pcb設(shè)計(jì)規(guī)范國家標(biāo)準(zhǔn)
法律分析:《GB 4588.3-88 印制電路板設(shè)計(jì)和使用》中規(guī)定了pcb設(shè)計(jì)規(guī)范國家標(biāo)準(zhǔn)。印制電路板的布線區(qū)域主要由安裝的元器件類型和數(shù)量,以及互連這些元器件所需要的布線通道決定。在印制電路板外形尺寸已定情況下,布線區(qū)域受制造條件、導(dǎo)軌槽及裝配條件等限制。
法律依據(jù):《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》 第二條 本法所稱標(biāo)準(zhǔn)(含標(biāo)準(zhǔn)樣品),是指農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)以及社會(huì)事業(yè)等領(lǐng)域需要統(tǒng)一的技術(shù)要求。
標(biāo)準(zhǔn)包括國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國家標(biāo)準(zhǔn)分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)、推薦性標(biāo)準(zhǔn),行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)是推薦性標(biāo)準(zhǔn)。
強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)必須執(zhí)行。國家鼓勵(lì)采用推薦性標(biāo)準(zhǔn)。
1. 術(shù)語
1..1 PCB(Print circuit Board):印刷電路板。
1..2 原理圖:電路原理圖,用原理圖設(shè)計(jì)工具繪制的、表達(dá)硬件電路中各種器件之間的連接關(guān)系的圖。
1..3 網(wǎng)絡(luò)表:由原理圖設(shè)計(jì)工具自動(dòng)生成的、表達(dá)元器件電氣連接關(guān)系的文本文件,一般包含元器件封裝、網(wǎng)絡(luò)列表和屬性定義等組成部分。
1..4 布局:PCB設(shè)計(jì)過程中,按照設(shè)計(jì)要求,把元器件放置到板上的過程。
1..5 仿真:在器件的IBIS MODEL或SPICE MODEL支持下,利用EDA設(shè)計(jì)工具對(duì)PCB的布局、布線效果進(jìn)行仿真分析,從而在單板的物理實(shí)現(xiàn)之前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的EMC問題、時(shí)序問題和信號(hào)完整性問題,并找出適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案。
II. 目的
A. 本規(guī)范歸定了PCB設(shè)計(jì)的流程和設(shè)計(jì)原則,主要目的是為PCB設(shè)計(jì)者提供必須遵循的規(guī)則和約定。
B. 提高PCB設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。提高PCB的可生產(chǎn)性、可測(cè)試、可維護(hù)性。
III. 設(shè)計(jì)任務(wù)受理
A. PCB設(shè)計(jì)申請(qǐng)流程當(dāng)硬件項(xiàng)目人員需要進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí),須在《PCB設(shè)計(jì)投板申請(qǐng)表》中提出投板申請(qǐng),并經(jīng)其項(xiàng)目經(jīng)理和計(jì)劃處批準(zhǔn)后,流程狀態(tài)到達(dá)指定的PCB設(shè)計(jì)部門審批,此時(shí)硬件項(xiàng)目人員須準(zhǔn)備好以下資料:
經(jīng)過評(píng)審的,完全正確的原理圖,包括紙面文件和電子件;
帶有MRPII元件編碼的正式的BOM;
PCB結(jié)構(gòu)圖,應(yīng)標(biāo)明外形尺寸、安裝孔大小及定位尺寸、接插件定位尺寸、禁止布線區(qū)等相關(guān)尺寸;
對(duì)于新器件,即無MRPII編碼的器件,需要提供封裝資料;
以上資料經(jīng)指定的PCB設(shè)計(jì)部門審批合格并指定PCB設(shè)計(jì)者后方可開始PCB設(shè)計(jì)。
B. 理解設(shè)計(jì)要求并制定設(shè)計(jì)計(jì)劃
