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文檔簡介

1、精品文檔電路板(PCB)設(shè)計規(guī)范1. 目的規(guī)范產(chǎn)品的PCB 設(shè)計,規(guī)定PCB 工藝設(shè)計的相關(guān)參數(shù),使得PCB 的設(shè)計滿足可生產(chǎn)性、可測試性、安規(guī)、EMC、 EMI 等的技術(shù)規(guī)范要求,在產(chǎn)品設(shè)計過程中構(gòu)建產(chǎn)品的工藝、技術(shù)、質(zhì)量、成本優(yōu)勢。2. 適用范圍本規(guī)范適用于所有電了產(chǎn)品的PCB 設(shè)計,也可用PCB 投板工藝審查、單板工藝審查等活動。3. PCB 設(shè)計流程3 1 LAYOUT 的事前準(zhǔn)備事項3 1 1 審查及理解原理圖,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。了解相關(guān)的設(shè)計約束條件。在與

2、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,了解布線要求。理解板上的高速,高壓器件及其布線要求。對原理圖進(jìn)行制圖審查。對不符合原理圖制圖規(guī)范的地方,要明確指出,并積極協(xié)助原理圖設(shè)計者進(jìn)行修改。得到關(guān)鍵元器件的封裝圖3 1 2 同機(jī)構(gòu)工程師溝通了解產(chǎn)品的外觀,PCB 尺寸圖,及相關(guān)設(shè)計約束條件3 1 3 同電裝的工藝工程師及SMT 工程師溝通了解相關(guān)的制造能力及工藝水準(zhǔn)了解相關(guān)的設(shè)計約束條件3 1 4 同相關(guān)的電路板制造廠的技術(shù)工程師溝通了解相關(guān)的制造能力及工藝水準(zhǔn)了解相關(guān)的設(shè)計約束條件3.2確定所有約束條件及設(shè)計規(guī)格321 確定電路板尺寸,根據(jù)機(jī)構(gòu)圖紙設(shè)定安裝尺

3、寸及禁止布線,擺放區(qū)域。322 確定電路板的基本參數(shù):板層,板材,最小孔徑,盲埋孔,最小線寬,最小線距323 確定板子的加工工藝:波峰焊,回流焊,波峰+回流焊,雙面回流焊3 2 4 確定板子的插件形式:手插,機(jī)插,全機(jī)貼,機(jī)貼+手插325 確定板子的拼板方案及工藝邊3 2 6 確定板子是否需ICT 測試以上內(nèi)容將直接關(guān)系到PCB 設(shè)計。3 3 造元件庫將所有設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)元件庫中沒有的元件根據(jù)設(shè)計資料建立專屬元件庫3 4 生成網(wǎng)絡(luò)表創(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 5 元器件調(diào)入可用手動或自動方法將元器件全部調(diào)入。3 6 匹

4、配網(wǎng)絡(luò)表將網(wǎng)表調(diào)入PCB 設(shè)計軟件中,直到全部匹配,沒有報錯為止。如有,可以修改PCB 元件庫或原理圖元件庫,重新生成網(wǎng)表,直到完全匹配。有了完全匹配的網(wǎng)表就可保證PCB 設(shè)計中或設(shè)計結(jié)束時可用軟件提供的設(shè)計工具進(jìn)行DRC( 設(shè)計規(guī)則檢查)3 7 將各種設(shè)計規(guī)則及約束條件輸入設(shè)計軟件 3 8 元器件預(yù)布局 3 9 布線 3 10 可選用自動布線方式觀察在滿足設(shè)計約束條件下的布通率,以便調(diào)整布局再次布線,在多次的布 局 -布線后選擇一種最佳方案。3 11 檢查所有有結(jié)構(gòu)尺寸要求的元器件尺寸,鎖定這些元器件。鎖定所有關(guān)鍵元器件。3 12 手工布線鎖定所有手動預(yù)布線。3 13 自動布線(視情況需要而

5、定,通常自動布線沒有全手動布線美觀及符合設(shè)計規(guī)則)在滿足設(shè)計約束的條件下,修改布線參數(shù),直到完全布通3 14手動整理布線3 15 進(jìn)行 DRC 檢查主要檢查short-circuit , un-routed net, clearance3 16 對所有過孔及通孔焊盤加淚滴焊盤(TEAR DROPS )再次 DRC 檢查,主要檢查CLEARANCE3 17 對接地網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大面積覆銅進(jìn)行綜合DRC 檢查3 18 調(diào)整字符位置,將在元器件下,焊盤及過孔上的字符移開。用孔徑編輯工具(hole size edit)檢查孔徑,對不符合設(shè)計規(guī)則的點(diǎn)進(jìn)行修改。3 19 進(jìn)行設(shè)計評審3 20 轉(zhuǎn)換 GERBER

6、 文件,填寫PCB 板申請單。將文件發(fā)送給采購制板3 21 按 PCB 制圖規(guī)范出圖。3 22 將文件發(fā)送給項目工程師歸檔4. PCB 設(shè)計的基本準(zhǔn)則4. 1 布局4 1 1 了解原理圖中的主零件,周邊元件及線路走向。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求約束零件放置的區(qū)域和限高。布局應(yīng)滿足: 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。4 1 2 依線路走向關(guān)系將零件放好。根據(jù)單板的主信號流向規(guī)律安排主要元器件4 1 3 考慮零件與零件的關(guān)系,彼此接線越多,應(yīng)盡可能排在一起,縮短彼此走線距離。4 1

