淺談pcb設(shè)計規(guī)范
1. 術(shù)語
1..1 PCB(Print circuit Board):印刷電路板。
1..2 原理圖:電路原理圖,用原理圖設(shè)計工具繪制的、表達硬件電路中各種器件之間的連接關(guān)系的圖。
1..3 網(wǎng)絡(luò)表:由原理圖設(shè)計工具自動生成的、表達元器件電氣連接關(guān)系的文本文件,一般包含元器件封裝、網(wǎng)絡(luò)列表和屬性定義等組成部分。
1..4 布局:PCB設(shè)計過程中,按照設(shè)計要求,把元器件放置到板上的過程。
II. 目的
A. 本規(guī)范歸定了我司PCB設(shè)計的流程和設(shè)計原則,主要目的是為PCB設(shè)計者提供必須遵循的規(guī)則和約定。
B. 提高PCB設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率。
提高PCB的可生產(chǎn)性、可測試、可維護性。
III. pcb設(shè)計任務(wù)受理
A. PCB設(shè)計申請流程
當(dāng)硬件項目人員需要進行PCB設(shè)計時,須在《PCB設(shè)計投板申請表》中提出投板申請,并經(jīng)其項目經(jīng)理和計劃處批準(zhǔn)后,流程狀態(tài)到達指定的PCB設(shè)計部門審批,此時硬件項目人員須準(zhǔn)備好以下資料:
經(jīng)過評審的,完全正確的原理圖,包括紙面文件和電子件;
帶有MRPII元件編碼的正式的BOM;
PCB結(jié)構(gòu)圖,應(yīng)標(biāo)明外形尺寸、安裝孔大小及定位尺寸、接插件定位尺寸、禁止布線區(qū)等相關(guān)尺寸;
對于新器件,即無MRPII編碼的器件,需要提供封裝資料;
以上資料經(jīng)指定的PCB設(shè)計部門審批合格并指定PCB設(shè)計者后方可開始PCB設(shè)計。
B. 理解pcb設(shè)計要求并制定設(shè)計計劃
1. 仔細(xì)審讀原理圖,理解電路的工作條件。如模擬電路的工作頻率,數(shù)字電路的工作速度等與布線要求相關(guān)的要素。理解電路的基本功能、在系統(tǒng)中的作用等相關(guān)問題。
2. 在與原理圖設(shè)計者充分交流的基礎(chǔ)上,確認(rèn)板上的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò),如電源、時鐘、高速總線等,了解其布線要求。理解板上的高速器件及其布線要求。
3. 根據(jù)《硬件原理圖設(shè)計規(guī)范》的要求,對原理圖進行規(guī)范性審查。
4. 對于原理圖中不符合硬件原理圖設(shè)計規(guī)范的地方,要明確指出,并積極協(xié)助原理圖設(shè)計者進行修改。
5. 在與原理圖設(shè)計者交流的基礎(chǔ)上制定出單板的PCB設(shè)計計劃,填寫設(shè)計記錄表,計劃要包含設(shè)計過程中原理圖輸入、布局完成、布線完成、信號完整性分析、光繪完成等關(guān)鍵檢查點的時間要求。設(shè)計計劃應(yīng)由PCB設(shè)計者和原理圖設(shè)計者雙方簽字認(rèn)可。
6. 必要時,設(shè)計計劃應(yīng)征得上級主管的批準(zhǔn)。
IV. pcb設(shè)計過程
A. 創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表
1. 網(wǎng)絡(luò)表是原理圖與PCB的接口文件,PCB設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)所用的原理圖和PCB設(shè)計工具的特性,選用正確的網(wǎng)絡(luò)表格式,創(chuàng)建符合要求的網(wǎng)絡(luò)表。
2. 創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表的過程中,應(yīng)根據(jù)原理圖設(shè)計工具的特性,積極協(xié)助原理圖設(shè)計者排除錯誤。保證網(wǎng)絡(luò)表的正確性和完整性。
3. 確定器件的封裝(PCB FOOTPRINT).
