202X年PCB 设计原理及规范处理

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1、PCB 设 计 规 范二 O 一 O 年 八 月目 录一 PCB 设计的布局规范 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 布局设计原则 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 对布局设计的工艺要求 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4二 PCB 设计的布线规范 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 布线设计原则

2、- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 对布线设计的工艺要求 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16三 PCB 设计的后处理规范 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 25 测试点的添加 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 25 PCB 板的标注 - - - - - - - - - - - - - - - -

3、 - - - - - - - - - - - - - 27 加工数据文件的生成 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 31四 名词解释 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 33 金属孔、非金属孔、导通孔、异形孔、装配孔 - - - - - - - - - - - 33 定位孔和光学定位点 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 33 负片（Negative）和正片（Posit

4、ive） - - - - - - - - - - - - - - - - 33 回流焊（Reflow Soldering）和波峰焊（Wave Solder）- - - - - 34 PCB 和PBA - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 34一PCB 设计的布局规范（一） 布局设计原则1 距板边距离应大于5mm。2 先放置与结构关系密切的元件，如接插件、开关、电源插座等。3 优先摆放电路功能块的核心元件及体积较大的元器件，再以核心元件为中心摆放周围电路元器件。4 功率大的元件摆放在利于散热的位置上，如采用风扇散热

5、，放在空气的主流通道上；若采用传导散热，应放在靠近机箱导槽的位置。5 质量较大的元器件应避免放在板的中心，应靠近板在机箱中的固定边放置。6 有高频连线的元件尽可能靠近，以减少高频信号的分布参数和电磁干扰。7 输入、输出元件尽量远离。8 带高电压的元器件应尽量放在调试时手不易触及的地方。9 热敏元件应远离发热元件。10 可调元件的布局应便于调节。如跳线、可变电容、电位器等。11 考虑信号流向，合理安排布局，使信号流向尽可能保持一致。12 布局应均匀、整齐、紧凑。13 表贴元件布局时应注意焊盘方向尽量取一致，以利于装焊，减少桥连的可能。14 去耦电容应在电源输入端就近放置。（二） 对布局设计的工艺

6、要求当开始一个新的PCB 设计时，按照设计的流程我们必须考虑以下的规则： 建立一个基本的PCB 的绘制要求与规则（示意如图）建立基本的PCB 应包含以下信息：1） PCB 的尺寸、边框和布线区A PCB 的尺寸应严格遵守结构的要求。注：目前生产部能生产的多层PCB 最大为450mm500mm。B PCB 的板边框（Board Outline）通常用10mil 的线绘制。B 布线区距离板边缘应大于5mm。2） PCB 板的层叠排列缘A 基于加工工艺的考虑：如下图是四层PCB 的例子，第一种是推荐的方法。对于六层的PCB，层的排列如下图；对于更多层的PCB 则类推。B 基于电特性考虑的层叠排列。在

7、多层板的设计中，应尽量使用地层和电源层将信号层隔开，不能隔开的相邻信号层的走线应采用正交方向。下图为一四层板的排列:下图为一建议的10 层的PCB 的层叠，其它层数的PCB 依次类推。3） PCB 的机械定位孔和用于SMC 的光学定位点。A 对于PCB 的机械定位孔应遵循以下规则：要求 机械定位孔的尺寸要求PCB 板机械定位孔的尺寸必须是标准的（见下表和图），如有特殊必须通知生产经理，以下单位为mm。B 机械定位孔的定位机械定位孔的定位在PCB 对角线位置如图： 对于普通的PB，工艺部推荐：机械定位孔直径为3mm，机械定位孔圆心与板边缘距离为5.08mm。 对于边缘有元件（物体、连接器等），机

8、械定位孔将在X 方向做移动，机械定位孔的直径推荐为3mm。 机械定位孔为非金属孔。C 对于PCB 板的SMC 的光学定位点应遵循以下规则： PCB 板的光学定位点为了满足SMC 的自动化生产处理的需要，必须在PCB 的表层和底层上添加光学定位点，见下图：注：1） 距离板边缘和机械定位孔的距离7.5mm。2） 它们必须有相同的X 或Y 坐标。3） 光学定位点必须要加上阻焊。4） 光学定位点至少有2 个，并成对角放置。5） 光学定位点的尺寸见下图。6） 它们是在顶层和底层放置的表面焊盘。工艺部推荐：通常光学定位点焊盘直径（PD）1.6mm（63mil），阻焊直径（D(SR)）3.2mm（126mi

