PCB电路设计标准规范及要求.doc

PCB电路设计规范及要求板布局要求一、印制线路板上元器件放置通常次序： 1、放置和结构有紧密配合固定位置元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接件之类，这些器件放置好后用软件LOCK 功效将其锁定，使之以后不会被误移动； 2、放置线路上特殊元件和大元器件，如发烧元件、变压器、IC 等； 3、放置小器件。 二、元器件离板边缘距离：1、画定布线区域距PCB板边1mm区域内，和安装孔周围1mm内，严禁布线；2、可能话全部元器件均放置在离板边缘3mm以内或最少大于板厚，这是因为在大批量生产流水线插件和进行波峰焊时，要提供给导轨槽使用，同时也为了预防因为外形加工引发边缘部分缺损，假如印制线路板上元器件过多，不得已要超出3mm范围时，能够在板边缘加上3mm辅边，辅边开V 形槽，在生产时用手掰断即可。 三、高低压之间隔离：在很多印制线路板上同时有高压电路和低压电路，高压电路部分元器件和低压部分要分隔开放置，隔离距离和要承受耐压相关，通常情况下在kV时板上要距离2mm，在此之上以百分比算还要加大，比如若要承受3000V耐压测试，则高低压线路之间距离应在3.5mm以上，很多情况下为避免爬电，还在印制线路板上高低压之间开槽。 四、元件布局基础规则1. 按电路模块进行布局，实现同一功效相关电路称为一个模块，电路模块中元件应采取就近集中标准，同时数字电路和模拟电路分开； 2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元器件，螺钉等安装孔周围3.5mm（对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔和元件壳体短路； 4. 元器件外侧距板边距离为5mm； 5. 贴装元件焊盘外侧和相邻插装元件外侧距离大于2mm； 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能和其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边尺寸大于3mm； 7. 发烧元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8. 电源插座要尽可能部署在印制板四面，电源插座和其相连汇流条接线端应部署在同侧。尤其应注意不要把电源插座及其它焊接连接器部署在连接器之间，以利于这些插座、连接器焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器部署间距应考虑方便电源插头插拔； 9. 其它元器件部署：全部IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向相互垂直； 10、板面布线应疏密适当，当疏密差异太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或0.2mm)； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。关键信号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、有极性器件在以同一板上极性标示方向尽可能保持一致。印制线路板走线要求一、印制导线布设应尽可能短在高频回路中更应如此；印制导线拐弯应成圆角，而直角或尖角在高频电路和布线密度高情况下会影响电气性能；当两面板布线时，两面导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线，避免相互平行，以减小寄生耦合；作为电路输入及输出用印制导线应尽可能避免相邻平行，以免发生回授，在这些导线之间最好加接地线。 二、印制导线宽度：1、导线宽度应以能满足电气性能要求而又便于生产为宜，它最小值以承受电流大小而定，但最小不宜小于0.2mm，在高密度、高精度印制线路中，导线宽度和间距通常可取0.3mm；2、导线宽度在大电流情况下还要考虑其温升，单面板试验表明，当铜箔厚度为50m、导线宽度11.5mm、经过电流2A时，温升很小，所以，通常选择11.5mm宽度导线就可能满足设计要求而不致引发温升；3、印制导线公共地线应尽可能地粗，可能话，使用大于23mm线条，这点在带有微处理器电路中尤为关键，因为当地线过细时，因为流过电流改变，地电位变动，微处理器定时信号电平不稳，会使噪声容限劣化；4、在DIP封装IC脚间走线，可应用1010和1212标准，即当两脚间经过2根线时，焊盘直径可设为50mil、线宽和线距全部为10mil，当两脚间只经过1根线时，焊盘直径可设为64mil、线宽和线距全部为12mil。 5、电源线尽可能宽，不应低于18mil，信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil（或8mil）；线间距不低于10mil；PCB设计铜铂厚度、线宽和电流关系表铜厚/35um铜厚/50um铜厚/70um线宽（mm）电流（A）电流（A）电流（A）2.54.55.16244.35.11.53.23.54.21.22.733.612.22.630.822.42.80.61.61.92.30.51.351.720.41.11.351.70.30.81.11.30.20.550.70.90.150.20.50.7以上数据均为10下线路电流承载值也能够使用经验公式计算:0.15X线宽=电流A 导线阻抗:0.0005 X 线长/ 线宽三、印制导线间距：相邻导线间距必需能满足电气安全要求，而且为了便于操作和生产，间距也应尽可能宽些。