，如果采用过波峰焊的加工工艺，还应确定过波峰焊时PCBA的走动方向

5.2.5.布局操作：

一、要依照各模块电路的特性，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。

.二、参考原理图，根据电路的特性安排主要元器件布局。

三、要考虑各元件立体空间协调与安规距离的符合

5.2.6.过锡方向分析，散热分析，风向及风流量考虑（如：

散热片应怎样放、多厚、散热牙（翼）方向、散热面积多大最利于散热、散热片材质要求、辅助散热、风道方向、PIN脚稳固性、可靠度等）

5.2.7.布局应尽量满足以下要求:

初级电路与次级电路分开布局；交流回路,PFC、PWM回路，整流回路，滤波回路这四大回路包围的面积尽量小,各回路中功率元件引脚彼此尽量靠近，控制IC要尽量靠近被控制的MOS管，控制IC周边的元件尽量靠近IC布置

5.2.8.电解电容不可触及高发热元件，如大功率电阻，变压器，散热片

5.2.9所有金属管脚不能紧靠在相邻元件本体上，以防过锡时高温使元件管脚烫伤其它元件外壳而短路或爆裂

5.2.10.发热元件一般应均匀分布，以利于单板和整机的散热，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

5.2.11.跳线不要放在IC及其它大体积塑胶外壳的元件下，避免短路或烫伤别的元器件。

5.2.12.SMD封装的IC摆放的方向必需与过锡炉的方向成平行，不可垂直,如下图

5.2.13.SMD封装的IC两端尽可能要预留2.0mm的空间不能摆元件，为了预防两端SMD元件吃锡不良。

如果布局上有困难，可允许预留1.0mm的空间

5.2.14.多脚元件应有第1脚及规律性的脚位标识（双列16PIN以上和单排10PIN以上均应进行脚位标识）PFCMOS和PWMMOS散热片必须接地，以减少共模干扰

5.2.15.对热敏感元件（如电解电容、IC、功率管等）应远离热源，变压器、电感、整流器等；发热量大的元件应放在出风口或边缘；散热片要顺着风的流向摆放；发热器件不能过于集中

5.2.17.考虑管子使用压条时,压条与周边元件不能相碰或出现加工抵触

5.2.18.贴片元件间的间距：

a.单面板：

PAD与PAD之间要求不小于0.75mm

b.双面板：

PAD于PAD之间要求不小于0.50mm

c.单面板/双面板：

PAD于板边间距要求不小于1.0mm;避免折板边损坏元件（机器分板）；

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

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）。

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

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

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。

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。

为了保证器件的焊接可靠性，要求器件焊盘上无丝印。

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）。

.三极管或MOS一般要在丝印层标出E,C,B或G,D,S脚位。

PCB上都必须用实心箭头在板边标出过锡方向。

.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

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.