7、 4 主零件的附屬零件必須放在附近,尤其是主IC 的振蕩回路,更必須放在IC 旁邊。4 1 5 考慮電氣特性,如GND 回路采用放射性形狀連接。4 1 6 相同類型元件盡可能放在一起,以X,Y 軸方向排列。4 1 7 零件擺放方向應(yīng)盡可能一致,特別是有極性的元器件,可節(jié)省空間,減少錯插,提高檢驗效率及 SMT 機(jī)器運(yùn)作時間。4 1 8 屬于同一組回路的元器件必須排在一起,成一方塊形狀。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4 2 元件排列元器件在電路板上的排列恰當(dāng)與否,關(guān)系到以后的組裝,維修的難易度,也影響生產(chǎn)成本及效率。4 2 1 如板上有較多發(fā)熱元件時應(yīng)考慮散熱效果,元器件需

8、同發(fā)熱的散熱器及功率晶體管隔開一定的距離,不得接觸放置。豎放的板子應(yīng)將發(fā)熱元件放在板的最上面,雙面放器件時底層不得放器件。4 2 2 為電路表現(xiàn)出最好的效能,元件相互間的信號線越短越好,可降低阻抗,減少電感量。4 2 3 元件排列方向以實(shí)體和波峰焊方向成垂直,因為它跟焊點(diǎn)好壞,放置元件的效率有密切關(guān)系。4 2 4 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。4 3 布線4 3 1布線優(yōu)先次序關(guān)鍵信號線優(yōu)先:電源、摸擬小信

9、號、高速信號、時鐘信號和同步信號等關(guān)鍵信號優(yōu)先布線。密度優(yōu)先原則:從單板上連接關(guān)系最復(fù)雜的器件著手布線。從單板上連線最密集的區(qū)域開始布線。盡量為時鐘信號、高頻信號、敏感信號等關(guān)鍵信號提供專門的布線層,并保證其最小的回路面積。必要時應(yīng)采取手工優(yōu)先布線、屏蔽和加大安全間距等方法。保證信號質(zhì)量。4 3 2 電源層和地層之間的EMC 環(huán)境較差,應(yīng)避免布置對干擾敏感的信號。耦合電容直接加于IC 的電源及地PIN 旁4 3 3 銅箔寬度必須要能承受信號所需的最大電流,尤其是VCC 及 GND 線必須設(shè)計較寬線寬的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)見:IPC-2221A 印制板設(shè)計通用標(biāo)準(zhǔn),第35 頁4 3 4 有阻抗控制要求的網(wǎng)絡(luò)

10、應(yīng)布置在阻抗控制層上4 4 EMI 抑制方法:4 4 1 接地線盡可能保持越短越好4 4 2 線寬最好為長度的1/54 4 3 如 PCB 為雙層板時則保持電源和接地線盡可能靠近些,空間回路面積可因此而減小。4 4 4 電源和邏輯線路的接地回路必須分開4 4 5 高電流必須有單獨(dú)的接地回路4 4 6 保持線徑越粗越好4 4 7 降低電流4 4 8 降低頻率4 4 9 導(dǎo)線避免銳角及45 度角走法,必須呈弧角。4 5 模擬電路設(shè)計所牽涉的重要問題:4 5 1 電路板上與數(shù)字電路接地點(diǎn)分隔,數(shù)字和模擬部分分開放置。4 5 2 在多層板設(shè)計中,接地面積越大越好,以減低電壓和把模擬信號掩蔽起來4 5

11、3 把敏感度低的模擬信號與高速時鐘和驅(qū)動電路分隔開來。4 5 4 高頻電路的線跡必須經(jīng)過特別布置,甚至加上屏蔽以符合電磁干擾及射頻干擾的管制要求。4 5 5 初級電源供應(yīng)電路的引入端須有足夠的分隔。4 5 6 如果電源的輸出負(fù)極接地,輸出負(fù)極獨(dú)立,與保護(hù)地一點(diǎn)接地,一般不通過外殼傳輸電流。4 5 7 回路走線避免來回纏繞。4 6 高速 PCB 設(shè)計準(zhǔn)則4 6 1定義和分割平面層在高速數(shù)字電路設(shè)計中,電源與地層應(yīng)盡量靠在一起,中間不安排布線。所有布線層都盡量靠近一平面層,優(yōu)選地平面為走線隔離層。為了減少層間信號的電磁干擾,相鄰布線層的信號線走向應(yīng)取垂直方向??梢愿鶕?jù)需要設(shè)計1-2個阻抗控制層,如

