硬件电路板设计规范.docx

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硬件电路板设计规范

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硬件电路板设计规范

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1目录

2概述

2.1适用范围

本《规范》适用于设计的所有印制电路板（简称PCB）；

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。

2.2参考标准或资料

下列标准包含的条文，经过在本标准中引用而构成本标准的条文。

在标准出版时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨，使用下列标准最新版本的可能性:

GB/4588.3—88《印制电路板设计和使用》

Q/DKBA-Y001-1999《印制电路板CAD工艺设计规范》

《PCB工艺设计规范》

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安规标准

GB/T4677.16-1988印制板一般检验方法

PCB铜箔与经过电流关系

爬电距离对照表

2.3目的

A.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；

B.统一规范产品的PCB设计，规定PCB设计的相关工艺参数，提高PCB设计质量和设计效率，使得PCB的设计满足可生产性、可测试性、可靠性、安规、EMC、EMI等技术规范的要求，在产品设计过程中构建产品的工艺、技术、质量、成本优势，提高竞争力。

3PCB设计任务的受理和计划

3.1PCB设计任务的受理

●当硬件项目人员需要进行PCB设计时，需提供以下资料：

●经过评审的、完全正确的原理图，包括纸面文件和电子件；

●正式的BOM表；

●PCB结构图，应标明外形尺寸、安装孔大小及定位尺寸、接插件定位尺寸、禁止布线区等相关尺寸；

●对于新器件，需要提供厂家产品规格书或封装资料；

以上资料必须保证正确性，如有设计更改，设计师应及时通知PCB设计人员，并将相应的更改资料发放。

3.2理解设计要求并制定设计计划

●仔细审读原理图，理解电路的工作条件；如模拟电路的工作频率，数字电路工作速度等与布线要求相关的要素；理解电路的基本功能、在系统中的作用等相关问题；

●在与原理图设计者充分交流的基础上，确认板上的关键网络，如电源、时钟、高速总线等，了解其布线要求。

理解板上的高速器件及其布线要求；

●对原理图进行规范性审查；

●对于原理图中不符合硬件原理图设计规范的地方，要明确指出，并积极协助原理图设计者进行修改；

●在PCB设计之前需了解项目的进度，根据进度要求制定PCB设计的计划，以期

●规定时间之内完成。

4规范内容

4.1基本术语定义

●PCB（PrintcircuitBoard）：

印刷电路板；

●原理图：

电路原理图，用原理图设计工具绘制的、表示硬件电路中各种器件之间的连接关系的图；

●网络表：

由原理图设计工具自动生成的、表示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；

●导通孔（via）：

一种用于内层连接的金属化孔，但其中并不用于插入元件引线或

●其它增强材料；

●盲孔（Blindvia）：

从印制板内仅延展到一个表层的导通孔；

●埋孔（Buriedvia）：

未延伸到印制板表面的一种导通孔；

●过孔（Throughvia）：

从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔；

●元件孔（Componenthole）：

用于元件端子固定于印制板及导电图形电气联接的孔；

●Standoff：

表面贴器件的本体底部到引脚底部的垂直距离。

4.2PCB板材要求:

●材料：

基本材料：

单面板可选用22F、FR-1、CEM-1等，可据具体情况而定双面板可选用FR-4、CEM-4等，可据具体情况而定符合IEC60249-2-X的相关要求阻燃特性符合IEC60707或UL94的相关要求

●基板厚度：

1.6mm±0.2mm

铜箔厚度：

35µm+6/-2µm

●成板处理：

方法：

在所有焊盘上涂覆有机可焊性防氧化剂（OSP）,厚度为0.4µm±0.2µm

●包装:

真空包装

●拼版:

按照生产工艺要求制作

●阻焊漆：

符合IPC-SM-840C三级

厚度：

≥10µm

颜色：

无或绿色

●构件装配印刷颜色：

黑色

●机械尺寸和公差：

机械尺寸：

依据图中mechanical4层

公差：

≤±0.2mm

●质量要求：

符合IPC-A-600G二级

板材弯曲度（装配完成之后）：

≤1%

●焊后可存储时间：

≥6个月，

●最大离子污染：

1.56µg/cm²（10µg/in²）!

符合IPC-6012A,IPC-TM-6502.3.25C&2.3.25.1

●正常测试：

符合IEC60410的要求

●可接收质量等级:

主要缺陷AQL0.040

●轻微缺陷AQL0.065

4.3元件库制作要求

4.3.1原理图元件库管理规范：

原理图元件库的元件要基于实际元器件，所有标示要简明清晰，逻辑上电气特性与实际元器件相符；

●元件引脚序号与封装库相应元件引脚序号保持一一对应；

●分立元件如多组绕组电感要注意主次绕组和同名端的标示及引脚序号对应关系；

●两脚有极性元件如二极管，默认以“1”代表正极，“2”代表负极；

●多脚元件如晶体管、芯片等，引脚必须与封装引脚序号保持对应关系，芯片引脚序号为逆时针逻辑；

●元件引线引脚长度为5个单位。

4.3.2PCB封装库管理规范

PCB元件库器件的封装与元器件实物外形轮廓、引脚间距、通孔直径等相符合，封装库元件引脚应与原理图相应元件引脚序号保持一一对应；新建元器件封装要依据元器件产品规格书的相关参数制作，公差范围要在规格书公差范围的基础上适当调整，但要本着实际应用的原则，在元件库中以mm为单位画图,封装丝印各单方向比外型大0.2mm；

