PCB設計及來料可靠性驗證草案

編號版本A．0密級MM頁數(shù)共6頁擬制審核PCB設計及來料可靠性驗證草案批準日期2015-12-17《軟包鋰電池外觀鑒定標準》A.0版第5頁共7頁1．目的建立PCB設計以及樣品來料檢驗標準，為樣品出貨品質(zhì)管控以及來料檢驗提供標準依據(jù)。2．適用范圍本標準適用于本公司設計或購買的任何PCB的外觀檢驗,有特殊規(guī)定的情況下除外。設計規(guī)范3.1布局元件在二維、三維空間上不能產(chǎn)生沖突。如果有相同結構電路部分，盡可能采用“對稱式”標準布局。元器件的排列要便于調(diào)試和維修，小元件周圍盡量不放置大元件、需調(diào)試的元、器件周圍要有足夠的空間。按照“先大后小，先難后易”的布置原則，重要的單元電路、核心元器件應當優(yōu)先布局。布局應盡量滿足以下要求:總的連線盡可能短，關鍵信號線最短;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；發(fā)熱元件要一般應均勻分布(如果有散熱片還需考慮其所占的位置)，且置于下風位置以利于單板和整機的散熱，電解電容離發(fā)熱元件最少400mil；除溫度檢測元件以外的溫度敏感器件應遠離發(fā)熱量大的元器件。元器件離板邊盡量不小于3mm，特殊情況下也應大于板厚。如果PCB用排線連接，控制排線對應的插頭插座必須成直線，不交叉、不扭曲。連續(xù)的40PIN排針、排插必須隔開2mm以上。驅(qū)動芯片應靠近連接器。對于同一功能或模組電路，分立元件靠近芯片放置。連接器根據(jù)實際情況必須盡量靠邊放置。開關電源盡量靠近輸入電源座。BGA等封裝的元器件不應放于PCB板正中間等易變形區(qū)BGA等陣列器件不能放在底面，PLCC、QFP等器件不宜放在底層。多個電感近距離放置時應相互垂直以消除互感。元件的放置盡量做到模塊化并連線最短。對于按鍵，連接器等與結構相關的元器件放置好后應鎖定，以免在無意之中移動。在保證電氣性能的前提下，盡量按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標準優(yōu)化布局。層定義PCB邊框定義為機械一層，線寬5mil。PCB螺絲孔或元件定位孔定義到機械一層，為非金屬化孔。其它電氣層按標準層來設置。3.3布線關鍵信號線優(yōu)先布線：電源、摸擬小信號、高速信號、時鐘信號和同步信號等關鍵信號優(yōu)先。密度優(yōu)先布線：從連接關系最復雜的器件著手布線；從連線最密集的區(qū)域開始布線。布線離板邊應不小于3mm，一是為了防止加工PCB時損傷走線，二是為了防靜電。雙層板線寬線距最小0.25mm，多層板可最小至0.2mm，BGA器件下方根據(jù)情況可最小到0.15mm。不論板的大小及層數(shù)，在條件允許的情況下，應保證線距不小0.2mm、線與過孔間距不小于0.25mm來提高良品率。盡量減少印制導線的不連續(xù)性，例如線寬不要突變，以免阻抗變化不可控。安全間距根據(jù)PCB的元件密度及線寬而定，一般可設為0.254mm，對于雙層板最小0.2mm，多層板最小0.15mm。交流220V電源部分的火線與中線在銅箔安全距離不小于3.0mm，交流220V線中任一PCB線或可觸及點距離低壓零件及殼體之間距應大于6mm并加上明顯的警告標示；如果電壓再高，為避免爬電，應在高低壓之間開槽隔離。走線應避免銳角、直角，采用45°走線。相鄰層的走線應相互垂直。信號走線盡可能短。時鐘信號引線最容易產(chǎn)生電磁輻射干擾，走線時應盡量短并與地線回路靠近。輸入、輸出信號應盡量避免相鄰平行走線，如果實在不能避免平行走線，應加大其間距并加地線隔離。對于總線應等寬等間距布線。雙面板電源線、地線最好與信號流向一致，以增強抗噪聲能力。如果貼片IC相鄰兩個焊盤為同一網(wǎng)絡需接到一起時，兩焊盤不可直接在貼片IC下相連。應從焊盤或過孔中心引線出來。過孔應遠離貼片焊盤過大電流的走線除加粗銅鉑外，還可加上助焊層，過錫爐時可上錫相當于增加銅鉑厚度。應盡量避免在晶體、變壓器、光藕、電感、電源模塊下面有信號線穿過，特別是晶體下面應盡量鋪設接地的銅皮。對于要壓五金件的地方，不可走除地線外的其它信號線(在某些情況下地線也不可走)，對于要走信號線的特殊情況，需在壓五金范圍內(nèi)覆蓋整片絲印。