12、果需要更多的阻抗控制層需要與PCET家協(xié)商。阻抗控制層要按要求標(biāo)注清楚。將單板上有阻抗控制要求的網(wǎng)絡(luò)布線分布在阻抗控制層精品文檔精品文檔上。平面層一般用于電路的電源和地層(參考層),由于電路中可能用到不同的電源和地層,需要對電源層和地層進(jìn)行分隔,其分隔寬度要考慮不同電源之間的電位差,電位差大于12V時,分隔寬度為50mil ,反之,可選20-25mil 。平面分隔要考慮高速信號回流路徑的完整性。當(dāng)由于高速信號的回流路徑遭到破壞時,應(yīng)當(dāng)在其他布線層給予補(bǔ)嘗。例如可用接地的銅箔將該信號網(wǎng)絡(luò) 包圍,以提供信號的地回路。4. 6. 2地線回路規(guī)則(環(huán)路最小規(guī)則):IIIIIII即信號線與其回路構(gòu)成的環(huán)

13、面積要盡可能小,環(huán)面積越小,對外的輻射越少,接收外界的干擾也 越小。針對這一規(guī)則,在地平面分割時,要考慮到地平面與重要信號走線的分布,防止由于地平面開 槽等帶來的問題;在雙層板設(shè)計中,在為電源留下足夠空間的情況下,應(yīng)該將留下的部分用參考地填 充,且增加一些必要的孔,將雙面地信號有效連接起來,對一些關(guān)鍵信號盡量采用地線隔離,對一些 頻率較高的設(shè)計,需特別考慮其地平面信號回路問題,建議采用多層板為宜。4. 6. 3竄擾控制串?dāng)_(CrossTalk)是指PCB上不同網(wǎng)絡(luò)之間因較長的平行布線引起的相互干擾,主要是由于平行線間的分布電容和分布電感的作用。如果設(shè)計中有高速跳變的邊沿,就必須考慮到在PC取上

14、存在傳輸線效應(yīng)的問題?,F(xiàn)在普遍使用的很高時鐘頻率的快速集成電路芯片更是存在這樣的問題。解決這個問題有一些基本原則:如果采用CMOSTTL電路進(jìn)行設(shè)計,工作頻率小于 10MHz布線長度應(yīng)不大于7英寸。工作頻率在50MH布線長度應(yīng)不大于1.5英寸。如果工作頻率達(dá)到或超過 75MH并線長度應(yīng)在1英寸。對于GaA小片最大的布線長度應(yīng)為 0.3英寸。如果超過這個標(biāo)準(zhǔn),就 存在傳輸線的問題??朔?dāng)_的主要措施是:加大平行布線的間距,遵循 3W規(guī)則。在平行線間插入接地的隔離線。減小布線層與地平面的距離。4. 6. 4屏蔽保護(hù)X V V對應(yīng)地線回路規(guī)則,實(shí)際上也是為了盡量減小信號的回路面積,多見于一些比較重要

15、的信號,如 時鐘信號,同步信號。對一些特別重要,頻率特別高的信號,應(yīng)該考慮采用銅軸電纜屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè) 計,即將所布的線上下左右用地線隔離,而且還要考慮好如何有效的讓屏蔽地與實(shí)際地平面有效 結(jié)合。4.6. 5走線的方向控制規(guī)則:精品文檔即相鄰層的走線方向成正交結(jié)構(gòu)。避免將不同的信號線在相鄰層走成同一方向,以減少不必 要的層間竄擾;當(dāng)由于板結(jié)構(gòu)限制(如某些背板)難以避免出現(xiàn)該情況, 特別是信號速率較高時, 應(yīng)考慮用地平面隔離各布線層,用地信號線隔離各信號線。4.6. 6走線的開環(huán)檢查規(guī)則:XX/一般不允許出現(xiàn)一端浮空的布線(Dangling Line),主要是為了避免產(chǎn)生天線效應(yīng),減少不必要的干擾輻射

16、和接受,否則可能帶來不可預(yù)知的結(jié)果。4.6. 7阻抗匹配檢查規(guī)則:同一網(wǎng)絡(luò)的布線寬度應(yīng)保持一致,線寬的變化會造成線路特性阻抗的不均勻,當(dāng)傳輸?shù)乃俣容^高時會產(chǎn)生反射,在設(shè)計中應(yīng)該盡量避免這種情況。在某些條件下,如接插件引出線,BGA封裝的引出線類似的結(jié)構(gòu)時,可能無法避免線寬的變化,應(yīng)該盡量減少中間不一致部分的有效長度。4. 6. 8走線終結(jié)網(wǎng)絡(luò)規(guī)則:t-H jL在高速數(shù)字電路中,當(dāng)PCB布線的延遲時間大于信號上升時間(或下降時間)的 1/4時,該布 線即可以看成傳輸線,為了保證信號的輸入和輸出阻抗與傳輸線的阻抗正確匹配,可以采用多種 形式的匹配方法,所選擇的匹配方法與網(wǎng)絡(luò)的連接方式和布線的拓樸結(jié)

17、構(gòu)有關(guān)。A.對于點(diǎn)對點(diǎn)(一個輸出對應(yīng)一個輸入)連接,可以選擇始端串聯(lián)匹配或終端并聯(lián)匹配。前者 結(jié)構(gòu)簡單,成本低,但延遲較大。后者匹配效果好,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本較高。B.對于點(diǎn)對多點(diǎn)(一個輸出對應(yīng)多個輸出)連接,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)為菊花鏈時,應(yīng)選擇終端 并聯(lián)匹配。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)為星型結(jié)構(gòu)時,可以參考點(diǎn)對點(diǎn)結(jié)構(gòu)。星形和菊花鏈為兩種基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),其他結(jié)構(gòu)可看成基本結(jié)構(gòu)的變形,可采取一些靈活措施進(jìn)行匹配。在實(shí)際操作中要兼顧成本、功耗和性能等因素,一般不追求完全匹配,只要將失配 引起的反射等干擾限制在可接受的范圍即可。4. 6. 9走線閉環(huán)檢查規(guī)則:防止信號線在不同層間形成自環(huán)。在多層板設(shè)計中容易發(fā)生此類問題,自