●插装器件管脚应与通孔公差配合良好（通孔直径大于管脚直径8—20mil），考虑公差可适当增加，确保透锡良好，元件的孔径形成序列化，40mil以上按5mil递加，即40mil、45mil、50mil、55mil……；40mil以下按4mil递减，即36mil、32mil、28mil、24mil、20mil、16mil、12mil、8mil；

元器件引脚直径与PCB焊盘孔径的对应关系，以及二次电源插针焊脚与通孔回流焊的焊盘孔径对应关系：

元器件引脚直径（D）

PCB焊盘孔径/插针通孔回流焊焊盘孔径

D≦1.0

D+0.3mm/+0.15mm

1.0mm

D+0.4mm/0.2mm

D>2.0mm

D+0.5mm/0.2mm

●新器件的PCB元件封装库存应确定无误,PCB上尚无件封装库的器件，应根据器件资料建立打捞的元件封装库，并保证丝印库存与实物相符合，特别是新建立的电磁元件、自制结构件等的元件库存是否与元件的资料（承认书、图纸）相符合；新器件应建立能够满足不同工艺（回流焊、波峰焊、通孔回流焊）要求的元件库；

●需过波峰焊的SMT器件要求使用表面贴波峰焊盘库；

●轴向器件和跳线的引脚间距的种类应尽量少，以减少器件的成型和安装工具；

●不同PIN间距的兼容器件要有单独的焊盘孔，特别是封装兼容的继电器的各兼容焊盘之间要连线；

●锰铜丝等作为测量用的跳线的焊盘要做成非金属化，若是金属化焊盘，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；

●不能用表贴器件作为手工焊的调测器件，表贴器件在手工焊接时容易受热冲击坏

●除非实验验证没有问题，否则不能选用和PCB热膨胀系数差别太大的无引脚表贴器件，这容易引起焊盘拉脱现象；

●除非实验验证没有问题，否则不能选非表贴器件作为表贴器件使用。

因为这样可能需要手焊接，效率和可靠性都会很低

●多层PCB侧面局部镀铜作为用于焊接的引脚时，必须保证每层均有铜箔相连，以增加镀铜的附着强度，同时要有实验验证没有问题，否则双面板不能采用侧面镀铜作为焊接引脚。

4.4原理图绘制规范

原理图视图要整体清晰，依据主信号流向规律安排布局，完成相同功能的拓扑结构要摆放一起，符合原理图规范；若以线连较复杂可用网络节点进行电气连接，但必须标示清晰，图上所有元件、标示要采用国际标准符号，若为非标则要相应的注明所代表的含义；

较复杂的原理图且不可在一张原理图上绘制，则要采用块图或母-子图的方法，但必须保证逻辑上的正确性；

●主功率回路线及大电流线要加粗表示，其它小信号线为细线；

●原理图中有电气连接的导线不可弯曲，以垂直或平行为准；尽量减少大幅度的跨接；没有逻辑连接的不可有电气节点；

●完成相同功能的元器件摆放在一起，元器件的整体摆放应对齐，方向一致，字符位号要保持与对应元器件最近距离，整齐划一，方向一致，以达到读图时美观、拓扑结构清晰、电气逻辑规范的效果；

●默认数字地符号“”，模拟功率地符号“”，地线（大地）符号“”

●原理图要绘制在标准模板框中；

●标准模板框要含所填写项：

所适用的产品型号，PCB板型号，版本号，更改纪录，绘制、审核、批准者，日期等；

●有极性的器件应标识正确、清楚、易识别电感的同名端要标识正确、清楚，同一原理图上的电感的同名端标识要统一；

●同一器件在同一原理图上不可有其它符合表示；

●多脚器件要将每一脚标识清晰，8脚芯片可采用如右标识：

●分立器件的每个分部分要逻辑组合正确，且标明序号；

●器件的编号要据拓扑结构进行编号，组合完成同一电气功能的器件要编号相近；

●贴片器件可在位号后加字母后缀的方法，如R1A；

●如此既可使编号位数最少，且逻辑功能相同的器件更易区分，达到读图更易的效果。

4.5PCB设计前的准备

4.5.1创立网络表

●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，创立符合要求的网络表；

●创立网络表的过程中，应根据原理图设计工具的特性，积极协助原理图设计者排除错误。

保证网络表的正确性和完整性；

●确定器件的封装（PCBFOOTPRINT）。

4.5.2创立PCB板

●根据单板结构图或对应的标准板框,确定尺寸，创立PCB设计文件

●注意正确选定单板坐标原点的位置，原点的设置原则；

●板框四周倒圆角，倒角半径5mm；特殊情况参考结构设计要求。

4.6布局规范

●根据结构图设置板框尺寸，按结构要素布置安装孔、接插件等需要定位的器件，并给这些器件赋予不可移动属性。

按工艺设计规范的要求进行尺寸标注；

●根据结构图和生产加工时所须的夹持边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；

●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：

元件面单面贴装——元件面贴、插混装（元件