华为PCB布线综合规范.docx

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华为PCB布线综合规范

　设计过程

　　A.创立网络表

网络表是原理图与PCB接口文献，PCB设计人员应依照所用原理图和PCB设计工具特性，选用对的网络表格式，创立符合规定网络表。

　　2.创立网络表过程中，应依照原理图设计工具特性，积极协助原理图设计者排除错误。

保证网络表对的性和完整性。

　　3.拟定器件封装（PCBFOOTPRINT）．

　　4.创立PCB板依照单板构造图或相应原则板框，创立PCB设计文献；

　　注意对的选定单板坐标原点位置，原点设立原则

　　A.单板左边和下边延长线交汇点。

　　B.单板左下角第一种焊盘。

　　板框四周倒圆角，倒角半径5mm。

特殊状况参照构造设计规定。

　　B.布局

依照构造图设立板框尺寸，按构造要素布置安装孔、接插件等需要定位器件，并给这些器件赋予不可移动属性。

按工艺设计规范规定进行尺寸标注。

　　2.依照构造图和生产加工时所须夹持边设立印制板禁止布线区、禁止布局区域。

依照某些元件特殊规定，设立禁止布线区。

　　3.综合考虑PCB性能和加工效率选取加工流程。

　　加工工艺优选顺序为：

元件面单面贴装——元件面贴、插混装（元件面插装焊接面贴装一次波峰成型）——双面贴装——元件面贴插混装、焊接面贴装。

　　4.布局操作基本原则

　　A.遵循“先大后小，先难后易”布置原则，即重要单元电路、核心元器件应当优先布局．

　　B.布局中应参照原理框图，依照单板主信号流向规律安排重要元器件．

　　C.布局应尽量满足如下规定:

总连线尽量短，核心信号线最短;高电压、大电流信号与小电流，低电压弱信号完全分开;模仿信号与数字信号分开；高频信号与低频信号分开；高频元器件间隔要充分．

　　D.相似构造电路某些，尽量采用“对称式”原则布局；

　　E.按照均匀分布、重心平衡、版面美观原则优化布局；

　　F.器件布局栅格设立，普通IC器件布局时，栅格应为50--100mil,小型表面安装器件，如表面贴装元件布局时，栅格设立应不少于25mil。

　　G.如有特殊布局规定，应双方沟通后拟定。

　　5.同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一种方向放置。

同一种类型有极性分立元件也要力求在X或Y方向上保持一致，便于生产和检查。

　　6.发热元件要普通应均匀分布，以利于单板和整机散热，除温度检测元件以外温度敏感器件应远离发热量大元器件。

　　7.元器件排列要便于调试和维修，亦即小元件周边不能放置大元件、需调试元、器件周边要有足够空间。

　　8.需用波峰焊工艺生产单板，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，应采用分布接地小孔方式与地平面连接。

　　9.焊接面贴装元件采用波峰焊接生产工艺时，阻、容件轴向要与波峰焊传送方向垂直，阻排及SOP（PIN间距不不大于等于1.27mm）元器件轴向与传送方向平行；PIN间距不大于1.27mm（50mil）IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。

　　10.BGA与相邻元件距离>5mm。

其他贴片元件互相间距离>0.7mm；贴装元件焊盘外侧与相邻插装元件外侧距离不不大于2mm；有压接件PCB，压接接插件周边5mm内不能有插装元、器件，在焊接面其周边5mm内也不能有贴装元、器件。