4. 創(chuàng)建PCB板
根據(jù)單板結(jié)構(gòu)圖或?qū)?yīng)的標(biāo)準(zhǔn)板框, 創(chuàng)建PCB設(shè)計文件;
注意正確選定單板坐標(biāo)原點的位置,原點的設(shè)置原則:
1. 單板左邊和下邊的延長線交匯點。
2. 單板左下角的第一個焊盤。
板框四周倒圓角,倒角半徑5mm。特殊情況參考結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。
B. pcb設(shè)計布局
1. 根據(jù)結(jié)構(gòu)圖設(shè)置板框尺寸,按結(jié)構(gòu)要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件,并給這些器件賦予不可移動屬性。按工藝設(shè)計規(guī)范的要求進行尺寸標(biāo)注。
2. 根據(jù)結(jié)構(gòu)圖和生產(chǎn)加工時所須的夾持邊設(shè)置印制板的禁止布線區(qū)、禁止布局區(qū)域。根據(jù)某些元件的特殊要求,設(shè)置禁止布線區(qū)。
3. 綜合考慮PCB性能和加工的效率選擇加工流程。
加工工藝的優(yōu)選順序為:元件面單面貼裝——元件面貼、插混裝(元件面插裝焊接面貼裝一次波峰成型)——雙面貼裝——元件面貼插混裝、焊接面貼裝。
4. 布局操作的基本原則
A. 遵照“先大后小,先難后易”的布置原則,即重要的單元電路、核心元器件應(yīng)當(dāng)優(yōu)先布局.
B. 布局中應(yīng)參考原理框圖,根據(jù)單板的主信號流向規(guī)律安排主要元器件.
C. 布局應(yīng)盡量滿足以下要求:總的連線盡可能短,關(guān)鍵信號線最短;高電壓、大電流信號與小電流,低電壓的弱信號完全分開;模擬信號與數(shù)字信號分開;高頻信號與低頻信號分開;高頻元器件的間隔要充分.
D. 相同結(jié)構(gòu)電路部分,盡可能采用“對稱式”標(biāo)準(zhǔn)布局;
E. 按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化布局;
F. 器件布局柵格的設(shè)置,一般IC器件布局時,柵格應(yīng)為50--100 mil,小型表面安裝器件,如表面貼裝元件布局時,柵格設(shè)置應(yīng)不少于25mil。
G. 如有特殊布局要求,應(yīng)雙方溝通后確定。
5. 同類型插裝元器件在X或Y方向上應(yīng)朝一個方向放置。同一種類型的有極性分立元件也要力爭在X或Y方向上保持一致,便于生產(chǎn)和檢驗。
6. 發(fā)熱元件要一般應(yīng)均勻分布,以利于單板和整機的散熱,除溫度檢測元件以外的溫度敏感器件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的元器件。
7. 元器件的排列要便于調(diào)試和維修,亦即小元件周圍不能放置大元件、需調(diào)試的元、器件周圍要有足夠的空間。
8. 需用波峰焊工藝生產(chǎn)的單板,其緊固件安裝孔和定位孔都應(yīng)為非金屬化孔。當(dāng)安裝孔需要接地時, 應(yīng)采用分布接地小孔的方式與地平面連接。
9. 焊接面的貼裝元件采用波峰焊接生產(chǎn)工藝時,阻、容件軸向要與波峰焊傳送方向垂直, 阻排及SOP(PIN間距大于等于1.27mm)元器件軸向與傳送方向平行;PIN間距小于1.27mm(50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。
10. BGA與相鄰元件的距離>5mm。其它貼片元件相互間的距離>0.7mm;貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于2mm;有壓接件的PCB,壓接的接插件周圍5mm內(nèi)不能有插裝元、器件,在焊接面其周圍5mm內(nèi)也不能有貼裝元、器件。
11. IC去偶電容的布局要盡量靠近IC的電源管腳,并使之與電源和地之間形成的回路最短。
12. 元件布局時,應(yīng)適當(dāng)考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起, 以便于將來的電源分隔。
13. 用于阻抗匹配目的阻容器件的布局,要根據(jù)其屬性合理布置。
串聯(lián)匹配電阻的布局要靠近該信號的驅(qū)動端,距離一般不超過500mil。
匹配電阻、電容的布局一定要分清信號的源端與終端,對于多負(fù)載的終端匹配一定要在信號的最遠(yuǎn)端匹配。