18、環(huán)將引起輻射干擾。4. 6. 10走線的分枝長度控制規(guī)則:i|iimT r Fse/20盡量控制分枝的長度,一般的要求是Tdelay=Trise/20 。主要針對高頻信號設(shè)計而言,即布線長度不得與其波長成整數(shù)倍關(guān)系,以免產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。即短線規(guī)則,在設(shè)計時應(yīng)該盡量讓布線長度盡量短,以減少由于走線過長帶來的干擾問題,特別 是一些重要信號線,如時鐘線,務(wù)必將其振蕩器放在離器件很近的地方。對驅(qū)動多個器件的情況,應(yīng)根據(jù)具體情況決定采用何種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。4. 6. 13倒角規(guī)則:0-11 oJ*XMPCB設(shè)計中應(yīng)避免產(chǎn)生銳角和直角,產(chǎn)生不必要的輻射,同時工藝性能也不好。4. 6. 14器件去藕規(guī)則:A.在

19、印制版上增加必要的去藕電容,濾除電源上的干擾信號,使電源信號穩(wěn)定。在多層板中, 對去藕電容的位置一般要求不太高,但對雙層板,去藕電容的布局及電源的布線方式將直接影響到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性,有時甚至關(guān)系到設(shè)計的成敗。B.在雙層板設(shè)計中,一般應(yīng)該使電流先經(jīng)過濾波電容濾波再供器件使用,同時還要充分考慮到 由于器件產(chǎn)生的電源噪聲對下游的器件的影響,一般來說,采用總線結(jié)構(gòu)設(shè)計比較好,在設(shè)計時,還要考慮到由于傳輸距離過長而帶來的電壓跌落給器件造成的影響,必要時增加一些電源濾波環(huán)路,避免產(chǎn)生電位差。C.在高速電路設(shè)計中,能否正確地使用去藕電容,關(guān)系到整個板的穩(wěn)定性。4. 6. 15器件布局分區(qū)/分層規(guī)則:A.主

20、要是為了防止不同工作頻率的模塊之間的互相干擾,同時盡量縮短高頻部分的布線長度。通常將高頻的部分布設(shè)在接口部分以減少布線長度,當(dāng)然,這樣的布局仍然要考慮到低頻信號可能受到的干擾。同時還要考慮到高/低頻部分地平面的分割問題,通常采用將二者的地分割,再在接口處單點(diǎn)相接。B.對混合電路,也有將模擬與數(shù)字電路分別布置在印制板的兩面,分別使用不同的層布線,中 間用地層隔離的方式。4. 6. 16孤立銅區(qū)控制規(guī)則:孤立銅區(qū)的出現(xiàn),將帶來一些不可預(yù)知的問題,因此將孤立銅區(qū)與別的信號相接,有助于改善信號質(zhì)量,通常是將孤立銅區(qū)接地或刪除。在實(shí)際的制作中,PCB廠家將一些板的空置部分增加了一些銅箔,這主要是為了方便

21、印制板加工,同時對防止印制板翹曲也有一定的作用。4. 6. 17電源與地線層的完整性規(guī)則:對于導(dǎo)通孔密集的區(qū)域, 要注意避免孔在電源和地層的挖空區(qū)域相互連接,形成對平面層的分割,從而破壞平面層的完整性,并進(jìn)而導(dǎo)致信號線在地層的回路面積增大。4. 6. 18重疊電源與地線層規(guī)則:不同電源層在空間上要避免重疊。主要是為了減少不同電源之間的干擾,特別是一些電壓相差很 大的電源之間,電源平面的重疊問題一定要設(shè)法避免,難以避免時可考慮中間隔地層。4.6. 19 3W 規(guī)則:為了減少線間串?dāng)_,應(yīng)保證線間距足夠大,當(dāng)線中心間距不少于3倍線寬時,則可保持70%的電場不互相干擾,稱為3W規(guī)則。如要達(dá)到98%的電

22、場不互相干擾,可使用 10W的間距。4. 6. 20 20H規(guī)則:由于電源層與地層之間的電場是變化的,在板的邊緣會向外輻射電磁干擾。稱為邊沿效應(yīng)。解決的辦法是將電源層內(nèi)縮,使得電場只在接地層的范圍內(nèi)傳導(dǎo)。以一個 H (電源和地之間的介 質(zhì)厚度)為單位,若內(nèi)縮 20H則可以將70%的電場限制在接地層邊沿內(nèi);內(nèi)縮 100H則可以將98% 的電場限制在內(nèi)。4 . 6. 21五-五規(guī)則:印制板層數(shù)選擇規(guī)則,即時鐘頻率到5MHz或脈沖上升時間小于5ns,則PCB板須采用多層板,這是一般的規(guī)則,有的時候出于成本等因素的考慮,采用雙層板結(jié)構(gòu)時,這種情況下,最好將印制 板的一面做為一個完整的地平面層。5 .和

