PCB LAYOUT设计规范

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                                                         初级的设计规则

一. 零件的选择
    结合使用穿孔和SMT零件以达到最低的网格线做最好的功能.
二. 线宽
    1. 最小线宽应该为0.25mm.
    2. 最小线宽应该计算,1/2 OZ(铜厚约为0.035mm)的铜皮通过的电流为19A/mm2,线宽1mm可通过最大电流=19A/mm2x0.035mmx1mm=0.66A 线宽 铜厚 电流 1/2 OZ 1 OZ 2 OZ
1A 1.5mm 0.8mm 0.4mm
2A 3.0mm 1.5mm 0.8mm
三. 焊盘尺寸
    1. 板材是FR4焊盘最小尺寸为:ψ1.5mm.
    2. 板村是XPC焊盘最小尺寸为:ψ1.8mm.
    3. 一般普通焊盘最小尺寸=孔+1.1mm
    4.大电流焊盘最小尺寸=孔+线宽
四. 绿油(防焊)
    焊盘尺寸+0.15mm(圆形)
五. 白油(丝印)
    1. 印白油的高度最小为:1.5mm.
    2. 印白油的线宽最小为:0.3mm.
六. 装配孔
    1. 孔边距板边最小距离为:2.5mm.
    2. 孔径=螺丝直径+0.4mm.
    3. 距螺丝头1mm范围内不得有铜皮.
七. 橡胶按键
    1. 橡胶按键走线间隔为:0.3mm,四边走线最小为:0.6mm.
    2. PCB上用来穿过橡胶按键脚的孔径应是脚径的85%~90%.
    3. 开关上的金属永远是接地.
八. 基准点
    PCB总要使用一个基准点.
九. 镍/金电镀
    按键.金手指和邦定IC应该进行电镀处理.
十. 接地
    1．一般采用星形接地法.
    2．高频线路宜采用大面积多垂平行接地法.
十一. PCB小板开割
    1. 增加ψ0.2mm填充全内角不小于900
    2. 零件插孔距PCB边3mm以上.
    3. PCB应该最小两个平行面.
    4. 金手指插孔尺寸=(宽+0.5mm)*(厚+0.2mm).
十二. 零件排列.
    1. 焊接点的距离应比零件脚多1mm.
    2. 零件应该排列整齐.
十三. 测试点.
    全部测试点在PCB可令测试省力的区域.
十四. 退耦电容
    退耦电容应尽可能靠近MCU.
十五. 电阻或石英振荡
    1. 振荡线路的电路,振荡电阻或石英要尽可能靠近MCU.
    2. 在多层PCB,任何信号线都 不允许交叉在振荡范围.
    3. 振荡地不允许连接到大电流回路.
    4. 大电流线路应该是保持远离振荡线路.
十六. 双面PCB
    1. 大电流贯孔不能盖绿油,贯孔不能多于2个(地和电源).贯孔直径最小为最小线宽的1/3,焊盘直径为最小线宽和孔径.
    2. 普通贯孔直径:ψ0.5mm~ψ2.5mm.
十七. 散热
    1. 由PCB自己散热,晶体管位可额外加铜皮散热.
    2. 晶体管应加散热片.
十八. 电源驱动电流高于500mA.
    1. 晶体管的集电极或发射极走线尽可能大(加大铜皮).
    2. 晶体管的发射极跟基极走线避免相会.
    3. 电池线要尽量靠近马达驱动路线,对于多垂的马达驱动线路,电池线应该最靠近电流一点.
    4. 当电流高于2A时,取消集电极/发射极/基极上的绿油.
    5. 对于双面PCB,使用若干(最少2个)大焊盘穿孔取代多垂贯孔,孔径最少1/3走线宽度,焊盘尺寸是最小线宽加上孔的直孔.
十九. PVC线的输出.
    设计应该使PVC线容易从PCB板上输出,不可令其交叉.
二十. 附属PCB
    在附属PCB里多余铜应该将开关外壳,LED等连接到地线或电源线.
    中级的设计规则
二十一. 极性
    在有极性电容:二极管.三极管上加上pin1(1脚)在同一方向.
二十二. 正方形脚
    在有极性零件pinl做成正方形焊盘(带极性电线也是如此)
二十三. 零件方向.
    如有可以,应该将零件往一个方向摆放.
二十四. 开模冲孔
    如果可能要使用装配孔,这些孔定位在上左,下左和下右.
二十五. 方形槽(后焊防堵).
二十六. 线头
    在多余的PCB开孔穿线过支后再焊接,避免线头断开.
二十七. 电线行程
    1. 应该使电流容易从PCB上输出,不要交叉.
    2. 铜皮走线尽可能做大.
                                               
