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单板设计规范完整版
PCB设计规范
。
一o年八月
.PCB设计的布局规范3
■布局设计原则3
■对布局设计的工艺要求4
2.PCB设计的布线规范15
■布线设计原则15
■对布线设计的工艺要求16
3.PCB设计的后处理规范25
■测试点的添加25
■PCB板的标注27
■加工数据文件的生成31
4.名词解释33
■金届孔、非金届孔、导通孔、异形孔、装配孔33
■定位孔和光学定位点33
■负片(Negative)和正片(Positive)33
■回流焊(ReflowSoldering)和波峰焊(WaveSolder)34
■PCB和PBA34
PCB设计的布局规范
(一)布局设计原则
1.距板边距离应大丁5mm。
2.先放置与结构关系密切的元件,如接插件、开关、电源插座等。
3.优先摆放电路功能块的核心元件及体积较大的元器件,再以核心元件为
中心摆放周围电路元器件。
4.功率大的元件摆放在利丁散热的位置上,如采用风扇散热,放在空气的
主流通道上;若采用传导散热,应放在靠近机箱导槽的位置。
5.质量较大的元器件应避免放在板的中心,应靠近板在机箱中的固定边放
置。
6.有高频连线的元件尽可能靠近,以减少高频信号的分布参数和电磁干扰。
7.输入、输出元件尽量远离。
8.带高电压的元器件应尽量放在调试时手不易触及的地方。
9.热敏元件应远离发热元件。
10.可调元件的布局应便丁调节。
如跳线、可变电容、电位器等。
11.考虑信号流向,合理安排布局,使信号流向尽可能保持一致。
12.布局应均匀、整齐、紧凑。
13.表贴元件布局时应注意焊盘方向尽量取一致,以利丁装焊,减少桥连的
可能。
14.去耦电容应在电源输入端就近放置。
(二)对布局设计的工艺要求
当开始一个新的PCB设计时,按照设计的流程我们必须考虑以下的规则:
1.建立一个基本的PCB的绘制要求与规则(示意如图)
建立基本的PCB应包含以下信息:
1)PCB的尺寸、边框和布线区
A.PCB的尺寸应严格遵守结构的要求
注:
目前生产部能生产的多层PCB最大为450mmx500mm
B.PCB的板边框(BoardOutline)通常用10mil的线绘制。
B.布线区距离板边缘应大丁5mm。
2)PCB板的层叠排列缘
A.基丁加工工艺的考虑:
如下图是四层PCB的例子,第一种是推荐
的方法。
^preg
对丁六层的PCB,层的排列如下图;对丁更多层的PCB则类推
B.基丁电特性考虑的层叠排列
在多层板的设计中,应尽量使用地层和电源层将信号层隔开,不能隔开的
相邻信号层的走线应采用正交方向。
下图为一四层板的排列:
notgoodgood
crossoversat90°
下图为一建议的10层的PCB的层叠,其它层数的PCB依次类推
proposalforthedistributionofo10—layerboard
A.对丁PCB的机械定位孔应遵循以下规则:
要求
■机械定位孔的尺寸要求
PCB板机械定位孔的尺寸必须是标准的(见下表和图),如有特殊必须通
知生产经理,以下单位为mm
「Loc
HJ
30
SolderRev$fWlftdqw
OISR)
\3.50
PrubLbtr-clA?
rtf>forOHkr^f$■
D|PT]
9-0
Pirchibifedlcirciiiwareotorcopperonimeflajws
D]P1|
U。
AssemblyOawingS>ntbo1
DjADSJo
3,0
DjADSh
2.4
机械定位孔的定位在PCB对角线位置如图:
3.81
CA]
@-
(C)©
5.08
Fiyuio3L&cationhal«inc ■对丁普通的PB,工艺部推荐: 机械定位孔直径为3mm,机械定 位孔圆心与板边缘距离为5.08mm ■对丁边缘有元件(物体、连接器等),机械定位孔将在X方向做移动, 机械定位孔的直径推荐为3mm。 ■机械定位孔为非金届孔。 C.对丁PCB板的SMC的光学定位点应遵循以下规则: ■PCB板的光学定位点 为了满足SMC的自动化生产处理的需要,必须在PCB的表层和底层上添 加光学定位点,见下图: 注: 1)距离板边缘和机械定位孔的距离》7.5mm 2)它们必须有相同的X或Y坐标。 3)光学定位点必须要加上阻焊。 4)光学定位点至少有2个,并成对角放置。 5)光学定位点的尺寸见下图。 6)它们是在顶层和底层放置的表面焊盘。 SieindardBoard$ HighDenseBoards FidjcialDiameter PD 1..60 1.0 SolderResist'卜window D(SR) 3.20 2.20 Copperfr瞠area D(PT: ' 3.40 2.40 andotharcoatinge. Fgurc5: Diinensioningfarfiducial 工艺部推荐: 通常光学定位点焊盘直径(PD)1.6mm(63mil),阻 焊直径(D(SR))3.2mm(126mil);当PCB的密度和精度要求非常高时,光学定位点焊盘可以为1.0mm(必须通知生产经理),并且焊盘要加上阻焊。 ■PCB板上表面贴装元件的参考点 1)当元件(SMC)的引脚中心距(LeadPitch)<0.5mm时,必须 增加参考点,放在元件的拐角处,见下图。 