23、PCB板廠相關(guān)的設(shè)計規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)請參閱如下文件:IPC-6011印制板通用性能規(guī)范IPC-6012B剛性印制板通用性能規(guī)范IPC-2221A印制板設(shè)計通用標(biāo)準(zhǔn)IPC-2222剛性有機(jī)印制板設(shè)計分標(biāo)準(zhǔn)5.1.1 確定PCB使用板材以及TG值,例如FR4、鋁基板、陶瓷基板、紙芯板等。5.1.2 確定PCB的表面處理鍍層,例如鍍錫、鍍饃金或OSP等。5.1.3 確定符合板廠制造能力的設(shè)計參數(shù),通常各檔次板廠極限加工能力如下表所示,而PCB可制造性設(shè)計的基本準(zhǔn)則為:在每一個地方盡可能降低制造難度,通常應(yīng)盡可能避免使用板廠的極限加工能力設(shè)計序號項目單面板廠普通雙面板廠多層板廠頂級板廠1機(jī)械鉆孔孔徑mm0.

24、50.30.250.22激光鉆孔孔徑mm0.1-0.153線寬mil107534線間距mil106535文字線寬mm0.20.20.150.136文字高 度mm11115.1.4如需覆銅,為保證PCB板廠的可制造性,通常的覆銅間距大于 20mil6. PCB設(shè)計工藝規(guī)范內(nèi)容6.1 熱設(shè)計要求6.1.1 高熱器件應(yīng)放于出風(fēng)口或利于對流的位置6.1.2 散熱器的放置應(yīng)利于對流6.1.3 溫度敏感器件應(yīng)遠(yuǎn)離熱源對于自身溫升高于30c的熱源,一般要求:a.在風(fēng)冷條件下,電解電容等溫度敏感器件離熱源距離要求大于或等于2.5mm;b.自然冷條件下,電解電容等溫度敏感器件離熱源距離要求大于或等于4.0mm。

25、若因為空間的原因不能達(dá)到要求距離,則應(yīng)通過溫度測試保證溫度敏感器件的溫升在降額范圍內(nèi)。6.1.4 大面積銅箔處理為防止板子焊接后由于受熱不均勻彎曲,覆銅時應(yīng)盡量在每層上均勻覆銅,避免在某一區(qū)域內(nèi)集中覆銅,而其它部位沒有覆銅的情況。為了保證透錫良好,在大面積銅箔上的元件的焊盤要求用隔熱帶與焊盤相連,對于超過5A以上大電流的焊盤不能采用隔熱焊盤,如圖所示:6.1.5 為了避免器件過回流焊后出現(xiàn)偏位、立碑現(xiàn)象,對回流焊的 0805以及0805以下片式元件 兩端焊盤應(yīng)保證散熱對稱性,焊盤與印制導(dǎo)線的連接部寬度不應(yīng)大于0.4mm (對于不對稱焊盤),6.1.6 確定高熱器件的安裝方式易于操作和焊接,原則

26、上當(dāng)元器件的發(fā)熱密度超過0.4W/cm3,單靠元器件的引線腿及元器件本身不足充分散熱,應(yīng)采用散熱網(wǎng)、匯流條等措施來提高過電流能力, 匯流條的支腳應(yīng)采用多點(diǎn)連接,盡可能采用挪接后過波峰焊或直接過波峰焊接,以利于裝配、焊接;對于較長的匯流條的使用,應(yīng)考慮過波峰時受熱匯流條與 PCB熱膨脹系數(shù)不匹配造成的 PCB變形。6.2 器件庫選型要求6.2.1 PCB上已有元件庫器件的選用應(yīng)保證封裝與元器件實(shí)物外形輪廓、引腳間距、通孔直徑等 相符合。元件的孔徑形成序列化,通常按0.1mm-檔遞增,例如:0.5,0.6,0.7為保證模具壽命,單面板的最小孔徑必須大于0.8mm,機(jī)插板的最小孔徑必須大于 1mm.

27、器件引腳直徑與PCB焊盤孔徑的對應(yīng)關(guān)系如下表所示:器件引腳直徑(D)PCB孔徑D = 1.0mmD+0.20.3mm1.0mm2.0mmD+0.30.5mm單面板的最小焊盤環(huán)寬必須大于0.5mm,一般而言,其最小孔徑/環(huán)寬比為(mm :0.8/2 ; 0.9/2.2 ;1/2.4 ; 1.1/2.6 ; 1.2/2.8 ; 1.3/3 ; 1.4/3.2 , 1.5/3.4如元件引腳為扁平形狀等異形腳,其孔徑應(yīng)根據(jù)實(shí)際引腳形狀設(shè)置長圓或長方形焊盤,根據(jù)實(shí)際情況選擇調(diào)整。6.2.2 PCB上未建封裝庫的器件,應(yīng)根據(jù)器件資料建立元件封裝庫,并保證絲印庫與實(shí)物相符合,特 別是新建立的電磁元件、自制結(jié)

