PCB设计规范.docx

1、PCB设计规范修改记录 生效时间修 改 内 容审批确认编写首次发行本文件只在盖有红色的“受控文件”印章时，方为受控文件1.0 目的 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，提高PCB设计质量和设计效率，提高PCB的可生产、可测试、可维护性。 2.0 范围 本规范适用于金锐显数码科技有限公司设计的所有印制电路板（简称PCB）。3.0 术语/定义PCB（Print circuit Board)：印刷电路板。 原理图：用原理图设计工具绘制的、表达硬件电路中各种器件之间的连接关系的电路图。 网络表：由原理图设计工具自动生成的、表达元器件电气连接关系

2、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。 Gerber：PCB制作所需要光绘文件。反标：在设计完成PCB上重新进行序号排列后将该序号重新导回原理图过程。4.0 资历及训练要求 无5.0 工作指引 5.1 原理图导PCB5.1.1 确定原理图内所有器件的封装（PCB FOOTPRINT），确保封装的正确性，并保证所有PCB封装均采用公司封装库里的封装，对新使用器件，在公司库里不能找到的封装需按照封装制作说明及入库程序建立新封装及入库。 5.1.2 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

3、理图和PCB设计工具的特性，选用正确的网络表格式，创建符合要求的网络表。 5.1.3.创建PCB板 根据结构图或对应的标准板框, 创建PCB结构；注意正确选定PCB坐标原点的位置，原点的设置原则：单板左边和下边的延长线交汇点。板框四角采用倒圆角，倒角半径 2mm。特殊情况参考结构设计要求。板边 0.5mm 为禁止布线区。 5.1.4 根据创建的网络表将原理图导入PCB，保证所有封装能导入PCB。5.2 布局 5.2.1.按结构要求布置定位孔、端口等需要定位的器件，并给这些器件赋予不可移动属性，并进行尺寸标注。5.2.2. 根据结构图和生产加工时工艺要求设置印制板的禁止布线区、禁止布局区域。根据

4、某些元件的特殊要求，设置禁止布线区。 5.2.3. 综合考虑PCB性能和加工的效率及成本选择加工流程。 优选顺序为：双层板单面贴装双层板双面贴装四层板双面贴装。 5.2.4. 布局操作的基本原则 5.2.4.1 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 5.2.4.2 布局中应参考原理图，根据主信号流向规律安排主要元器件5.2.4.3 布局应尽量满足以下要求: 连接线尽可能短，关键信号线走最短; 高电压、大电流信号与小电流，低电压的弱信号尽量分开; 模拟信号与数字信号尽量分开；高频信号与低频信号尽量分开；高频元器件的间隔要充分。 5.2.4.4 相同结构电

5、路部分，尽可能采用“对称式”标准布局；5.2.4.5 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局；5.2.4.6 对于并排器件尽量保证在同一水平线，增加版面美观，也保证在反标过程中的顺序性。5.2.4.7 如有特殊布局要求，应在设计说明上注明。 5.2.5. 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置（例如XH/PH插座）。同一种类型的有极性分立元件要求在Y方向上保持一致（例如电解电容），便于生产和检验，尽量减少使用脚距 5mm。其它贴片元件焊盘相互间的距离 0.7mm；贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于1mm；对于需BOTTOM层贴装的元件需距离插件元件引脚2MM以上(边

6、距),且不能被插件元件引脚半包围或包围.禁止贴片插件元件互相包围摆放。 5.2.11. IC去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚，并使之与电源和地之间形成的回路最短。 5.2.12. 用于阻抗匹配目的的阻容器件的布局，要根据其属性合理布置。 串联匹配电阻的布局要靠近该信号的驱动端，距离一般不超过12mm。 匹配电阻、电容的布局一定要分清信号的源端与终端，对于多负载的终端匹配一定要在信号的最远端匹配。 5.2.13 ESD器件需要紧靠受保护的输入输出器件脚。5.3 布线及设置5.3.1 布线层设置 如果采用四层板，TOP跟BOTTOM都为信号层，2层设置为地层，三层设置为电源层，并且中间层不安