　　11.IC去偶电容布局要尽量接近IC电源管脚，并使之与电源和地之间形成回路最短。

　　12.元件布局时,应恰当考虑使用同一种电源器件尽量放在一起，以便于将来电源分隔。

　　13.用于阻抗匹配目阻容器件布局，要依照其属性合理布置。

　　串联匹配电阻布局要接近该信号驱动端，距离普通不超过500mil。

　　匹配电阻、电容布局一定要分清信号源端与终端，对于多负载终端匹配一定要在信号最远端匹配。

　　14.布局完毕后打印出装配图供原理图设计者检查器件封装对的性，并且确认单板、背板和接插件信号相应关系，经确认无误后方可开始布线。

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　　C.设立布线约束条件

报告设计参数

　　布局基本拟定后，应用PCB设计工具记录功能，报告网络数量，网络密度，平均管脚密度等基本参数，以便拟定所需要信号布线层数。

　　信号层数拟定可参照如下经验数据

　　Pin密度  信号层数  板层数

0以上   2       2

　　0.6-1.0    2       4

　　0.4-0.6    4      6

　　0.3-0.4    6      8

　　0.2-0.3    8      12

　　<0.2      10     >14

　　注：

PIN密度定义为：

板面积（平方英寸）/（板上管脚总数/14）

　　布线层数详细拟定还要考虑单板可靠性规定，信号工作速度，制导致本和交货期等因素。

布线层设立在高速数字电路设计中，电源与地层应尽量靠在一起，中间不安排布线。

所有布线层都尽量接近一平面层，优选地平面为走线隔离层。

　　为了减少层间信号电磁干扰，相邻布线层信号线走向应取垂直方向。

　　可以依照需要设计1--2个阻抗控制层，如果需要更多阻抗控制层需要与PCB产家协商。

阻抗控制层要按规定标注清晰。

将单板上有阻抗控制规定网络布线分布在阻抗控制层上。

　　2.线宽和线间距设立线宽和线间距设立要考虑因素

　　A.单板密度。

板密度越高，倾向于使用更细线宽和更窄间隙。

　　B.信号电流强度。

当信号平均电流较大时，应考虑布线宽度所能承载电流，线宽可参照如下数据

　　PCB设计时铜箔厚度,走线宽度和电流关系

　　不同厚度，不同宽度铜箔载流量见下表：

　　铜皮厚度35um铜皮厚度50um铜皮厚度70um

　　铜皮Δt=10℃铜皮Δt=10℃铜皮Δt=10℃

　　注

　　i.用铜皮作导线通过大电流时，铜箔宽度载流量应参照表中数值降额50%去选取考虑。

　　ii.在PCB设计加工中，惯用OZ（盎司）作为铜皮厚度单位，1OZ铜厚定义为1平方英尺面积内铜箔重量为一盎，相应物理厚度为35um；2OZ铜厚为70um。

　　C.电路工作电压：

线间距设立应考虑其介电强度。

　　D.可靠性规定。

可靠性规定高时，倾向于使用较宽布线和较大间距。

　　E.PCB加工技术限制

　　国内国际先进水平

　　推荐使用最小线宽/间距6mil/6mil4mil/4mil

　　极限最小线宽/间距4mil/6mil2mil/2mil

孔设立过线孔

　　制成板最小孔径定义取决于板厚度，板厚孔径比应不大于5--8。

　　孔径优选系列

　　孔径：

24mil20mil16mil12mil8mil

　　焊盘直径：

40mil35mil28mil25mil20mil

　　内层热焊盘尺寸：

50mil45mil40mil35mil30mil

　　板厚度与最小孔径关系

　　板厚：

3.0mm2.5mm2.0mm1.6mm1.0mm

　　最小孔径：

24mil20mil16mil12mil8mil|||

　　盲孔和埋孔

　　盲孔是连接表层和内层而不贯通整板导通孔，埋孔是连接内层之间而在成

　　品板表层不可见导通孔，这两类过孔尺寸设立可参照过线孔。

　　应用盲孔和埋孔设计时应对PCB加工流程有充分结识，避免给PCB加工带

　　来不必要问题，必要时要与PCB供应商协商。

　　测试孔

　　测试孔是指用于ICT测试目过孔，可以兼做导通孔，原则上孔径不限，焊盘直径应不不大于25mil，测试孔之间中心距不不大于50mil。

　　不推荐用元件焊接孔作为测试孔。

　　2.特殊布线区间设定特殊布线区间是指单板上某些特殊区域需要用到不同于普通设立布线参数，如某些高密度器件需要用到较细线宽、较小间距和较小过孔等，或某些网络布线参数调节等，需要在布线前加以确认和设立。