9、l）；当PCB 的密度和精度要求非常高时，光学定位点焊盘可以为1.0mm（必须通知生产经理），并且焊盘要加上阻焊。 PCB 板上表面贴装元件的参考点1） 当元件（SMC）的引脚中心距（Lead Pitch）0.5mm 时，必须增加参考点，放在元件的拐角处，见下图。参考点可以只放2 个，参考点应放在对角位置上，在放置完元件后，参考点必须可见。2） BGA 必须增加参考点同上图3） 在密度很高的板上，并且没有空间放置元件的参考点，那么在长和宽100mm 的区域中，可以只放置两个公用的参考点，如下图工艺部推荐：引脚中心距（Lead Pitch）0.5mm 那么可以不加元件定位点，反之一定要加参考点。

10、4） 元件的参考点与PCB 板的光学定位点的类型是一样的，为一无孔的焊盘尺寸见（PCB 板的光学定位点）。 PCB 元件布局放置的要求。PCB 元件的布局规则应严格参照（一）的内容，具体的要求如下：1） 元件放置的方向性（orientation）A 元器件放置方向考虑布线，装配，焊接和维修的要求后，尽量统一。在PCBA 上的元件尽量要求有统一的方向，有正负极型的元件也要有统一的方向。B 对于波峰焊工艺，元件的放置方向要求如图：（应避免改放置方式）由于波峰焊的阴影效应，因此元件方向与焊接方向成90，波峰焊面的元件高度限制为4mm。C 对于热风回流焊工艺，元件的放置方向对于焊接影响不大。D 对于双

11、面都有元件的PCB，较大较密的IC，如QFP,BGA 等封装的元件放在板子的顶层，插件元件也只能放在顶层，插装元件的另一面（底层）只能放置较小的元件和管脚数较少且排列松散的贴片元件，柱状表面贴器件应放在底层。E 为了真空夹具的结构，板子背面的元件最高高度不能超过5.5mm；如果使用标准的针压测试夹具，板子背面的元件最高不能超过10mm。F 考虑实际工作环境及本身发热等，元器件放置应考虑散热方面的因素。注：1） 元件的排列应有利于散热，必要的情况下使用风扇和散热器，对于小尺寸高热量的元件加散热器尤为重要。2） 大功率MOSFET 等元件下面可以通过敷铜来散热，而且在这些元件的周围尽量不要放热敏感

12、元件。如果功率特别大，热量特别高，可以加散热片进行散热。2） PCB 布局对于电信号的考虑。对于一个设计者在考虑PCB 元件的分布时要考虑如下图的问题。A 高速的元件（和外界接口的）应尽量靠近连接器。B 数字电路与模拟电路应尽量分开，最好是用地隔开。3） 元件与定位孔的间距A 定位孔到附近通脚焊盘的距离不小于7.62 mm（300mil）。B 定位孔到表面贴装器件边缘的距离不小于5.08mm（200mil）。对于SMD 元件，从定位孔圆心SMD 元件外框的最小半径距离为5.08mm（200mil）4） DIP 自动插件机的要求。在同时有SMD 和DIP 元件的PB 上，为了避免DIP 元件在自

13、动插入时损坏SMD 元件，必须在布局时考虑SMD 和DIP 元件的布局要求。二PCB 设计的布线规范（一） 布线设计原则 线应避免锐角、直角。采用走线。 相邻层信号线为正交方向。 高频信号尽可能短。 输入、输出信号尽量避免相邻平行走线，最好在线间加地线，以防反馈耦合。 双面板电源线、地线的走向最好与数据流向一致，以增强抗噪声能力。 数字地、模拟地要分开，对低频电路，地应尽量采用单点并联接地；高频电路宜采用多点串联接地。对于数字电路，地线应闭合成环路，以提高抗噪声能力。 对于时钟线和高频信号线要根据其特性阻抗要求考虑线宽，做到阻抗匹配。 整块线路板布线、打孔要均匀，避免出现明显的疏密不均的情况。当印制板的外层信号有大片空白区域时，应加辅助线使板面金属线分布基本平衡。（二） 对布线设计的工艺要求 通常我们布线时最常用的走线宽度、过孔尺寸：注意：BGA 封装元件下方的过孔，根据加工工艺的要求，需要在其正、反两面用阻焊层覆盖。1） 当走线宽度为0.3mm 时2） 当走线宽度为0.2mm 时：3） 当走线宽度为0.15mm 时4） 当走线宽度为0.12mm 时值得注意的是，BGA 下方的焊盘和焊盘间过孔焊盘的间距也为线宽。且由于工艺方面的难度，不推荐使用0.12mm