1. 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。2. 在與原理圖設(shè)計(jì)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(shí)鐘、高速總線等,了解其布線要求。理解板上的高速器件及其布線要求。
3. 根據(jù)《硬件原理圖設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求,對(duì)原理圖進(jìn)行規(guī)范性審查。
4. 對(duì)于原理圖中不符合硬件原理圖設(shè)計(jì)規(guī)范的地方,要明確指出,并積極協(xié)助原理圖設(shè)計(jì)者進(jìn)行修改。
5. 在與原理圖設(shè)計(jì)者交流的基礎(chǔ)上制定出單板的PCB設(shè)計(jì)計(jì)劃,填寫設(shè)計(jì)記錄表,計(jì)劃要包含設(shè)計(jì)過程中原理圖輸入、布局完成、布線完成、信號(hào)完整性分析、光繪完成等關(guān)鍵檢查點(diǎn)的時(shí)間要求。設(shè)計(jì)計(jì)劃應(yīng)由PCB設(shè)計(jì)者和原理圖設(shè)計(jì)者雙方簽字認(rèn)可。6. 必要時(shí),設(shè)計(jì)計(jì)劃應(yīng)征得上級(jí)主管的批準(zhǔn)。
IV. 設(shè)計(jì)過程
A. 創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表
1. 網(wǎng)絡(luò)表是原理圖與PCB的接口文件,PCB設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)所用的原理圖和PCB設(shè)計(jì)工具的特性,選用正確的網(wǎng)絡(luò)表格式,創(chuàng)建符合要求的網(wǎng)絡(luò)表。
2. 創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表的過程中,應(yīng)根據(jù)原理圖設(shè)計(jì)工具的特性,積極協(xié)助原理圖設(shè)計(jì)者排除錯(cuò)誤。保證網(wǎng)絡(luò)表的正確性和完整性。
3. 確定器件的封裝(PCB FOOTPRINT).
4. 創(chuàng)建PCB板根據(jù)單板結(jié)構(gòu)圖或?qū)?yīng)的標(biāo)準(zhǔn)板框, 創(chuàng)建PCB設(shè)計(jì)文件;注意正確選定單板坐標(biāo)原點(diǎn)的位置,原點(diǎn)的設(shè)置原則:
A. 單板左邊和下邊的延長(zhǎng)線交匯點(diǎn)。
B. 單板左下角的第一個(gè)焊盤。板框四周倒圓角,倒角半徑5mm。特殊情況參考結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。
B. 布局
1. 根據(jù)結(jié)構(gòu)圖設(shè)置板框尺寸,按結(jié)構(gòu)要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件,并給這些器件賦予不可移動(dòng)屬性。 按工藝設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行尺寸標(biāo)注。
2. 根據(jù)結(jié)構(gòu)圖和生產(chǎn)加工時(shí)所須的夾持邊設(shè)置印制板的禁止布線區(qū)、禁止布局區(qū)域。根據(jù)某些元件的特殊要求,設(shè)置禁止布線區(qū)。
3. 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?yàn)椋涸鎲蚊尜N裝——元件面貼、插混裝(元件面插裝焊接面貼裝一次波峰成型)——雙面貼裝——元件面貼插混裝、焊接面貼裝。
4. 布局操作的基本原則
A. 遵照“先大后小,先難后易”的布置原則,即重要的單元電路、核心元器件應(yīng)當(dāng)優(yōu)先布局
B. 布局中應(yīng)參考原理框圖,根據(jù)單板的主信號(hào)流向規(guī)律安排主要元器件.
C. 布局應(yīng)盡量滿足以下要求:總的連線盡可能短,關(guān)鍵信號(hào)線最短;高電壓、大電流信號(hào)與小電流,低電壓的弱信號(hào)完全分開;模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)分開;高頻信號(hào)與低頻信號(hào)分開;高頻元器件的間隔要充分.