　　3.定义和分割平面层A.平面层普通用于电路电源和地层（参照层），由于电路中也许用到不同电源和地层，需要对电源层和地层进行分隔，其分隔宽度要考虑不同电源之间电位差，电位差不不大于12V时，分隔宽度为50mil，反之，可选20--25mil。

　　B.平面分隔要考虑高速信号回流途径完整性。

　　C.当由于高速信号回流途径遭到破坏时，应当在其她布线层予以补尝。

例如可用接地铜箔将该信号网络包围，以提供信号地回路。

　　B.布线前仿真（布局评估，待扩充）

　　C.布线

布线优先顺序核心信号线优先：

电源、摸拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等核心信号优先布线

　　密度优先原则：

从单板上连接关系最复杂器件着手布线。

从单板上连线最密集区域开始布线。

　　2.自动布线在布线质量满足设计规定状况下，可使用自动布线器以提高工作效率，在自动布线前应完毕如下准备工作

　　自动布线控制文献（dofile）

　　为了更好地控制布线质量，普通在运营前要详细定义布线规则，这些规则可以在软件图形界面内进行定义，但软件提供了更好控制办法，即针对设计状况，写出自动布线控制文献（dofile）,软件在该文献控制下运营。

　　3.尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等核心信号提供专门布线层，并保证其最小回路面积。

必要时应采用手工优先布线、屏蔽和加大安全间距等办法。

保证信号质量。

4.电源层和地层之间EMC环境较差，应避免布置对干扰敏感信号。

5.有阻抗控制规定网络应布置在阻抗控制层上。

6.进行PCB设计时应当遵循规则1）地线回路规则：

环路最小规则，即信号线与其回路构成环面积要尽量小，环面积越小，对外辐射越少，接受外界干扰也越小。

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分布，防止由于地平面开槽等带来问题；在双层板设计中，在为电源留下足够空间状况下，应当将留下某些用参照地填充，且增长某些必要孔，将双面地信号有效连接起来，对某些核心信号尽量采用地线隔离，对某些频率较高设计，需特别考虑其地平面信号回路问题，建议采用多层板为宜。

　　2）窜扰控制

　　串扰（CrossTalk）是指PCB上不同网络之间因较长平行布线引起互相干扰，重要是由于平行线间分布电容和分布电感作用。

克服串扰重要办法是

　　加大平行布线间距，遵循3W规则。

　　在平行线间插入接地隔离线。

　　减小布线层与地平面距离。

　　3）屏蔽保护

　　相应地线回路规则，事实上也是为了尽量减小信号回路面积，多见于某些比较重要信号，如时钟信号，同步信号；对某些特别重要，频率特别高信号，应当考虑采用铜轴电缆屏蔽构造设计，即将所布线上下左右用地线隔离，并且还要考虑好如何有效让屏蔽地与实际地平面有效结合。

　　4）走线方向控制规则

　　即相邻层走线方向成正交构造。

避免将不同信号线在相邻层走成同一方向，以减少不必要层间窜扰；当由于板构造限制（如某些背板）难以避免浮现该状况，特别是信号速率较高时，应考虑用地平面隔离各布线层，用地信号线隔离各信号线。