7、排布信号线。 为了减少层间信号的电磁干扰，相邻布线层的信号线走向应尽量取垂直方向。5.3.2 线宽设置 线宽的设置要考虑电流、信号频率等。 如下表分别是铜厚为35um，50um，70um时线宽所承受最大电流。宽度mm 电流 A 宽度mm 电流 A 宽度 mm 电流 A0.15 0.20 0.15 0.50 0.15 0.700.20 0.55 0.20 0.70 0.20 0.900.30 0.80 0.30 1.10 0.30 1.300.40 1.10 0.40 1.35 0.40 1.700.50 1.35 0.50 1.70 0.50 2.000.60 1.60 0.60 1.90 0

8、.60 2.300.80 2.00 0.80 2.40 0.80 2.801.00 2.30 1.00 2.60 1.00 3.201.20 2.70 1.20 3.00 1.20 3.601.50 3.20 1.50 3.50 1.50 4.202.00 4.00 2.00 4.30 2.00 5.102.50 4.50 2.50 5.10 2.50 6.00 i. 用铜皮作导线通过大电流时，铜箔宽度的载流量应参考表中的数值降额50%去选择考虑。 ii. 在PCB设计加工中，常用OZ（盎司）作为铜皮厚度的单位，1 OZ铜厚的定义为1 平方英尺面积内铜箔的重量为一盎，对应的物理厚度为35um；

9、2OZ铜厚为70um。 iii. 对于我司目前双面板铜厚为0.5盎司.四层板内层铜厚为1盎司，对0.5盎司应以35um所承受电流减半作为参考标准。5.3.3 孔及焊盘设置5.3.3.1 过线孔：孔径0.25mm0.3mm0.4mm0.5mm0.6mm0.8mm焊盘直径0.5mm0.6mm0.7mm1mm1.2mm1.5mm5.3.3.2 板厚与最小孔径的关系:3.0mm2.5mm2.0mm1.6mm1.0mm0.6mm0.5mm0.4mm0.25mm0.2mm5.3.3.3 盲孔和埋孔： 盲孔是连接表层和内层而不贯通整板的导通孔，埋孔是连接内层之间而在PCB板表层不可见的导通孔，这两类过孔尺寸

10、设置可参考过线孔。 应用盲孔和埋孔设计时应对PCB加工流程有充分的认识，避免给PCB加工带 来不必要的问题，必要时要与PCB供应商协商。 5.3.3.4 测试孔：测试孔是标识电源电压及特殊信号测试孔（如图所示）。5.4 特殊布线区间的设定 特殊布线区间是指PCB上某些特殊区域需要用到不同于一般设置的布线参数，如某些高密度器件需要用到较细的线宽、较小的间距和较小的过孔等，或某些网络的布线参数的调整等，需要在布线前加以确认和设置。 5.5. 布线 5.5.1 关键信号线优先：电源、模拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线，密度优先：从PCB上连接关系最复杂的器件着手布线。从PCB

11、上连线最密集的区域开始布线。 5.5.2 为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号必须进行包地屏蔽处理，并保证其最小的回路面积。必要时应加大安全间距等方法，保证信号质量，减少EMI。 5.5.3 信号线与其回路构成的环面积要尽可能小，环面积越小，对外的辐射越少，接收外界的干扰也越小。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的分布，防止由于地平面开槽等带来的问题；在双层板设计中，在为电源留下足够空间的情况下，应该将留下的部分用参考地填充，且增加一些必要的孔，将双面地信号有效连接起来，对一些关键信号尽量采用地线隔离，对一些频率较高的设计，需特别考虑其地平面信号回路问题。 5.5.