28、構(gòu)件等的元件庫是否與元件的資料(承認(rèn)書、圖紙)相符合。新器件應(yīng) 建立能夠滿足不同工藝(回流焊、波峰焊、通孔回流焊)要求的元件庫。6.2.3 需過波峰焊的SMT器件要求使用表面貼波峰焊盤庫6.2.4 軸向器件和跳線的引腳間距的種類應(yīng)盡量少,以減少器件的成型和安裝工具。6.2.5 不同PIN間距的兼容器件要有單獨(dú)的焊盤孔,特別是封裝兼容的繼電器的各兼容焊盤之 間要連線。6.2.6 除非實(shí)驗驗證沒有問題,否則不能選用和PCB熱膨脹系數(shù)差別太大的無引腳表貼器件,這容易引起焊盤拉脫現(xiàn)象。6.2.7 除非實(shí)驗驗證沒有問題,否則不能選非表貼器件作為表貼器件使用。因為這樣可能需要 手焊接,效率和可靠性都會很低

29、。6.3 布局工藝要求6.3.1 PCBA加工工序合理綜合考慮PCB性能和加工的效率選擇加工流程。加工工藝的優(yōu)選順序見下表:序號名稱工藝流程特點(diǎn)適用范圍1單面插裝成型一插件一波峰焊焊接效率高,PCB組裝加熱次數(shù)為一次器件為THD2單面貼裝焊膏印刷一貼片一回流焊接效率高,PCB組裝加熱次數(shù)為一次器件為SMD3單面混裝焊膏印刷一貼片一回流焊接一THD 一效率較高,PCB組裝器件為波峰焊接加熱次數(shù)為二次SMD、THD4雙面混裝貼片膠印刷一貼片一固化一翻板THD 一波峰焊接一翻板一手工焊效率高,PCB組裝加熱次數(shù)為二次器件為SMD、THD5雙面貼裝、插裝焊膏印刷一貼片一回流焊接一翻板一焊膏印刷一貼片一

30、回流焊接一手工焊效率高,PCB組裝加熱次數(shù)為二次器件為SMD、THD6常規(guī)波峰焊雙面混裝焊膏印刷一貼片一回流焊接一翻一貼片膠印刷一貼片一固化一翻板-THD 一波峰焊接一翻板一手工焊效率較低,PCB組裝加熱次數(shù)為三次器件為SMD、THD6.3.2波峰焊進(jìn)板方向要求有絲印標(biāo)明,使進(jìn)板方向合理,若PCB可以從兩個方向進(jìn)板, 應(yīng)采用雙箭頭的進(jìn)板標(biāo)識。(對于回流焊,可考慮采用工裝夾具來確定其過回流焊的方向)6.3.3 兩面過回流焊的PCB的BOTTOM 面要求無大體積、太重的表貼器件。6.3.4 需點(diǎn)膠波峰焊元器件,為不形成陰影效應(yīng),元器件放置后盡可能和板的行進(jìn)方向垂直,元件之間距離必須大于0.7mm過

31、渡他方同unnwwra 口| 2d出?|I LtiDDonaH.6.3.5 BOTTOM 面表貼器件需過波峰時,應(yīng)確定貼裝阻容件與SOP的布局方向正確,SOP器件軸向需與波峰方向一致。a. SOP器件在過波峰尾端需接增加一對偷錫盤。尺寸滿足圖19要求。過波峰方向口 D叩叫叩口 UUU11UUUUUi 常 一 ;:J solder thiefb. SOT器件過波峰盡量滿足最佳方向。過波峰響6.3.6 SOJ、PLCC、QFP等表貼器件不能過波峰焊。6.3.7 過波峰焊的SOP之PIN間距大于0.8mm,片式元件在0805以上。6.3.8 大于0805封裝的陶瓷電容,布局時盡量遠(yuǎn)離工藝邊,或放置于

32、受應(yīng)力較小區(qū)域,其軸向盡量與進(jìn)板方向平行,防止元件受應(yīng)力較大而崩裂。其尺寸規(guī)定如下圖所示:如果元件焊盤離板邊小于 1mm工藝邊必須開槽,不能直接扳斷 V-CUTi。如果因種種限制不能開槽,則必須用割板機(jī)分板,不能硬折。1) Component lay out around V cut (Good Example)sritV cut portionDummy PCB; 4eeMeed sift6.3.9 經(jīng)常插拔器件或板邊連接器周圍3mm范圍內(nèi)盡量不布置SMD ,以防止連接器插拔時產(chǎn)生的應(yīng)力損壞器件。6.3.10 為保證過波峰焊時不連錫,背面測試點(diǎn)邊緣之間距離應(yīng)大于1.0mm。6.3.11 插件

33、元件每排引腳較多,以焊盤排列方向平行于進(jìn)板方向布置器件時,當(dāng)相鄰焊盤邊緣間距為0.6mm-1.0mm時,推薦采用橢圓形焊盤或加偷錫焊盤,見下圖。Dt D2dl=d2Y孔徑+16-20mH巧N Y.選用橢網(wǎng)煤圖當(dāng)XY,迨川橢圓焊盤5.4.96.3.12為了保證可維修性,BGA器件周圍需留有3mm禁布區(qū),最佳為5mm禁布區(qū)。一般情況下 BGABGA器件時,不能在正面不允許放置背面(兩次過回流焊的單板地第一次過回流焊面);當(dāng)背面有BGA5mm禁布區(qū)的投影范圍內(nèi)布器件。6.3.13 貼片元件之間的最小間距滿足要求機(jī)器貼片之間器件距離要求:同種器件異種器件同種器件:X,Y = 0.5mm異種器件:全0.