音頻信號線之間應用模擬地相互隔離并包模擬地。視頻信號線之間應用地相互隔離并包地。電源及地線處理一些關鍵信號線應盡可能遠離電源線走線。電源與地構成的環(huán)路應盡量小。為防止電源上的雜訊進入負載器件,應在進入每個負載器件之前對其電源獨立去藕，做到先濾波再進入負載。如果為多層板，應有單獨的電源層及地層。在接地時應保持接地良好。3.3.6數(shù)字地與模擬地分開，數(shù)字地應接成環(huán)路以提高抗噪聲能力；模擬地不可接成環(huán)路；對于低頻電路，地線應采用單點并聯(lián)接地方式；高頻電路應采用多點串聯(lián)接地。對于PCB上的地線需與金屬外殼相連時，可在螺絲定位孔位加上助焊層以露出銅皮并加過孔，以便通過金屬螺絲與外殼良好接觸。如下圖中：灰色為過孔；桔紅色為TopSolder及BottomSolder層；綠色及黃色為絲印。對于QFP類封裝的IC，走線盡量向四周擴散，IC正下方盡量避免走線，留作鋪地做靜電泄放通道。PCB的四周應盡量保證有3mm寬來走地線。鋪銅如果印制板上有較大面積空白區(qū)應鋪上銅并連接到地網(wǎng)絡。原則上鋪銅間距應為線與線安全間距的兩倍，實際應用中盡量保證鋪銅間距不小于8mil。鋪銅與元件腳應采用花焊盤連接方式，并且在有必要的時侯加粗鋪銅與焊盤的連線。鋪有大面積地線和電源線區(qū)（面積超過500

平方毫米），應局部開窗口以防過錫爐時銅皮起泡。測試點測試點代號TP，不能以元件的形式出現(xiàn)在PCB上。測試點通常為圓形，在條件允許的情況下，其直徑應不小于1mm。原則上每條網(wǎng)絡均需加上測試點，在實際應用中至少一些關鍵信號線上必需加測試點。每個測試點應有測試項目名稱或編號如TP1,TP2等。測試點離元器件遠點，兩個測試點的間距不可太近，至少要有2.5mm的間距。測試點應處于同一層面，以方便不用拆下整塊PCB也可方便連接到測試點為原則。當測試點帶附加線時，附加線應盡量短。對電源和地也應在不同位置加上測試點，盡量均勻分布于整塊PCB上。過孔PCB的最小孔徑定義取決于板厚度，參考下表：孔徑優(yōu)選系列可參考下表：同一PCB上的過孔規(guī)格應控制在3種以內(nèi)，雙面板普通信號走線使用25/12mil或28/16mil，電源走線使用35/20mil并根據(jù)電流大小多放置幾個過孔。對于接插件的孔徑需嚴格檢查，普通排針排插的孔徑是1mm。所有PCB板的過孔設計時必須加綠油覆蓋并塞孔，由于PCB廠家工藝的原因，應盡量不使用內(nèi)徑超過20mil的過孔，采用在大電流線路上多加過孔的方式來滿足要求。過孔不能上焊盤。如果沒有必要，單板上的過孔數(shù)量不應超過平均每平方厘米10個，否則會增加PCB成本。線寬理論上1OZ銅厚1mm線寬可通過最大1A電流，但在實際應用中通常降額30%使用，實際應用中電源及地線應盡量粗而短，避免出現(xiàn)電源線過長造成的電壓跌落現(xiàn)象；各種功能走線與線寬的關系如下：多層板的普通信號線最小可到0.15mm。在條件允許的情況下，電源線應盡量粗些。在一些高密度的板中，如果電源走線寬度受限，可在走線上加阻焊以增加過電流能力。藍牙藍牙天線下方不可鋪地及有其它走線且與其它走線保持最少5mm間距。藍牙電路的地線處理：數(shù)字地與單板數(shù)字地采用單點接地方式，模擬地與單板模擬地采用單點接地方式。關于異形焊盤對于如DC座類的異形焊盤，由于EDA軟件的原因，不能制作方形過孔，解決方法為在PCB邊框?qū)?機械一層)畫出過孔形狀，此方形過孔最小尺寸不得小于0.6mm，否則PCB廠家很難加工。可靠性設計及EMI單板上MCU的IO連接到另一單板去需根據(jù)情況串一100R—1K電阻，電阻靠近MCU放置。單板上連接到機殼外部的如串口類需根據(jù)情況串一100R—1K電阻且加上靜電吸收管或者合適容量的電容，靜電吸收管或電容靠近連接器放置。串聯(lián)匹配電阻要靠近該信號的驅(qū)動端放置，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，對于多負載的終端匹配一定要在信號的最遠端匹配，其它一些用于阻抗匹配目的阻容器件，要根據(jù)其屬性合理放置。串口應遠離音頻線等敏感信號線，且走線不能從模擬區(qū)域穿過，以免干擾。敏感信號(如差分、高速時鐘)應盡量減少過孔不換層走線，以免出現(xiàn)阻抗不連續(xù)情況影響信號。