　　5）走线开环检查规则

　　普通不容许浮现一端浮空布线（DanglingLine），

　　重要是为了避免产生"天线效应"，减少不必要干扰辐射和接受，否则也许带来不可预知成果。

　　6）阻抗匹配检查规则

　　同一网络布线宽度应保持一致，线宽变化会导致线路特性阻抗不均匀，当传播速度较高时会产生反射，在设计中应当尽量避免这种状况。

在某些条件下，如接插件引出线，BGA封装引出线类似构造时，也许无法避免线宽变化，应当尽量减少中间不一致某些有效长度。

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　　7）走线终结网络规则

　　在高速数字电路中，当PCB布线延迟时间不不大于信号上升时间（或下降时间）1/4时，该布线即可以当作传播线，为了保证信号输入和输出阻抗与传播线阻抗对的匹配，可以采用各种形式匹配办法，所选取匹配办法与网络连接方式和布线拓朴构造关于。

　　A.对于点对点（一种输出相应一种输入）连接，可以选取始端串联匹配或终端并联匹配。

前者构造简朴，成本低，但延迟较大。

后者匹配效果好，但构造复杂，成本较高。

　　B.对于点对多点（一种输出相应各种输出）连接，当网络拓朴构造为菊花链时，应选取终端并联匹配。

当网络为星型构造时，可以参照点对点构造。

　　星形和菊花链为两种基本拓扑构造，其她构造可当作基本构造变形，可采用某些灵活办法进行匹配。

在实际操作中要兼顾成本、功耗和性能等因素，普通不追求完全匹配，只要将失配引起反射等干扰限制在可接受范畴即可。

　　8）走线闭环检查规则

　　防止信号线在不同层间形成自环。

在多层板设计中容易发生此类问题，自环将引起辐射干扰。

　　9）走线分枝长度控制规则

　　尽量控制分枝长度，普通规定是Tdelay<=Trise/20。

　　10）走线谐振规则

　　重要针对高频信号设计而言，即布线长度不得与其波长成整数倍关系，以免产生谐振现象。

　　11）走线长度控制规则

　　即短线规则，在设计时应当尽量让布线长度尽量短，以减少由于走线过长带来干扰问题，特别是某些重要信号线，如时钟线，务必将其振荡器放在离器件很近地方。

对驱动各种器件状况，应依照详细状况决定采用何种网络拓扑构造。

　　12）倒角规则

　　PCB设计中应避免产生锐角和直角，

　　产生不必要辐射，同步工艺性能也不好。

　　13）器件去藕规则

　　A.在印制版上增长必要去藕电容，滤除电源上干扰信号，使电源信号稳定。

在多层板中，对去藕电容位置普通规定不太高，但对双层板，去藕电容布局及电源布线方式将直接影响到整个系统稳定性，有时甚至关系到设计成败。

　　B.在双层板设计中，普通应当使电流先通过滤波电容滤波再供器件使用，同步还要充分考虑到由于器件产生电源噪声对下游器件影响，普通来说，采用总线构造设计比较好，在设计时，还要考虑到由于传播距离过长而带来电压跌落给器件导致影响，必要时增长某些电源滤波环路，避免产生电位差。

