PCB Layout设计规范 |
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PCB Layout设计规范-通用篇 1、主要目的 1.1规范PCB的设计流程。 1.2保证PCB设计质量和提高设计效率。 1.3提高PCB设计的可生产性、可测试性、可维护性。 2、适用范围适用于本公司所有PCB设计人员。 3、PCB设计前准备3.1准确无误的原理图包括电子档和书面说明文件。 3.2正式BOM表。对于封装库中没有的元件硬件工程师应提供元件的数据资料或实物,并指定引脚的定义顺序。 3.3提供PCB大致布局图或重要单元、核心电路摆放位置。提供PCB结构图,应标明PCB外形、安装孔、定位元件、禁布区等相关信息。 3.4要求说明 3.4.1设计要求说明 a)标明1A以上大电流元件、网络。 b)标明模拟小信号等易被干扰信号。 c)标明重要的时钟信号、差分信号以及高速数字信号。 d)标明其它特殊要求的信号。 e)标明强电弱电电路。 3.4.2 PCB特殊要求说明: a)差分布线、需屏蔽网络、特性阻抗网络、等延时网络等。 b)特殊元件的禁止布线区、锡膏偏移、阻焊开窗以及其它结构的特殊要求。 3.5 仔细阅读原理图,了解电路架构,理解电路的工作条件。 3.6 与硬件工程师充分交流的基础上,确认PCB中关键的网络,了解特殊元件的设计要求。 4 设计流程4.1 创建网络表 4.1.1.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,创建符合要求的网络表。 4.1.2.创建网络表的过程中,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。 4.1.3.确定器件的封装(PCB FOOTPRINT)。 4.2 建立PCB板框 4.2.1.根据PCB结构图,或相应的模板建立PCB文件,包括安装孔、禁布区等相关信息。 4.2.2.尺寸标注。在钻孔层中应标明PCB的精确外形尺寸,且不可以形成封闭尺寸标注。 4.3 载入网络表 载入网表并排除所有载入问题,直到没有任何错误信息提示,才可以确认载入无误。 4.4 设置规则 关于设计规则(Design Rules)设置的详细说明,可参考有关PROTEL的使用说明。对于一般设置,可采用PROTEL默认设置即可。关于最小线宽、最小间隙、最小孔径等参数的设置,与PCB板的加工厂家的加工水平有关,设计人员必须了解PCB加工商常用的推荐设置如下: 4.4.1.布线层设置:有特殊要求的,经过批准可以采用4层板,一般情况尽量使用双面板。相邻布线层的走线方向应该相互垂直。 4.4.2.布局格点设置:推荐50mil; 4.4.3.布线格点设置:推荐25mil; 4.4.4.最小线宽设置:一般电路推荐12mil,密度较高的电路推荐10mil,不小于7mil; 4.4.5.最小间隙设置:一般电路推荐12mil,密度较高的电路推荐10mil,不小于7mil; 4.4.6.焊盘设置:焊盘设计要考虑到两个方面因素:首先要考虑可加工性,方便元件插装及焊接;其次要考虑焊盘强度,防止焊盘受热受力脱落。一般元件焊盘,推荐外径:62mil,不小于50mil;推荐孔径:32mil;特殊元件焊盘,根据元件引脚的实际大小设定,以元件引脚方便插入为原则。 4.4.7.过孔设置:一般电路推荐外径:40mil,推荐孔径:28mil。 4.5 元件布局 4.5.1.首先要确定参考点。 一般参考点都设置在左边和底边的边框线的交点(或延长线的交点)上或印制板的插件的第一个焊盘。 4.5.2.一但参考点确定以后,元件布局、布线均以此参考点为准,布局推荐使用25MIL网格。 4.5.3.根据要求先将所有有定位要求的元件固定并锁定。 4.5.4.布局的基本原则 a)布局的首要原则是保证布线的布通率,移动器件时注意飞线的连接,把有连线关系的器件放在一起,总的连线尽可能的短,关键信号线最短。 b)遵循先难后易、先大后小的原则。 c)放置器件时要考虑以后的焊接,不要太密集。 d)强信号、弱信号要完全分开。 e)高压元件和低压元件间隔要充分。 f)高频元件间隔要充分。 g)数字器件和模拟器件要分开,尽量远离。 4.5.5相同结构电路部分应尽可能采取对称布局。 4.5.6按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准来优化布局。 4.5.7同类型的元件应该在X或Y方向上一致。同一类型的有极性(方向性)分立元件也要力争在X或Y方向上一致,以便于生产和调试。 4.5.8元件的放置要便于调试和维修,大元件边上不能放置小元件,需要调试的元件周围应有足够的空间,发热元件应有足够的空间以利于散热,热敏元件应远离发热元件。 4.5.9双列直插元件相互的距离要大于80mil;BGA与相临元件距离大于200mil;阻容等贴片小元件相互距离大于30mil;贴片元件焊盘外侧与相临插装元件焊盘外侧要大于80mil;压接元件周围200mil不可以放置插装元器件;焊接面周围200mil内不可以放置贴装元件。 4.5.10集成电路的去耦电容应尽量靠近芯片的电源脚、高频最靠近为原则。使之与电源和地之间形成回路最短。 4.5.11旁路电容应均匀分布在集成电路周围。 4.5.12元件布局时,使用同一种电源的元件应考虑尽量放在一起,以便于将来的电源分割。 4.5.13.调整字符。 所有字符不可以覆盖焊盘,也不可以放在元件下方,要保证装配以后还可以清晰看到字符信息。所有字符在X或Y方向上应一致。字符、丝印大小要统一。推荐字符高度60mil,字符线宽8mil。 4.5.14.放置PCB的MARK点。 4.6 布线 4.6.1布线优先次序 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。 密度优先原则:从电路板上连接关系最复杂的器件着手布线。从电路板连线最密集的区域开始布线。 4.6.2自动布线 在布线质量满足设计要求的情况下,可使用自动布线器以提高工作效率,在自动布线前为了更好地控制布线质量,一般在运行前要详细定义布线规则,这些规则可以在软件的图形界面内进行定义。 4.6.3尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号提供专门的布线层,并保证其最小的回路面积。必要时应采取手工优先布线、屏蔽和加大安全间距等方法,保证信号质量。 4.6.4电源层和地层之间的EMC环境较差,应避免布置对干扰敏感的信号。 4.6.5进行PCB设计时应该遵循的规则。 a)地线回路规则:环路最小规则,即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,建议采用多层板为宜。 b)窜扰控制串扰(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,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。 c)屏蔽保护对应地线回路规则,实际上也是为了尽量减小信号的回路面积,多见于一些比较重要的信号,如时钟信号,同步信号;对一些特别重要,频率特别高的信号,应该考虑采用铜轴电缆屏蔽结构设计,即将所布的线上下左右用地线隔离,而且还要考虑好如何有效的让屏蔽地与实际地平面有效结合。 d)走线的方向控制规则:即相邻层的走线方向成正交结构。避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向,以减少不必要的层间窜扰;当由于板结构限制(如某些背板)难以避免出现该情况,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。 e)走线的开环检查规则:一般不允许出现一端浮空的布线(Dangling Line),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。 f)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。 g)走线的分枝长度控制规则尽量控制分枝的长度,一般的要求是Tdelay |
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