如果一定要換層，應在換層位置的電源或地上跨接電容給信號做回流路徑。光學定位點光學定位點是指為了滿足自動化生產(chǎn)需要，方便貼片機對元件及整個PCB定位而放置的特殊焊盤。光學定位點為圓形焊盤，其直徑為1mm，離PCB邊緣須不小于4mm。對于BGA封裝類或腳距小于0.5mm的芯片必須加兩個光學定位點，光學定位點為對角放置，不可被遮擋住。整塊PCB上應放置2-3個光學定位點，呈對角形式布局。在Protel軟件中，設置光學定位點所需的層有：TopLayer、BottomLayer、TopSolder、BottomSolder、Keep-outLayer；如果只有頂層有元件，可去掉BottomLayer、BottomSolder層。絲印絲印字符應清晰明了，不能有殘缺現(xiàn)象。絲印字符不可壓在焊盤上。絲印字符大小不得小于36mil，字體線寬大于6mil，對于元件編號，通常采用尺寸為37mil/7mil；特殊情況下最小可到28mil/5mil。PCB上須有該PCB的名稱編號、版本號、日期。第一行為PCB名稱編號及版本號，第二行為PCB的材質(zhì)以及環(huán)保要求，第三行為日期。PCB上的位號英文必須統(tǒng)一：三極管Q，二極管D，電阻R，排阻RP，電容C，穩(wěn)壓管Z，濾波器F，電感L，變壓器T，IC為U，磁珠L，插座J，天線AT，接地爪TM，測試點TP。對于有極性元器件，需標明其極性。絲印字符應整齊，方向統(tǒng)一為頭向上或者頭向左，放置元器件編號時，應盡量放置在元器件旁邊并不被遮擋住，達到一看到編號就能迅速找到對應的元器件。元件絲印位置放置應與元件實際位置一致，不可錯亂。IC的首引腳必須有明顯標志。對某些元件，在不同的情況或不同的產(chǎn)品中其參數(shù)不同，應有標注說明。電源線、信號線在插座、插頭處必須明顯標識功能或線的定義。與金屬件接觸的地方需加一層絲印與綠油隔離。連接器的腳位需有序號及功能說明。在鎖螺絲的地方應標示出螺絲規(guī)格。強電與弱電間應用粗的絲印線分開，高壓部分必部帶有明顯的警告標示。元器件參數(shù)選擇盡量選用公司已有的元器件，不隨便增加新的物料以方便管理。如要增加新物料，應盡量選用標準物料，如用10K電阻，不用11K電阻。電阻的標稱參數(shù)單位是K，或者沒有單位時表示默認單位是歐姆。相同參數(shù)、相同類型用同一封裝。LED燈定義明確：電源燈:綠色；IR燈:紅色；操作指示燈:黃色。LED燈封裝定義：所有LED都用0805封裝；綠色、白色、藍色燈的限流電阻用0805封裝，其它用0603封裝。物料參數(shù)應完整，如電阻需標明阻值及誤差(不標示默認使用5%精度)；電容需標明容量及耐壓；排線標明pin數(shù)、長度及顏色；排針標明pin數(shù)及間距；按鍵必須標明規(guī)格、高度；LED標明顏色以及封裝等。濾波電容必須使用合理，大的電解電容采用時容量必須進行嚴格評估拼板由于外形或為了便于生產(chǎn)的原因，大多數(shù)的PCB都需要拼板。只有采用同一種基材，同一厚度，同一工藝的板才能拼在一起。為了便于在生產(chǎn)時分開拼好的PCB，需考慮拼板方式。拼板連接方式為郵票孔，郵票孔直徑0.6mm，中心間距0.9mm，6—8個為一組。拼板間距通常為2mm，工藝邊為4mm。如果是兩塊單面裝元器件的板，為了提高貼片效率，應將元器件面拼在同一面。對于正方形或長方形的這類直板邊的PCB，拼板時兩板邊可重合放在一起，采用V-CUT方式，需注意的是，由于PCB廠家加工工藝原因，V-CUT方向(與開槽的平行方向)尺寸需不小于80mm，另一方向不小于45mm。15.屏蔽罩及五金支架屏蔽罩及五金支架應與地相連并在板上用絲印標示出屏蔽罩或五金支架的扭動方向。為使屏蔽罩及五金支架的焊接或去錫方便，應采用如上圖的方式處理。16.其它對于已改過很多次的比較復雜的PCB，在改板時不要把整板的淚滴刪除，以免出錯，應采用單獨刪除選中的淚滴方式。電源芯片周圍應盡量留出比較大片的銅鉑并多加過孔以方便散熱。需特別注意的是，某些IC底部會有一接地的散熱塊，在做PCB封裝時需放置一相應大小的焊盤(必須為焊盤，做鋼網(wǎng)才能開窗)，且加上一個或多個過孔以便散熱。BOM輸出為EXCEL文檔，其參數(shù)應盡量詳細(應包括值、耐壓、封裝名稱，數(shù)量、