　　C.在高速电路设计中，能否对的地使用去藕电容，关系到整个板稳定性。

　　14）器件布局分区/分层规则

　　A.重要是为了防止不同工作频率模块之间互相干扰，同步尽量缩短高频某些布线长度。

普通将高频某些布设在接口某些以减少布线长度，固然，这样布局依然要考虑到低频信号也许受到干扰。

同步还要考虑到高/低频某些地平面分割问题，普通采用将两者地分割，再在接口处单点相接。

　　B.对混合电路，也有将模仿与数字电路分别布置在印制板两面，分别使用不同层布线，中间用地层隔离方式。

　　15）孤立铜区控制规则

　　孤立铜区浮现，将带来某些不可预知问题，因而将孤立铜区与别信号相接，有助于改进信号质量，

　　普通是将孤立铜区接地或删除。

在实际制作中，PCB厂家将某些板空置某些增长了某些铜箔，这重要是为了以便印制板加工，同步对防止印制板翘曲也有一定作用。

　　16）电源与地线层完整性规则

　　对于导通孔密集区域，要注意避免孔在电源和地层挖空区域互相连接，形成对平面层分割，从而破坏平面层完整性，并进而导致信号线在地层回路面积增大。

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　　17）重叠电源与地线层规则

　　不同电源层在空间上要避免重叠。

重要是为了减少不同电源之间干扰，特别是某些电压相差很大电源之间，电源平面重叠问题一定要设法避免，难以避免时可考虑中间隔地层。

　　18）3W规则

　　为了减少线间串扰，应保证线间距足够大，当线中心间距不少于3倍线宽时，则可保持70%电场不互相干扰，称为3W规则。

如要达到98%电场不互相干扰，可使用10W间距。

　　19）20H规则

　　由于电源层与地层之间电场是变化，在板边沿会向外辐射电磁干扰。

称为边沿效应。

　　解决办法是将电源层内缩，使得电场只在接地层范畴内传导。

以一种H（电源和地之间介质厚度）为单位，若内缩20H则可以将70%电场限制在接地层边沿内；内缩100H则可以将98%电场限制在内。

　　20）五---五规则

　　印制板层数选取规则，即时钟频率到5MHz或脉冲上升时间不大于5ns，则PCB板须采用多层板，这是普通规则，有时候出于成本等因素考虑，采用双层板构造时，这种状况下，最佳将印制板一面做为一种完整地平面层。

　　D.后仿真及设计优化（待补充）

　　E.工艺设计规定

普通工艺设计规定参照《印制电路CAD工艺设计规范》Q/DKBA-Y001-1999      2.功能板ICT可测试规定

　　A.对于大批量生产单板，普通在生产中要做ICT（InCircuitTest），为了满足ICT测试设备规定，PCB设计中应做相应解决，普通规定每个网络都要至少有一种可供测试探针接触测试点，称为ICT测试点。

　　B.PCB上ICT测试点数目应符合ICT测试规范规定,且应在PCB板焊接面，检测点可以是器件焊点,也可以是过孔。

　　C.检测点焊盘尺寸最小为24mils（0.6mm），两个单独测试点最小间距为60mils（1.5mm）。

　　D.需要进行ICT测试单板，PCB对角上要设计两个125MILS非金属化孔，为ICT测试定位用。

　　3.PCB标注规范。

钻孔层中应标明印制板精准外形尺寸，且不能形成封闭尺寸标注；所有孔尺寸和数量并注明孔与否金属化。

　　II.设计评审

　　A.评审流程设计完毕后，依照需要可以由PCB设计者或产品硬件开发人员提出PCB设计质量评审，其工作流程和评审办法参见《PCB设计评审规范》。

　　B.自检项目

　　如果不需要组织评审组进行设计评审，可自行检查如下项目。

检查高频、高速、时钟及其她脆弱信号线，与否回路面积最小、与否远离干扰源、与否有多余过孔和绕线、与否有垮地层分割区

　　2.检查晶体、变压器、光藕、电源模块下面与否有信号线穿过，应尽量避免在其下穿线，特别是晶体下面应尽量铺设接地铜皮。

　　3.检查定位孔、定位件与否与构造图一致，ICT定位孔、SMT定位光标与否加上并符合工艺规定。

　　4.检查器件序号与否按从左至右原则归宿无误摆放规则，并且无丝印覆盖焊盘；检查丝印版本号与否符合版本升级规范，并标记出。

　　5.报告布线完毕状况与否百分之百；与否有线头；与否有孤立铜皮。

　　6.检查电源、地分割对的；单点共地已作解决；

　　7.检查各层光绘选项对的，标注和光绘名对的；需拼板只需钻孔层图纸标注。

　　8.输出光绘文献，用CAM350检查、确认光绘对的生成。

　　9.按规定填写PCB设计（归档）自检表，连同设计文献一起提交给工艺设计人员进行工艺审查。

　　10.对工艺审查中发现问题，积极改进，保证单板可加工性、可生产性和可测试性。