PCB设计规范剖析.pdf
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1、P C B 设 计 规 范 目的 A.本规范归定了我司 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。 B.提高PCB设计质量和设计效率。 C.提高PCB的可生产性、可测试、可维护性 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,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
2、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
3、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。 B PCB 的板边框( Board Outline)通常用 0.15 的线绘制。 C 布线区距离板边缘应大于5mm 。 2) 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 PC
4、B ,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5mm 。 对于边缘有元件 (物体、 连接器等) ,机械定位孔将在X 方向做移动, 机械定位孔的直径推荐3mm 。 机械定位孔为非孔化孔。 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 SMT 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
5、) 它们是在顶层和底层放置的表面焊盘。 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 ( 126mil );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,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0.6mm 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
6、只 放置两个公用的参考点,如下图 推荐:引脚中心距0.6mm 那么可以不加元件定位点,反之一定要加参考点。 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 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: 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
7、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
8、 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 定位孔到表贴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
9、为5.08mm (200mil ) 在同时有 SMD 和DIP 元件的 PB 上,为了避免DIP 元件在自动插入时损坏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
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