14. 布局完成后打印出裝配圖供原理圖設(shè)計者檢查器件封裝的正確性,并且確認(rèn)單板、背板和接插件的信號對應(yīng)關(guān)系,經(jīng)確認(rèn)無誤后方可開始布線。
豐樂壹博是專業(yè)的PCBA廠家,PCB設(shè)計解決服務(wù)商,專注于PCB行業(yè)的發(fā)展,值得信賴。
1..1 PCB(Print circuit Board):印刷電路板。
1..2 原理圖:電路原理圖,用原理圖設(shè)計工具繪制的、表達硬件電路中各種器件之間的連接關(guān)系的圖。
1..3 網(wǎng)絡(luò)表:由原理圖設(shè)計工具自動生成的、表達元器件電氣連接關(guān)系的文本文件,一般包含元器件封裝、網(wǎng)絡(luò)列表和屬性定義等組成部分。
1..4 布局:PCB設(shè)計過程中,按照設(shè)計要求,把元器件放置到板上的過程。
II. 目的
A. 本規(guī)范歸定了我司PCB設(shè)計的流程和設(shè)計原則,主要目的是為PCB設(shè)計者提供必須遵循的規(guī)則和約定。
B. 提高PCB設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率。
提高PCB的可生產(chǎn)性、可測試、可維護性。
III. pcb設(shè)計任務(wù)受理
A. PCB設(shè)計申請流程
當(dāng)硬件項目人員需要進行PCB設(shè)計時,須在《PCB設(shè)計投板申請表》中提出投板申請,并經(jīng)其項目經(jīng)理和計劃處批準(zhǔn)后,流程狀態(tài)到達指定的PCB設(shè)計部門審批,此時硬件項目人員須準(zhǔn)備好以下資料:
經(jīng)過評審的,完全正確的原理圖,包括紙面文件和電子件;
帶有MRPII元件編碼的正式的BOM;
PCB結(jié)構(gòu)圖,應(yīng)標(biāo)明外形尺寸、安裝孔大小及定位尺寸、接插件定位尺寸、禁止布線區(qū)等相關(guān)尺寸;
對于新器件,即無MRPII編碼的器件,需要提供封裝資料;
以上資料經(jīng)指定的PCB設(shè)計部門審批合格并指定PCB設(shè)計者后方可開始PCB設(shè)計。
B. 理解pcb設(shè)計要求并制定設(shè)計計劃
1. 仔細(xì)審讀原理圖,理解電路的工作條件。如模擬電路的工作頻率,數(shù)字電路的工作速度等與布線要求相關(guān)的要素。理解電路的基本功能、在系統(tǒng)中的作用等相關(guān)問題。
2. 在與原理圖設(shè)計者充分交流的基礎(chǔ)上,確認(rèn)板上的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò),如電源、時鐘、高速總線等,了解其布線要求。理解板上的高速器件及其布線要求。
3. 根據(jù)《硬件原理圖設(shè)計規(guī)范》的要求,對原理圖進行規(guī)范性審查。
4. 對于原理圖中不符合硬件原理圖設(shè)計規(guī)范的地方,要明確指出,并積極協(xié)助原理圖設(shè)計者進行修改。
5. 在與原理圖設(shè)計者交流的基礎(chǔ)上制定出單板的PCB設(shè)計計劃,填寫設(shè)計記錄表,計劃要包含設(shè)計過程中原理圖輸入、布局完成、布線完成、信號完整性分析、光繪完成等關(guān)鍵檢查點的時間要求。設(shè)計計劃應(yīng)由PCB設(shè)計者和原理圖設(shè)計者雙方簽字認(rèn)可。
6. 必要時,設(shè)計計劃應(yīng)征得上級主管的批準(zhǔn)。
IV. pcb設(shè)計過程
A. 創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表
1. 網(wǎng)絡(luò)表是原理圖與PCB的接口文件,PCB設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)所用的原理圖和PCB設(shè)計工具的特性,選用正確的網(wǎng)絡(luò)表格式,創(chuàng)建符合要求的網(wǎng)絡(luò)表。
2. 創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表的過程中,應(yīng)根據(jù)原理圖設(shè)計工具的特性,積極協(xié)助原理圖設(shè)計者排除錯誤。保證網(wǎng)絡(luò)表的正確性和完整性。
3. 確定器件的封裝(PCB FOOTPRINT).