D. 相同結(jié)構(gòu)電路部分,盡可能采用“對(duì)稱式”標(biāo)準(zhǔn)布局;
E. 按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化布局;
F. 器件布局柵格的設(shè)置,一般IC器件布局時(shí),柵格應(yīng)為50--100 mil,小型表面安裝器件,如表面貼裝元件布局時(shí),柵格設(shè)置應(yīng)不少于25mil。
G. 如有特殊布局要求,應(yīng)雙方溝通后確定。
5. 同類型插裝元器件在X或Y方向上應(yīng)朝一個(gè)方向放置。同一種類型的有極性分立元件也要力爭(zhēng)在X或Y方向上保持一致,便于生產(chǎn)和檢驗(yàn)。
6. 發(fā)熱元件要一般應(yīng)均勻分布,以利于單板和整機(jī)的散熱,除溫度檢測(cè)元件以外的溫度敏感器件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的元器件。
7. 元器件的排列要便于調(diào)試和維修,亦即小元件周圍不能放置大元件、需調(diào)試的元、器件周圍要有足夠的空間。
8. 需用波峰焊工藝生產(chǎn)的單板,其緊固件安裝孔和定位孔都應(yīng)為非金屬化孔。當(dāng)安裝孔需要接地時(shí), 應(yīng)采用分布接地小孔的方式與地平面連接。
9. 焊接面的貼裝元件采用波峰焊接生產(chǎn)工藝時(shí),阻、容件軸向要與波峰焊?jìng)魉头较虼怪保枧偶癝OP(PIN間距大于等于1.27mm)元器件軸向與傳送方向平行;PIN間距小于1.27mm(50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。
10. BGA與相鄰元件的距離>5mm。其它貼片元件相互間的距離>0.7mm;貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于2mm;有壓接件的PCB,壓接的接插件周圍5mm內(nèi)不能有插裝元、器件,在焊接面其周圍5mm內(nèi)也不能有貼裝元、器件。
11. IC去偶電容的布局要盡量靠近IC的電源管腳,并使之與電源和地之間形成的回路最短。
12. 元件布局時(shí),應(yīng)適當(dāng)考慮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。
13. 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(hào)的驅(qū)動(dòng)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(hào)的源端與終端,對(duì)于多負(fù)載的終端匹配一定要在信號(hào)的最遠(yuǎn)端匹配。
14. 布局完成后打印出裝配圖供原理圖設(shè)計(jì)者檢查器件封裝的正確性,并且確認(rèn)單板、背板和接插件的信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系,經(jīng)確認(rèn)無誤后方可開始布線。
C. 設(shè)置布線約束條件
1. 報(bào)告設(shè)計(jì)參數(shù)
布局基本確定后,應(yīng)用PCB設(shè)計(jì)工具的統(tǒng)計(jì)功能,報(bào)告網(wǎng)絡(luò)數(shù)量,網(wǎng)絡(luò)密度,平均管腳密度等基本參數(shù),以便確定所需要的信號(hào)布線層數(shù)。
注:PIN密度的定義為: 板面積(平方英寸)/(板上管腳總數(shù)/14)布線層數(shù)的具體確定還要考慮單板的可靠性要求,信號(hào)的工作速度,制造成本和交貨期等因素。
1. 布線層設(shè)置在高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)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(hào)的電磁干擾,相鄰布線層的信號(hào)線走向應(yīng)取垂直方向。可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)1--2個(gè)阻抗控制層,如果需要更多的阻抗控制層需要與PCB產(chǎn)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上。
2. 線寬和線間距的設(shè)置線寬和線間距的設(shè)置要考慮的因素
A. 單板的密度。板的密度越高,傾向于使用更細(xì)的線寬和更窄的間隙。
B. 信號(hào)的電流強(qiáng)度。當(dāng)信號(hào)的平均電流較大時(shí),應(yīng)考慮布線寬度所能承載的的電流,線寬可參考以下數(shù)據(jù):PCB設(shè)計(jì)時(shí)銅箔厚度,走線寬度和電流的關(guān)系不同厚度
注:
i. 用銅皮作導(dǎo)線通過大電流時(shí),銅箔寬度的載流量應(yīng)參考表中的數(shù)值降額50%去選擇考慮。
ii. 在PCB設(shè)計(jì)加工中,常用OZ(盎司)作為銅皮厚度的單位,1 OZ銅厚的定義為1 平方英尺面積內(nèi)銅箔的重量為一盎,對(duì)應(yīng)的物理厚度為35um;2OZ銅厚為70um。C. 電路工作電壓:線間距的設(shè)置應(yīng)考慮其介電強(qiáng)度。輸入150V-300V電源最小空氣間隙及爬電距離
D. 可靠性要求。可靠性要求高時(shí),傾向于使用較寬的布線和較大的間距。
E. PCB加工技術(shù)限制
國內(nèi) 國際先進(jìn)水平
推薦使用最小線寬/間距 6mil/6mil 4mil/4mil
極限最小線寬/間距 4mil/6mil 2mil/2mil
1. 孔的設(shè)置
過線孔
制成板的最小孔徑定義取決于板厚度,板厚孔徑比應(yīng)小于 5--8。孔徑優(yōu)選系列如下:
孔徑: 24mil 20mil 16mil 12mil 8mil
焊盤直徑: 40mil 35mil 28mil 25mil 20mil
內(nèi)層熱焊盤尺寸: 50mil 45mil 40mil 35mil 30mil
板厚度與最小孔徑的關(guān)系:
板厚: 3.0mm 2.5mm 2.0mm 1.6mm 1.0mm
最小孔徑: 24mil 20mil 16mil 12mil 8mil
盲孔和埋孔
盲孔是連接表層和內(nèi)層而不貫通整板的導(dǎo)通孔,埋孔是連接內(nèi)層之間而在成品板表層不可見的導(dǎo)通孔,這兩類過孔尺寸設(shè)置可參考過線孔。應(yīng)用盲孔和埋孔設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)PCB加工流程有充分的認(rèn)識(shí),避免給PCB加工帶來不必要的問題,必要時(shí)要與PCB供應(yīng)商協(xié)商。
測(cè)試孔
測(cè)試孔是指用于ICT測(cè)試目的的過孔,可以兼做導(dǎo)通孔,原則上孔徑不限,焊盤直徑應(yīng)不小于25mil,測(cè)試孔之間中心距不小于50mil。不推薦用元件焊接孔作為測(cè)試孔。
2. 特殊布線區(qū)間的設(shè)定特殊布線區(qū)間是指單板上某些特殊區(qū)域需要用到不同于一般設(shè)置的布線參數(shù),如某些高密度器件需要用到較細(xì)的線寬、較小的間距和較小的過孔等,或某些網(wǎng)絡(luò)的布線參數(shù)的調(diào)整等,需要在布線前加以確認(rèn)和設(shè)置。
3. 定義和分割平面層
A. 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(duì)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(shí),分隔寬度為50mil,反之,可選20--25mil 。
B. 平面分隔要考慮高速信號(hào)回流路徑的完整性。
C. 當(dāng)由于高速信號(hào)的回流路徑遭到破壞時(shí),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(hào)網(wǎng)絡(luò)包圍,以提供信號(hào)的地回路。
布線前仿真(布局評(píng)估,待擴(kuò)充)
C. 布線
1. 布線優(yōu)先次序關(guān)鍵信號(hào)線優(yōu)先:電源、摸擬小信號(hào)、高速信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)和同步信號(hào)等關(guān)鍵信號(hào)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。
2. 自動(dòng)布線在布線質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求的情況下,可使用自動(dòng)布線器以提高工作效率,在自動(dòng)布線前應(yīng)完成以下準(zhǔn)備工作:
自動(dòng)布線控制文件(dofile)
為了更好地控制布線質(zhì)量,一般在運(yùn)行前要詳細(xì)定義布線規(guī)則,這些規(guī)則可以在軟件的圖形界面內(nèi)進(jìn)行定義,但軟件提供了更好的控制方法,即針對(duì)設(shè)計(jì)情況,寫出自動(dòng)布線控制文件(do file),軟件在該文件控制下運(yùn)行。
3. 盡量為時(shí)鐘信號(hào)、高頻信號(hào)、敏感信號(hào)等關(guān)鍵信號(hào)提供專門的布線層,并保證其最小的回路面積。必要時(shí)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(hào)質(zhì)量。
4. 電源層和地層之間的EMC環(huán)境較差,應(yīng)避免布置對(duì)干擾敏感的信號(hào)。5. 有阻抗控制要求的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)布置在阻抗控制層上。
6. 進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵循的規(guī)則
1)地線回路規(guī)則:
環(huán)路最小規(guī)則,即信號(hào)線與其回路構(gòu)成的環(huán)面積要盡可能小,環(huán)面積越小,對(duì)外的輻射越少,接收外界的干擾也越小。針對(duì)這一規(guī)則,在地平面分割時(shí),要考慮到地平面與重要信號(hào)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(jì)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(hào)有效連接起來,對(duì)一些關(guān)鍵信號(hào)盡量采用地線隔離,對(duì)一些頻率較高的設(shè)計(jì),需特別考慮其地平面信號(hào)回路問題,建議采用多層板為宜。
2) 竄擾控制
串?dāng)_(CrossTalk)是指PCB上不同網(wǎng)絡(luò)之間因較長(zhǎng)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。克服串?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。
3) 屏蔽保護(hù)
對(duì)應(yīng)地線回路規(guī)則,實(shí)際上也是為了盡量減小信號(hào)的回路面積,多見于一些比較重要的信號(hào),如時(shí)鐘信號(hào),同步信號(hào);對(duì)一些特別重要,頻率特別高的信號(hào),應(yīng)該考慮采用銅軸電纜屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),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) 走線的方向控制規(guī)則:
即相鄰層的走線方向成正交結(jié)構(gòu)。避免將不同的信號(hào)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(hào)速率較高時(shí),應(yīng)考慮用地平面隔離各布線層,用地信號(hào)線隔離各信號(hào)線。
5) 走線的開環(huán)檢查規(guī)則:
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和接受,否則可能帶來不可預(yù)知的結(jié)果。
6) 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(huì)造成線路特性阻抗的不均勻,當(dāng)傳輸?shù)乃俣容^高時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射,在設(shè)計(jì)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(shí),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(zhǎng)度。
7) 走線終結(jié)網(wǎng)絡(luò)規(guī)則:
在高速數(shù)字電路中,當(dāng)PCB布線的延遲時(shí)間大于信號(hào)上升時(shí)間(或下降時(shí)間)的1/4時(shí),該布線即可以看成傳輸線,為了保證信號(hào)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)構(gòu)有關(guān)。
A. 對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(一個(gè)輸出對(duì)應(yīng)一個(gè)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(jiǎn)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(duì)于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(一個(gè)輸出對(duì)應(yīng)多個(gè)輸出)連接,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)為菊花鏈時(shí),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(shí),可以參考點(diǎn)對(duì)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。
8) 走線閉環(huán)檢查規(guī)則:
防止信號(hào)線在不同層間形成自環(huán)。在多層板設(shè)計(jì)中容易發(fā)生此類問題,自環(huán)將引起輻射干擾。
9) 走線的分枝長(zhǎng)度控制規(guī)則:
盡量控制分枝的長(zhǎng)度,一般的要求是Tdelay<=Trise/20。
10) 走線的諧振規(guī)則:
主要針對(duì)高頻信號(hào)設(shè)計(jì)而言,即布線長(zhǎng)度不得與其波長(zhǎng)成整數(shù)倍關(guān)系,以免產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。
11) 走線長(zhǎng)度控制規(guī)則:
即短線規(guī)則,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡量讓布線長(zhǎng)度盡量短,以減少由于走線過長(zhǎng)帶來的干擾問題,特別是一些重要信號(hào)線,如時(shí)鐘線,務(wù)必將其振蕩器放在離器件很近的地方。對(duì)驅(qū)動(dòng)多個(gè)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)。
12) 倒角規(guī)則:
PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)避免產(chǎn)生銳角和直角,
產(chǎn)生不必要的輻射,同時(shí)工藝性能也不好。
13) 器件去藕規(guī)則:
A. 在印制版上增加必要的去藕電容,濾除電源上的干擾信號(hào),使電源信號(hào)穩(wěn)定。在多層板中,對(duì)去藕電容的位置一般要求不太高,但對(duì)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(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,有時(shí)甚至關(guān)系到設(shè)計(jì)的成敗。
B. 在雙層板設(shè)計(jì)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(shí)還要充分考慮到由于器件產(chǎn)生的電源噪聲對(duì)下游的器件的影響,一般來說,采用總線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較好,在設(shè)計(jì)時(shí),還要考慮到由于傳輸距離過長(zhǎng)而帶來的電壓跌落給器件造成的影響,必要時(shí)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(jì)中,能否正確地使用去藕電容,關(guān)系到整個(gè)板的穩(wěn)定性。
14) 器件布局分區(qū)/分層規(guī)則:
A. 主要是為了防止不同工作頻率的模塊之間的互相干擾,同時(shí)盡量縮短高頻部分的布線長(zhǎng)度。通常將高頻的部分布設(shè)在接口部分以減少布線長(zhǎng)度,當(dāng)然,這樣的布局仍然要考慮到低頻信號(hào)可能受到的干擾。同時(shí)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(duì)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。
15) 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(hào)相接,有助于改善信號(hào)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,這主要是為了方便印制板加工,同時(shí)對(duì)防止印制板翹曲也有一定的作用。
16) 電源與地線層的完整性規(guī)則:
對(duì)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(duì)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(hào)線在地層的回路面積增大。
17) 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(shí)可考慮中間隔地層。
18) 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(shí),則可保持70%的電場(chǎng)不互相干擾,稱為3W規(guī)則。如要達(dá)到98%的電場(chǎng)不互相干擾,可使用10W的間距。
19) 20H規(guī)則:
由于電源層與地層之間的電場(chǎng)是變化的,在板的邊緣會(huì)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(chǎng)只在接地層的范圍內(nèi)傳導(dǎo)。以一個(gè)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(chǎng)限制在接地層邊沿內(nèi);內(nèi)縮100H則可以將98%的電場(chǎng)限制在內(nèi)。
20) 五---五規(guī)則:
印制板層數(shù)選擇規(guī)則,即時(shí)鐘頻率到5MHz或脈沖上升時(shí)間小于5ns,則PCB板須采用多層板,這是一般的規(guī)則,有的時(shí)候出于成本等因素的考慮,采用雙層板結(jié)構(gòu)時(shí),這種情況下,最好將印制板的一面做為一個(gè)完整的地平面層。
D. 后仿真及設(shè)計(jì)優(yōu)化(待補(bǔ)充)
E. 工藝設(shè)計(jì)要求
1. 一般工藝設(shè)計(jì)要求參考《印制電路CAD工藝設(shè)計(jì)規(guī)范》
2. 功能板的ICT可測(cè)試要求
A. 對(duì)于大批量生產(chǎn)的單板,一般在生產(chǎn)中要做ICT(In Circuit Test), 為了滿足ICT測(cè)試設(shè)備的要求,PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)做相應(yīng)的處理,一般要求每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都要至少有一個(gè)可供測(cè)試探針接觸的測(cè)試點(diǎn),稱為ICT測(cè)試點(diǎn)。
B. PCB上的ICT測(cè)試點(diǎn)的數(shù)目應(yīng)符合ICT測(cè)試規(guī)范的要求,且應(yīng)在PCB板的焊接面, 檢測(cè)點(diǎn)可以是器件的焊點(diǎn),也可以是過孔。
C. 檢測(cè)點(diǎn)的焊盤尺寸最小為24mils(0.6mm),兩個(gè)單獨(dú)測(cè)試點(diǎn)的最小間距為60mils(1.5mm)。
D. 需要進(jìn)行ICT測(cè)試的單板,PCB的對(duì)角上要設(shè)計(jì)兩個(gè)125MILS的非金屬化的孔, 為ICT測(cè)試定位用。
3. PCB標(biāo)注規(guī)范。
鉆孔層中應(yīng)標(biāo)明印制板的精確的外形尺寸,且不能形成封閉尺寸標(biāo)注; 所有孔的尺寸和數(shù)量并注明孔是否金屬化。
II. 設(shè)計(jì)評(píng)審
A. 評(píng)審流程設(shè)計(jì)完成后,根據(jù)需要可以由PCB設(shè)計(jì)者或產(chǎn)品硬件開發(fā)人員提出PCB設(shè)計(jì)質(zhì)量的評(píng)審,其工作流程和評(píng)審方法參見《PCB設(shè)計(jì)評(píng)審規(guī)范》。
B. 自檢項(xiàng)目如果不需要組織評(píng)審組進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)審,可自行檢查以下項(xiàng)目。
1. 檢查高頻、高速、時(shí)鐘及其他脆弱信號(hào)線,是否回路面積最小、是否遠(yuǎn)離干擾源、是否有多余的過孔和繞線、是否有垮地層分割區(qū)
2. 檢查晶體、變壓器、光藕、電源模塊下面是否有信號(hào)線穿過,應(yīng)盡量避免在其下穿線,特別是晶體下面應(yīng)盡量鋪設(shè)接地的銅皮。
3. 檢查定位孔、定位件是否與結(jié)構(gòu)圖一致,ICT定位孔、SMT定位光標(biāo)是否加上并符合工藝要求。
4. 檢查器件的序號(hào)是否按從左至右的原則歸宿無誤的擺放規(guī)則,并且無絲印覆蓋焊盤;檢查絲印的版本號(hào)是否符合版本升級(jí)規(guī)范,并標(biāo)識(shí)出。
5. 報(bào)告布線完成情況是否百分之百;是否有線頭;是否有孤立的銅皮。
6. 檢查電源、地的分割正確;單點(diǎn)共地已作處理;
7. 檢查各層光繪選項(xiàng)正確,標(biāo)注和光繪名正確;需拼板的只需鉆孔層的圖紙標(biāo)注。
8. 輸出光繪文件,用CAM350檢查、確認(rèn)光繪正確生成。