12、4 串扰控制：串扰（CrossTalk)是指PCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰，主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用。克服串扰的主要措施是： 加大平行布线的间距，尽量遵循3W规则、在平行线间插入接地的隔离线、减小布线层与地平面的距离。 5.5.5 走线的开环检查： 不允许出现一端浮空的布线, 主要是为了避免产生天线效应，减少不必要的干扰辐射和接受，否则可能带来不可预知的结果。 5.5.6 阻抗匹配检查： 同一网络的布线宽度应保持一致，线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀，当传输的速度较高时会产生反射，在设计中应该尽量避免这种情况。在某些条件下，如HDMI引出线，BGA封

13、装的引出线类似的结构时，可能无法避免线宽的变化，应该尽量减少中间不一致部分的有效长度。 5.5.7 走线终结网络： 星形和菊花链为两种基本的拓扑结构, 其他结构可看成基本结构的变形, 可采取一些灵活措施进行匹配。在实际操作中要兼顾成本、功耗和性能等因素，一般不追求完全匹配，只要将失配引起的反射等干扰限制在可接受的范围即可。 5.5.8 走线闭环检查： 防止信号线形成自环，自环将引起辐射干扰。 5.5.9 走线的谐振：主要针对高频信号设计而言，即布线长度不得与其波长1/4成整数倍关系，以免产生谐振现象。 5.5.13 走线长度控制：在设计时让布线长度尽量短，对有分枝走线尽量控制分枝的长度，以减少

14、由于走线过长带来的干扰问题，特别是一些重要信号线，如时钟线。5.5.14 PCB走线设计中应避免产生锐角和直角，避免走线从器件内角走出（如图）， 会产生不必要的辐射，同时工艺性能也不好。 5.5.13 过孔与贴片焊盘保持0.2MM以上距离,电源过孔与插件焊盘需保持1MM以上距离。5.5.15 差分走线：差分线间不能用地隔离，尽量靠近并走等长线。5.5.16 增加必要的去耦电容，滤除电源上的干扰信号，使电源信号稳定，在双层板设计中，一般应该使电流先经过滤波电容滤波再供器件使用，同时还要充分考虑到由于器件产生的电源噪声对下游的器件的影响，在设计时，还要考虑到由于传输距离过长而带来的电压跌落给器件造

15、成的影响，必要时增加一些电源滤波环路，避免产生电位差。 5.5.17 为了减少线间串扰，应尽量保证线间距足够大，当线中心间距不少于3倍线宽时，则可保持70%的电场不互相干扰，称为3W规则（如图所示）。如要达到98%的电场不互相干扰，可使用10W的间距。5.6 丝印排布及标识5.6.1 重新丝印排序，按照PCB从下到上，从左到右进行丝印大小顺序重新排列。5.6.2 对于BOTTOM层有放置器件与正面器件一起按顺序进行排列，只在BOM上区分，在原理图属性上添加ROOM属性，在准备反标前，将BOTTOM层的器件都赋予ROOM 1的属性，对TOP层的器件都赋予0的属性，在导BOM的时候把ROOM属性一

16、起导出来即可。5.6.3 反标，将重新排序的PCB反标回原理图，以达到PCB与原理图一致性。5.6.4 丝印排列，对丝印进行排列，要求与器件排放方向一致，水平排放的器件丝印必须水平放置，垂直排放的器件丝印必须垂直放置，排放需整齐美观。整板的丝印只能有两种方向。对字体大小设置如图，对器件编号丝印采用1号字体。5.6.5 标识，对端口及所有插座进行功能标识，并在BOTTOM层每一个插座脚的功能都需要有丝印标识，对电源测试点需在BOTTOM层作明确标识（如图示，字体为1号字体）。在TOP层需增加板型（采用3号字体）、版本号（采用2号字体）、设计日期（采用2号字体）标识（排列如图示），并且此标识应摆放