4. 創(chuàng)建PCB板
根據(jù)單板結(jié)構(gòu)圖或?qū)?yīng)的標(biāo)準(zhǔn)板框, 創(chuàng)建PCB設(shè)計文件;
注意正確選定單板坐標(biāo)原點的位置,原點的設(shè)置原則:
1. 單板左邊和下邊的延長線交匯點。
2. 單板左下角的第一個焊盤。
板框四周倒圓角,倒角半徑5mm。特殊情況參考結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。
B. pcb設(shè)計布局
1. 根據(jù)結(jié)構(gòu)圖設(shè)置板框尺寸,按結(jié)構(gòu)要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件,并給這些器件賦予不可移動屬性。按工藝設(shè)計規(guī)范的要求進行尺寸標(biāo)注。
2. 根據(jù)結(jié)構(gòu)圖和生產(chǎn)加工時所須的夾持邊設(shè)置印制板的禁止布線區(qū)、禁止布局區(qū)域。根據(jù)某些元件的特殊要求,設(shè)置禁止布線區(qū)。
3. 綜合考慮PCB性能和加工的效率選擇加工流程。
加工工藝的優(yōu)選順序為:元件面單面貼裝——元件面貼、插混裝(元件面插裝焊接面貼裝一次波峰成型)——雙面貼裝——元件面貼插混裝、焊接面貼裝。
4. 布局操作的基本原則
A. 遵照“先大后小,先難后易”的布置原則,即重要的單元電路、核心元器件應(yīng)當(dāng)優(yōu)先布局.
B. 布局中應(yīng)參考原理框圖,根據(jù)單板的主信號流向規(guī)律安排主要元器件.
C. 布局應(yīng)盡量滿足以下要求:總的連線盡可能短,關(guān)鍵信號線最短;高電壓、大電流信號與小電流,低電壓的弱信號完全分開;模擬信號與數(shù)字信號分開;高頻信號與低頻信號分開;高頻元器件的間隔要充分.
D. 相同結(jié)構(gòu)電路部分,盡可能采用“對稱式”標(biāo)準(zhǔn)布局;
E. 按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化布局;
F. 器件布局柵格的設(shè)置,一般IC器件布局時,柵格應(yīng)為50--100 mil,小型表面安裝器件,如表面貼裝元件布局時,柵格設(shè)置應(yīng)不少于25mil。
G. 如有特殊布局要求,應(yīng)雙方溝通后確定。
5. 同類型插裝元器件在X或Y方向上應(yīng)朝一個方向放置。同一種類型的有極性分立元件也要力爭在X或Y方向上保持一致,便于生產(chǎn)和檢驗。
6. 發(fā)熱元件要一般應(yīng)均勻分布,以利于單板和整機的散熱,除溫度檢測元件以外的溫度敏感器件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的元器件。
7. 元器件的排列要便于調(diào)試和維修,亦即小元件周圍不能放置大元件、需調(diào)試的元、器件周圍要有足夠的空間。
8. 需用波峰焊工藝生產(chǎn)的單板,其緊固件安裝孔和定位孔都應(yīng)為非金屬化孔。當(dāng)安裝孔需要接地時, 應(yīng)采用分布接地小孔的方式與地平面連接。
9. 焊接面的貼裝元件采用波峰焊接生產(chǎn)工藝時,阻、容件軸向要與波峰焊傳送方向垂直, 阻排及SOP(PIN間距大于等于1.27mm)元器件軸向與傳送方向平行;PIN間距小于1.27mm(50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。
10. BGA與相鄰元件的距離>5mm。其它貼片元件相互間的距離>0.7mm;貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于2mm;有壓接件的PCB,壓接的接插件周圍5mm內(nèi)不能有插裝元、器件,在焊接面其周圍5mm內(nèi)也不能有貼裝元、器件。
11. IC去偶電容的布局要盡量靠近IC的電源管腳,并使之與電源和地之間形成的回路最短。
12. 元件布局時,應(yīng)適當(dāng)考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起, 以便于將來的電源分隔。
13. 用于阻抗匹配目的阻容器件的布局,要根據(jù)其屬性合理布置。
串聯(lián)匹配電阻的布局要靠近該信號的驅(qū)動端,距離一般不超過500mil。
匹配電阻、電容的布局一定要分清信號的源端與終端,對于多負(fù)載的終端匹配一定要在信號的最遠(yuǎn)端匹配。
14. 布局完成后打印出裝配圖供原理圖設(shè)計者檢查器件封裝的正確性,并且確認(rèn)單板、背板和接插件的信號對應(yīng)關(guān)系,經(jīng)確認(rèn)無誤后方可開始布線。
豐樂壹博是專業(yè)的PCBA廠家,PCB設(shè)計解決服務(wù)商,專注于PCB行業(yè)的發(fā)展,值得信賴。
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