参考点可以只放2个, 参考点应放在对角位置上,在放置完元件后,参考点必须可见。 Fiducialarrangementforfineptchcomponent 2)BGA必须增加参考点同上图 3)在密度很高的板上,并且没有空间放置元件的参考点,那么在长和 宽v100mm的区域中,可以只放置两个公用的参考点,如下图 Fiducialarrangementondenseboards 工艺部推荐: 引脚中心距(LeadPitch)>0.5mm那么可以不加元 件定位点,反之一定要加参考点。 4)元件的参考点与PCB板的光学定位点的类型是一样的,为一无孔 的焊盘尺寸见(PCB板的光学定位点) 2.PCB元件布局放置的要求。 PCB元件的布局规则应严格参照 (一)的内容,具体的要求如下: 1)元件放置的方向性(orientation) A.元器件放置方向考虑布线,装配,焊接和维修的要求后,尽量统一。 在PCBA上的元件尽量要求有统一的方向,有正负极型的元件也要有统一的方向。 B.对丁波峰焊工艺,元件的放置方向要求如图: 由丁波峰焊的阴影效应,因此元件方向与焊接方向成900,波峰焊面的元 件高度限制为4mm。 C.对丁热风回流焊工艺,元件的放置方向对丁焊接影响不大。 D.对丁双面都有元件的PCB,较大较密的IC,如QFP,BGA等封装 的元件放在板子的顶层,插件元件也只能放在顶层,插装元件的另 一面(底层)只能放置较小的元件和管脚数较少且排列松散的贴片 兀件,柱状表面贴器件应放在底层。 E.为了真空火具的结构,板子背面的元件最高高度不能超过5.5mm; 如果使用标准的针压测试夹具,板子背面的元件最高不能超过10mm。 F.考虑实际工作环境及本身发热等,元器件放置应考虑散热方面的因素。 1)元件的排列应有利丁散热,必要的情况下使用风扇和散热器,对丁小尺寸高热量的元件加散热器尤为重要。 2)大功率MOSFET等元件下面可以通过敷铜来散热,而且在这些元件的周围尽量不要放热敏感元件。 如果功率特别大,热量特别高,可以加散热片进行散热。 2)PCB布局对丁电信号的考虑。 对丁一个设计者在考虑PCB元件的分布时要考虑如下图的问题 A.高速的元件(和外界接口的)应尽量靠近连接器。 B.数字电路与模拟电路应尽量分开,最好是用地隔开。 3)元件与定位孔的间距 A.定位孔到附近通脚焊盘的距离不小丁7.62mm(300mil) B.定位孔到表面贴装器件边缘的距离不小丁5.08mm(200mil) 对丁SMD元件,从定位孔圆心SMD元件外框的最小半径距离为5.08mm (200mil) 4)DIP自动插件机的要求 Y1 7.62mm 15-24mm Y 1790mm X 30.48mm 50.80mm 在同时有SMD和DIP元件的PB上,为了避免DIP元件在自动插入时损坏 SMD元件,必须在布局时考虑SMD和DIP元件的布局要求。 二.PCB设计的布线规范 (一)布线设计原则 1.线应避免锐角、直角。 米用45°走线。 2.相邻层信号线为正交方向。 3.局频信号尽可能短。 4.输入、输出信号尽量避免相邻平行走线,最好在线间加地线,以防反馈耦合。 5.双面板电源线、地线的走向最好与数据流向一致,以增强抗噪声能力。 6.数字地、模拟地要分开,对低频电路,地应尽量采用单点并联接地;高 频电路宜采用多点申联接地。 对丁数字电路,地线应闭合成环路,以提高抗噪声能力。 7.对丁时钟线和高频信号线要根据其特性阻抗要求考虑线宽,做到阻抗匹配。 8.整块线路板布线、打孔要均匀,避免出现明显的疏密不均的情况。 当印制板的外层信号有大片空白区域时,应加辅助线使板面金届线分布基本平衡。 (二)对布线设计的工艺要求 1.通常我们布线时最常用的走线宽度、过孔尺寸: 注意: BGA封装元件下方的过孔,根据加工工艺的要求,需要在其正、反两面用阻焊层覆盖。 1)当走线宽度为0.3mm时 间距 焊盘 过孔 线 0.3nuu 0,3如皿(表层) 0-28mm(内层) 0,3min(表层) 0.28nnn(内层) 焊盘 — 0.3iiim 0.3min 0.3imn 2)当走线宽度为0.2mm时: 间距(.min) ft 焊盘 过孔 线 0.2mm 0.2nun 焊盘 — 0.2mm 过孔 0.22nuii 3)当走线宽度为0.15mm时 间距 线 焊盘 过孔 A 0.151IUH 0.1Sumi □.15mm 焊盘 — 0.2mm 0.2imn 过孔 — — 0,22mm 4)当走线宽度为0.12mm时 间距 焊盘 过孔 线 0.121H1H 焊盘 — 0.2111111 0,2mm 过孔 0.22imn 值得注意的是,BGA下方的焊盘和焊盘间过孔焊盘的问距也为线宽。 且由丁 工艺方面的难度,不推荐使用0.12mm的线宽。 对应走线宽度 过孔焊盘的宽度 成孔后的孔径 内层 WK 0.3mm 1*20mm 1.29mm <0.60 0,2iiuil 0.85mui 0.90mm CO.40 旧GA卜可W0.30) 0.15min 0.65mm 0.70rmu <0.3。 0.12mm 0,64mm
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