9. 按規(guī)定填寫PCB設(shè)計(jì)(歸檔)自檢表,連同設(shè)計(jì)文件一起提交給工藝設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工藝審查。
10. 對(duì)工藝審查中發(fā)現(xiàn)的問題,積極改進(jìn),確保單板的可加工性、可生產(chǎn)性和可測(cè)試性。
在 PCB 設(shè)計(jì)中,有一些國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范可以作為參考,以確保設(shè)計(jì)的合規(guī)性和可靠性。以下是幾個(gè)常見的 PCB 設(shè)計(jì)規(guī)范國家標(biāo)準(zhǔn):
1. IPC-2221/2222:IPC(Institute for Printed Circuits)是 PCB
設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的權(quán)威組織,他們發(fā)布了一系列的標(biāo)準(zhǔn)用來指導(dǎo) PCB 設(shè)計(jì)。IPC-2221 是 PCB
設(shè)計(jì)通用規(guī)范,提供了有關(guān)尺寸、層間距離、線寬線距、孔的規(guī)范等方面的指導(dǎo)。IPC-2222 則是關(guān)于剛性和多層 PCB 的設(shè)計(jì)指南。
2. JIS C 6481:這是日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(Japanese Industrial Standard),用于指導(dǎo) PCB 的設(shè)計(jì)和制造。它包括了
PCB 材料、線寬線距、電氣特性、焊接等方面的規(guī)范。
3. GB/T 15037:這是中國國家標(biāo)準(zhǔn),主要針對(duì) PCB 制造過程進(jìn)行規(guī)范,包括了板材選擇、外觀質(zhì)量、線寬線距、質(zhì)量控制等方面的內(nèi)容。
4. MIL-PRF-55110:這是美國國防部的標(biāo)準(zhǔn),適用于軍事和航空航天領(lǐng)域的 PCB 設(shè)計(jì)和制造。它規(guī)定了 PCB
材料、線寬線距、質(zhì)量控制等方面的要求。
此外,還有許多其他的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,如 ISO 9001(質(zhì)量管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn))、UL(Underwriters
Laboratories)認(rèn)證等。這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范旨在確保 PCB
設(shè)計(jì)的質(zhì)量、可靠性和符合特定行業(yè)或應(yīng)用的要求。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中,建議根據(jù)具體的需求和所在國家/地區(qū)的相關(guān)要求選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行參考和遵循。
室內(nèi)設(shè)計(jì)國家標(biāo)準(zhǔn)是什么?
室內(nèi)設(shè)計(jì)最主要的編制參考標(biāo)注及規(guī)范有以下這些:《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50210-2001《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB300-2001《住宅裝飾裝修工程施工規(guī)范》GB-50327-2001《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》GB50325-2001《建筑安裝分項(xiàng)工程施工工藝規(guī)程》DBJ01-26-96《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范...
消防水池的國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)規(guī)范是什么?
3. 當(dāng)消防水池的總蓄水有效容積大于500立方米時(shí),宜設(shè)置兩個(gè)能獨(dú)立使用的消防水池;當(dāng)大于1000立方米時(shí),應(yīng)設(shè)置能獨(dú)立使用的兩座消防水池。每個(gè)(或座)消防水池應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的出水管,并應(yīng)設(shè)置滿足最低有效水位的連通管,且其管徑應(yīng)能滿足消防給水設(shè)計(jì)流量的要求。4. 儲(chǔ)存室外消防用水的消防水池或供消防車...
建筑類規(guī)范都有哪些
建筑類規(guī)范主要包括:國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。1. 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是由國家權(quán)威機(jī)構(gòu)制定并頒布的,適用于全國范圍內(nèi)的建筑活動(dòng)。如《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》等。這些規(guī)范對(duì)建筑的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定,確保...
圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的國家規(guī)范是什么?