34、13*h+0.4mm (h為周圍近鄰元件最大高度差)只能手工貼片的元件之間距離要求:叁 1.5mm。6.3.14 為了保證板過波峰焊或回流焊時,傳送軌道的卡抓不碰到元件,元器件的外側(cè)距板邊距離應(yīng)大于或等于7mm,若達(dá)不到要求,則 PCB應(yīng)加工藝邊,器件與 V CUT的距離呈1mm。6.3.15 可調(diào)器件、可插拔器件周圍留有足夠的空間供調(diào)試和維修6.3.16 有極性的變壓器的引腳盡量不要設(shè)計成對稱形式6.3.17 安裝孔的禁布區(qū)內(nèi)無元器件和走線(不包括安裝孔自身的走線和銅箔)6.3.18 金屬殼體器件和金屬件與其它器件的距離滿足安規(guī)要求6.3.19 器件在布局設(shè)計時,要考慮單板與單板、單板與結(jié)構(gòu)

35、件的裝配干涉問題,尤其是高器件、立體裝配的單板等。6.3.20 器件布局時要考慮盡量不要太靠近機(jī)箱壁,以避免將PCB安裝到機(jī)箱時損壞器件。特別注意安裝在PCB邊緣的,在沖擊和振動時會產(chǎn)生輕微移動或沒有堅固的外形的器件:如立裝電阻、無 底座電感變壓器等,若無法滿足上述要求,就要采取另外的固定措施來滿足安規(guī)和振動要求。6.3.21 裸跳線不能貼板跨越板上的導(dǎo)線或銅皮,以避免和板上的銅皮短路,綠油不能作為有效 的絕緣。6.3.22 布局時應(yīng)考慮所有器件在焊接后易于檢查和維護(hù)。6.3.23 電纜的焊接端盡量靠近 PCB的邊緣布置以便插裝和焊接,否則PCB上別的器件會阻礙電纜的插裝焊接或被電纜碰歪。6.

36、3.24 多個引腳在同一直線上的器件,象連接器、DIP封裝器件、T220封裝器件,布局時應(yīng)盡量使其軸線和波峰焊方向平行。6.3.25 較輕的器件如二級管和1/4W電阻等,布局時應(yīng)使其軸線和波峰焊方向垂直。這樣能防 止過波峰焊時因一端先焊接凝固而使器件產(chǎn)生浮高現(xiàn)象。6.3.26 電纜和周圍器件之間要留有一定的空間,否則電纜的折彎部分會壓迫并損壞周圍器件及其焊點(diǎn)。6.4 布線設(shè)計的工藝要求6.4.1 為了保證PCB加工時不出現(xiàn)露銅的缺陷,要求所有的走線及銅箔距離板邊:V CUT邊大于1mm,銃槽邊大于0.5mm (銅箔離板邊的距離還應(yīng)滿足安裝要求)。在板子布線空間局限情況下,接地線,大電流等線寬大

37、于1.5mm勺導(dǎo)線邊緣距板邊必須大于 0.5mm, 孤立的線寬小于0.5mm的導(dǎo)線,距板邊距離必須大于 1mm.6.4.2 為了保證電氣絕緣性,散熱器下方周圍應(yīng)無走線(考慮到散熱器安裝的偏位及安規(guī)距離),若需 要在散熱器下布線,則應(yīng)采取絕緣措施使散熱器與走線絕緣,或確認(rèn)走線與散熱器是同等電位。6.4.3 各種規(guī)格螺釘?shù)慕紖^(qū)范圍如下表所示(此禁布區(qū)的范圍只適用于保證電氣絕緣的安裝空間,未考慮安規(guī)距離,而且只適用于圓孔 ):連接種類型號規(guī)格安裝孔(mm)禁布區(qū)(mm)螺釘連接GB9074.4 8組合螺釘M22.4 0.1()7.1M2.52.90.1()7.6M33.4 0.1()8.6M44.

38、5 0.1()10.6M55.5 0.1()12釧釘連接速拔型快速挪釘Chobert44.10-0.2()7.6連接器快速挪釘Avtronuic1189-28122.80-0.2()61189-25122.50-0.2()6自攻鑲釘自攻螺釘連接 GB9074.18 88十字盤頭ST2.2*2.40.1()7.6ST2.93.1 0.1()7. 6ST3.53.70.1()9.6ST4.24.50.1()10.6ST4. 85.1 0.1()12ST2.6*2.8 0. 1()7. 6本體范圍內(nèi)有安裝孔的器件,例如插座的挪釘孔、螺釘安裝孔等,為了保證電氣絕緣性,也應(yīng)在元件庫中將也的禁布區(qū)標(biāo)識清楚