最小间距最少要能适合承受电压。这个电压通常包含工作电压、附加波动电压和其它原因引发峰值电压。假如相关技术条件许可导线之间存在某种程度金属残粒，则其间距就会减小。所以设计者在考虑电压时应把这种原因考虑进去。在布线密度较低时，信号线间距可合适地加大，对高、低电平悬殊信号线应尽可能地短且加大间距。 四、印制导线屏蔽和接地：印制导线公共地线，应尽可能部署在印制线路板边缘部分。在印制线路板上应尽可能多地保留铜箔做地线，这么得到屏蔽效果，比一长条地线要好，传输线特征和屏蔽作用将得到改善，另外起到了减小分布电容作用。印制导线公共地线最好形成环路或网状，这是因为当在同一块板上有很多集成电路，尤其是有耗电多元件时，因为图形上限制产生了接地电位差，从而引发噪声容限降低，当做成回路时，接地电位差减小。另外，接地和电源图形尽可能要和数据流动方向平行，这是抑制噪声能力增强秘诀；多层印制线路板可采取其中若干层作屏蔽层，电源层、地线层均可视为屏蔽层，通常地线层和电源层设计在多层印制线路板内层，信号线设计在内层和外层。 焊盘要求一、 焊盘直径和内孔尺寸：焊盘内孔尺寸必需从元件引线直径和公差尺寸和搪锡层厚度、孔径公差、孔金属化电镀层厚度等方面考虑，焊盘内孔通常大于0.6mm，因为小于0.6mm孔开模冲孔时不易加工，通常情况下以金属引脚直径值加上0.2mm作为焊盘内孔直径，如电阻金属引脚直径为0.5mm时，其焊盘内孔直径对应为0.7mm，焊盘直径取决于内孔直径，以下表： 孔直径0.40.50.60.81.01.21.62.0焊盘直径1.51.522.53.03.541当焊盘直径为1.5mm时，为了增加焊盘抗剥强度，可采取长大于1.5mm，宽为1.5mm和长圆形焊盘，此种焊盘在集成电路引脚焊盘中最常见。 2对于超出上表范围焊盘直径可用下列公式选择：直径小于0.4mm孔：Dd0.53直径大于2mm孔：Dd1.52式中：（D焊盘直径，d内孔直径）相关焊盘其它注意点： 1、 正常过孔不低于30mil； 双列直插：焊盘60mil，孔径40mil；1/4W电阻： 51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘62mil，孔径42mil；无极电容： 51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘50mil，孔径28mil；2、焊盘内孔边缘到印制板边距离要大于1mm ，这么能够避免加工时造成焊盘缺损， 3、焊盘开口：有些器件是在经过波峰焊后补焊，但因为经过波峰焊后焊盘内孔被锡封住，使器件无法插下去，处理措施是在印制板加工时对该焊盘开一小口，这么波峰焊时内孔就不会被封住，而且也不会影响正常焊接。 4、焊盘补泪滴：当和焊盘连接走线较细时，要将焊盘和走线之间连接设计成水滴状，这么好处是焊盘不轻易起皮，而且走线和焊盘不易断开。相邻焊盘要避免成锐角或大面积铜箔，成锐角会造成波峰焊困难，而且有桥接危险，大面积铜箔因散热过快会造成不易焊接。 大面积敷铜要求印制线路板上大面积敷铜常见于两种作用，一个是散热，一个用于屏蔽来减小干扰，初学者设计印制线路板时常犯一个错误是大面积敷铜上没有开窗口，而因为印制线路板板材基板和铜箔间粘合剂在浸焊或长时间受热时，会产生挥发性气体无法排除，热量不易散发，以致产生铜箔膨胀，脱落现象。所以在使用大面积敷铜时，应将其开窗口设计成网状。 跨接线使用要求在单面印制线路板设计中，有些线路无法连接时，常会用到跨接线，在初学者中，跨接线常是随意，有长有短，这会给生产上带来不便。放置跨接线时，其种类越少越好，通常情况下只设6mm，8mm，10mm三种，超出此范围会给生产上带来不便。 板材和板厚要求印制线路板通常见覆箔层压板制成，常见是覆铜箔层压板。板材选择时要从电气性可靠性、加工工艺要求、经济指标等方面考虑。常见覆铜箔层压板有：分类材质名称代码特征刚性覆铜箔板纸基板酚醛树脂覆铜箔板FR-1经济，阻燃FR-2高电性，阻燃（冷冲）XXXPCXPC环氧树脂覆铜箔板FR-3高电性，阻燃聚酯树脂覆铜箔板玻璃布基板玻璃布环氧树脂覆铜箔板FR-4耐热玻璃布环氧树脂覆铜箔板FR-5玻璃布聚酰亚胺树脂覆铜箔板GPY环氧树脂纸芯-玻璃布环氧树脂覆铜箔板CEM-1阻燃CEM-2非阻燃玻璃毡芯-玻璃布环氧树脂覆铜箔板CEM-31、覆铜箔酚醛纸质层压板:是由绝缘浸渍纸(TFz一62)或棉纤维浸渍纸(1TZ-一63)浸以酚醛树脂经热压而成层压制品，两表面胶纸可附以单张无碱玻璃浸胶布，其一面敷以铜箔。关键用作无线电设备中印制电路板。2、覆铜箔环氧纸质层压板、3、覆铜箔环氧玻璃布层压板、4覆铜箔环氧酚醛玻璃布层压板、5、覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板6、多层印制线路板用环氧玻璃布因为环氧树脂和铜箔有极好粘协力，所以铜箔附着强度和工作温度较高，能够在260熔锡中浸焊而无起泡。环氧树脂浸渍玻璃布层压板受潮湿影响较小。超高频印制线路最优良材料是覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板。在有阻燃要求电子设备上，还要使用阻燃性覆铜箔层压板，其原理是由绝缘纸或玻璃布浸渍了不燃或难燃性树脂，使制得覆铜箔酚醛纸质层压板、覆铜箔环氧纸质层压板、覆铜箔环氧玻璃布层压板、覆铜箔环氧酚醛玻璃布层压板，除了含有同类覆铜箔层压板相拟性能外，还有阻燃性。 印制线路板厚度应依据印制板功效及所装元件重量、印制板插座规格、印制板外形尺寸和所承受机械负荷来决定。多层印制板总厚度及各层间厚度分配应依据电气和结构性能需要和覆箔板标准规格来选择。常见印制线路板厚度有0.5mm、1mm、1.5mm、2mm等。