設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范圖例標(biāo)準(zhǔn) 1. 圖紙封面,封底,設(shè)計(jì)圖紙(圖紙尺寸16開)2. 設(shè)計(jì)圖紙目錄和設(shè)計(jì)與施工說明。3. 原始房型平面測(cè)量圖及新建房型建筑圖紙(含所有墻體內(nèi)部尺寸、門窗洞尺寸、上水、煤氣、下水、地漏、坑管、空調(diào)洞、排風(fēng)口、配電箱位置標(biāo)注)。4. 設(shè)計(jì)要求拆建平面圖(拆承重墻...
施工組織設(shè)計(jì)國家規(guī)范
5. 風(fēng)險(xiǎn)管理要求 規(guī)范指導(dǎo)如何識(shí)別、評(píng)估、控制和應(yīng)對(duì)施工過程中可能遇到的風(fēng)險(xiǎn),保障項(xiàng)目的順利進(jìn)行。三、規(guī)范的重要性 施工組織設(shè)計(jì)國家規(guī)范是建筑施工的法定依據(jù),對(duì)于保證施工質(zhì)量、提高施工效率、確保施工安全具有重要意義。施工組織者必須嚴(yán)格遵守這些規(guī)范,確保工程建設(shè)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和要求。四、規(guī)范的實(shí)施...
建筑設(shè)計(jì)規(guī)范有哪些
建筑設(shè)計(jì)規(guī)范主要包括以下幾個(gè)方面:一、國家建筑設(shè)計(jì)規(guī)范 國家建筑設(shè)計(jì)規(guī)范是由國家相關(guān)部門制定并強(qiáng)制執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn),涵蓋了建筑設(shè)計(jì)的各個(gè)方面。這些規(guī)范確保了建筑的安全性、功能性、舒適性和可持續(xù)性。例如,《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》等,都是國家建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中的重要組成部分。二、建筑結(jié)構(gòu)...
陽臺(tái)護(hù)欄設(shè)計(jì)尺寸規(guī)范要求國家標(biāo)準(zhǔn)
陽臺(tái)護(hù)欄設(shè)計(jì)國家標(biāo)準(zhǔn)的尺寸規(guī)范要求,包括《民用建筑設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50352-2019及《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50096-2011在內(nèi)的規(guī)定,旨在確保人身安全與建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。下面將詳細(xì)介紹這些標(biāo)準(zhǔn)的具體要求。首先,根據(jù)《民用建筑設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50352-2019第6.7.3條,陽臺(tái)護(hù)欄應(yīng)以堅(jiān)固、耐久的材料制作,并...
中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范的第四章
第4.1.2條 主機(jī)房?jī)舾撸瑧?yīng)按機(jī)柜高度和通風(fēng)要求確定。宜為2.4~3.0m。第4.1.3條 電子計(jì)算機(jī)機(jī)房的樓板荷載可按5.0~7.5kN m2設(shè)計(jì)。第4.1.4條 電子計(jì)算機(jī)機(jī)房主體結(jié)構(gòu)應(yīng)具有耐久、抗震、防火、防止不均勻沉陷等性能。變形縫和伸縮縫不應(yīng)穿過主機(jī)房。第4.1.5條 主機(jī)房中各類管線宜暗敷,...
暖通設(shè)計(jì)需要哪些規(guī)范
一、國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是暖通設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),包括空氣環(huán)境的控制參數(shù)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)等。如《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》等,這些規(guī)范確保了設(shè)計(jì)的合理性和安全性,是暖通設(shè)計(jì)不可或缺的依據(jù)。二、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是針對(duì)特定行業(yè)或領(lǐng)域的特殊要求進(jìn)行制定。在暖通設(shè)計(jì)中,涉及到特定的設(shè)備...
關(guān)于建筑行業(yè)的所有國家標(biāo)準(zhǔn)
CECS 130:2001混凝沉淀燒杯試驗(yàn)方法,詳細(xì)描述了混凝沉淀燒杯試驗(yàn)的步驟和方法,用于評(píng)估水質(zhì)處理效果。CECS 150:2003高效燃煤鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)程,為燃煤鍋爐房的設(shè)計(jì)提供了規(guī)范,確保鍋爐房的安全、高效運(yùn)行。CECS 08-1988磚砌圓筒倉設(shè)計(jì)規(guī)范,規(guī)定了磚砌圓筒倉的設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn),適用于糧食、化工等行業(yè)的倉儲(chǔ)...
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