39、。6.4.4 要增加孤立焊盤和走線連接部分的寬度(淚滴焊盤),特別是對于單面板的焊盤,以避免過波峰 焊接或維修時將焊盤拉脫。6.5 固定孔、安裝孔、過孔要求6.5.1 過波峰的制成板上下需接地的安裝孔和定位孔應(yīng)定為非金屬化孔。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6.5.2 SMT器件的焊盤上無導(dǎo)通孔(注:作為散熱用的DPAK封裝的焊盤除外)6.5.3 通常情況下,應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)通孔( VIA)尺寸,見下表內(nèi)徑(mm)外徑(mm)0.30.6-0.80.40.8-1.00.51.0-1.20.61.2-1.40.71.3-1.56.5.4 過波峰焊接的板,若元件面有貼片器件,其

40、底下不能有過孔或者過孔要蓋綠油。6.6 坐標(biāo)原點(diǎn)及基準(zhǔn)點(diǎn)要求6.6.1 單板坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定原則:A.單板左邊和下邊的延長線交匯點(diǎn)。B.單板左下角的第一個焊盤6.6.2 有表面貼器件的PCB板對角至少有兩個不對稱貼片基準(zhǔn)點(diǎn)(MARKO基準(zhǔn)點(diǎn)用于錫膏印刷和元件貼片時的光學(xué)定位。根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)在PCB上的分別可分為拼板基準(zhǔn)點(diǎn)、單元基準(zhǔn)點(diǎn)、局部基準(zhǔn)點(diǎn)。PCB上應(yīng)至少有兩個不對稱的基準(zhǔn)點(diǎn)。6.6.3 基準(zhǔn)點(diǎn)中心距板邊大于 4mma.形狀:基準(zhǔn)點(diǎn)的優(yōu)選形狀為實(shí)心圓。精品文檔b. 大小:基準(zhǔn)點(diǎn)的優(yōu)選尺寸為直徑1mm 0.05mm。c. 基準(zhǔn)點(diǎn)可以裸銅或覆銅,為了增加基準(zhǔn)點(diǎn)和基板之間的對比度,可在基準(zhǔn)點(diǎn)下面敷設(shè)大的

41、銅箔。阻 焊開窗形狀為和基準(zhǔn)點(diǎn)同心的圓形,大小為基準(zhǔn)點(diǎn)直徑的兩倍。單面板綠油直接覆蓋工藝邊,不用阻焊開窗1.1.4 為了保證印刷和貼片的識別效果,基準(zhǔn)點(diǎn)范圍內(nèi)應(yīng)無其它走線及絲印。1.1.5 需要拼板的單板,每塊單元板上盡量保證有基準(zhǔn)點(diǎn),若由于空間原因單板上無法布下基準(zhǔn)點(diǎn)時, 則單板上可以不布基準(zhǔn)點(diǎn),但應(yīng)保證拼板工藝邊上有基準(zhǔn)點(diǎn)。6.7 絲印要求6.7.1 絲印字符遵循從左至右、從下往上的原則,對于電解電容、二極管等極性的器件在每個功能單元 內(nèi)盡量保持方向一致。6.7.2 器件焊盤、需要搪錫的錫道上無絲印,器件位號不應(yīng)被安裝后器件所遮擋。(密度較高,PCB 上不需作絲印的除外),絲印不能壓在導(dǎo)通

42、孔、焊盤上,以免開阻焊窗時造成部分絲印丟失,影響識別。絲印間距大于0.1 5mm。6.7.3 有極性元器件其極性在絲印圖上表示清楚,極性方向標(biāo)記易于辨認(rèn)。6.7.4 在 PCB 板面空間允許的情況下,PCB 上應(yīng)有條形碼絲印框,條形碼的位置應(yīng)考慮方便掃描。6.7.5 PCB 圖號、版本號等信息絲印位置應(yīng)明確、醒目。6.7.6 PCB上應(yīng)有公司LOG。客戶設(shè)計的板子不加),空間允許情況下,因加防靜電標(biāo)識,無鉛制程的 板子應(yīng)加PB-FRE麻識。6.7.7 PCB 光繪文件的張數(shù)正確,每層應(yīng)有正確的輸出,并有完整的層數(shù)輸出。6.7.8 PCB 上器件的標(biāo)識符必須和BOM 清單中的標(biāo)識符號一致。6.7

43、.9 需點(diǎn)膠固定的元件,元件位號不得被膠覆蓋。6.7.10 元件插件面( TOPOVERLAYER ) 的絲印字符高度通常為:50mil( 或者 1.2-1.3mm), 線寬為 10mil( 或者0.25-0.3mm),焊接面(BOTTOMOVERLAYER )的絲印字符高度通常為: 40mil(或者1.0mm)線寬為 8mil( 或者 0.2mm)6.7.11 絲印字體使用:Sans Serif。6.8 PCB尺寸、外形要求6.8.1 當(dāng)拼板需要做V-CUT 時,拼板的PCB 板厚應(yīng)小于3.5mm;最佳:平行傳送邊方向的 V-CUT線數(shù)量w 3 (對于細(xì)長的單板可以例外);4-V I I6.8.2不規(guī)則拼板需要采用銃槽加V-cut方式時,銃槽間距應(yīng)大于2mm6.8.3 V-CUT曹深度規(guī)定如下:材質(zhì)板厚1.6MM1.2MM1.

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