17、在LVDS周围，形成规则以方便内部及客户查找。 5.6.6 生产相关标识，在TOP层需要添加20*5方框作为生产计划单号粘贴处，并在框内注明P/O（采用3号字体）字样，在TOP层加如下图DIP方向示意箭头，采用SHAPE，并添加DIP字样（采用3号字体），在BOTTOM层添加38*13方框作为生产条码粘贴处，并在框内注明S/N（采用3号字体）字样，在BOTTOM层添加13*10mm椭圆框作为QC PASS粘贴处，并在框内注明QC PASS（采用2号字体），在BOTTOM层添加20*10的方框，作为PCB板厂LOGO放置处，并尽量排放整齐。在这些方框下面不能有器件、丝印。5.7 铺铜5.7.1

18、在板的边缘如有信号线会向外辐射电磁干扰。尽量在板边周围不走线并铺地，尽量能打过孔，对于实在无法实现的层也要保证在相邻层可以实现，且该层边缘信号走线不超过相邻层的边缘地。5.7.2 不允许出现细长浮空的地线，尽量修整铺铜的角度，尖角以弧形线进行修整。5.7.3 孤立铜区控制：死铜的出现，将带来一些不可预知的问题，因此将孤立铜区与别的信号相接，有助于改善信号质量， 通常是将死铜区接地或删除。5.7.4 在发热量大元器件BOTTOM层需添加散热裸铜（LDO，DCDC，功放等），所添加散热裸铜为边长1.5mm的正方形且边角必须为圆角，半径为0.1mm（如图示），两个SOD间距不能小于1mm。5.7.5

19、 需要过波峰焊的PCB，对插件器件脚之间=2mm，需要添加拖锡焊盘，拖锡焊盘尺寸如图示，并且该拖锡SHAPE必须放在在焊盘中心点。5.8 设计评审及检查 5.8.1 评审流程：在布局走线完成后需要由硬件部所有硬件工程师共同进行一次评审。在出Gerber前需进行自检并提交PCB检查表由工程组检查工艺通过方可出Gerber给到工程组，由工程组发出到板厂进行PCB制板。布局走线完成的评审由硬件部所有硬件工程师共同评审。 5.8.2 重点自检项目：5.8.2.1 分别作Design Rules Check、Unconnected Pins、Delete unconnected shapes检查。 5.

20、8.2.2 检查结构尽寸是否符合设计要求。5.8.2.3 采用CAM350对Gerber各层进行检查。5.8.2.4 按照PCB检查表进行逐项检查，并提交该报告到工程组。5.9 PCB设计阶段命名方式。 5.9.1 设计各阶段PCB命名方式：5.9.1.1 原理图导进PCB后命名：板型名称_版本号_日期+字母_export_PCB例如：CV106L_V1.1_20090419A_export_pcb.在设计直到重排序前都以这种方式命名，所不同的是日期，如果是在同一日期的则以字母来区分。5.9.1.2 在重新排序后名命：板型名称_版本号_日期+字母_rename_PCB例如：CV106L_V1.

21、1_20090419A_rename_pcb.在真正完成前重排序后都以这种方式命名，所不同的是日期，如果是在同一日期的则以字母来区分。5.9.1.3 在完成PCB设计后命名：板型名称_版本号_日期+字母_PCB例如：CV181H-A-12_110321a_pcb.5.9.2 Gerber命名及相关文档。5.9.2.1板型名称-版本号_ 日期+字母_Gerber例如：CV181H-A-12_110321a_gerber5.9.2.2 Gerber压缩包文件包括（共10个文件）：TOP.art：底层文件BOTTOM.art：底层文件Manufactory.art：机械层文件SilkBottom.art：底层丝印文件SilkTop.art：顶层丝印文件SoldBottom.art：底层阻焊文件SoldTop.art：顶层阻焊文件XXX.drl 钻带文件元件坐标中心.txt：贴片器件坐标中心文件制板说明.txt：必须清楚说明特殊要求、板名、板面积、表面工艺处理、各层文件的定义、铜铂厚度、板厚度、相关负责人及联系方式，以便PCB加工厂能清楚了解并及时沟通。6.0 文件或记录6.1 封装制作说明6.2 设计和开发程序6.3 PCB检查表7.0 附件