                                                PCB LAYOUT 规则

一. 板材的选用
    1. 一般地,需BONDING的PCB,都选用1/2 OZ铜皮的板材;普通PCB一般都 选用10Z铜皮的板材;对于大电流的PCB或带有磨榨位的PCB,会选用2OZ铜皮的板材.
    2. P.P纸板一般会用1.6mm厚的板材;环氧树脂板一般会用厚度超过0.8mm的板材.但当PCB尺寸大于30X25mm2 ,且用着较多的贴片组件时,一般用大于1.0mm的板材.
二. PCB的外形尺寸
    1 PCB的板边至铜皮的距离一般选1mm.最少不能小于0.5mm.但当小于1mm时,需有其它补救措施.
    2.零件孔边与板边的距离一般要大于3mm.
      2.3.PCB外形的内角小于等于90度时,必须用R大于1mm的圆弧.
      2.4.镙丝孔周围,3倍镙丝直径范围内不要走铜皮或放焊盘
    3. Through Hole (插件) PCB设计基本常识
      3.1.PCB最少有两平行边,或拼板后有平行边,以方便过波峰机及切脚机.
      3.2.一般0.6mm零件脚线径的焊盘,需选用直径大于2.5mm的焊盘,0.8mm线径的焊盘,需选用3mm以上的焊盘,若不能满足此要求,需将焊盘加长以增大铜皮面积.
      3.3.普通组件(脚粗小于ψ0.6mm)插孔一般取0.8mm,而0.8mm脚 粗的零件,其插孔一般取1.0mm,26#线的电线孔一般取ψ1.0~ψ1.1mm;22#线的电线孔一般取ψ1.3~1.4mm.
      3.4.电线焊盘最好是ψ2.5~ψ3mm.若是手工焊接,其焊盘要开止焊盘槽,槽宽一般0.5mm.
      3.5.铜导线与焊盘连接处加粗(泪眼型),减小断线机会
      3.6.线与线连接处加粗,线转弯必须大于900或用圆弧.
      3.7.定位孔边距PCB边缘最少2mm.若孔大于ψ2mm,其距离应大于孔直径.
      3.8.插BONDING板之槽,最好为BONDING板长度加上0.5mm,宽度为BONDING板厚度加上0.2mm.
      3.9.若要使用多条跳线时,最好只用相同尺寸或尽量减少尺寸种类.
      3.10.组件两端焊盘的跨距,应略大于组件体轴向尺寸,最好单边大于1mm.这样便于组件弯脚,避免齐根弯拆,损坏组件(如图五).
      3.11.组件的排列格式:分不规则排列和规则排列.
      3.11.1不规则排列,即组件轴线方向彼此不一致,排列顺序也没规则,其好处是使布线方便,并可缩短.减少元器件的联机,减少线路板的分布参数,抑制干扰,适用于高频电路.
      3.11.2.规则排列:元器件的轴向排列一致并与边垂直或平行,好处是方便装配,焊接,调式,维修,版面美观,坏处是元器件联机会增加,适于低频电路.数字电路.
      3.12.印制导线的宽度,要考虑载流量,可按19A/ mm2计算,铜箔厚1/20Z约0.035mm.1mm宽的导线,允许通过665mA电流.对IC信号线,导线宽度最细可选在0.20mm,间距0.2mm.但应根据板面大           小尽量加宽导线及其间距.
      3.13.双面板的过孔(非零件孔)可用绿油盖住.但通过大电流的过孔,一定不要用绿油盖住.
      3.14.大面积上锡的铜皮,其阴焊层需打十字.
      3.15.双面板的金属通孔最小为0.5mm(目前PCB厂可加工的最小尺寸).在确定孔直径时要考虑”通孔形状比”一即PCB的厚度与通孔直径之比,不得大于2.5mm.
    4.SMT PCB 设计
      4.1.SMT PCB上元器件的布局
        4.1.1当电路板放到回流焊炉的传送带上时,元器件的长轴应该与设备的传动方向垂直,这样可以防止在焊接过程中出现元器件在板上漂移或”竖碑”的现象.
        4.1.2.PCB上的元器件要均匀分布,特别要把大功率的器件分散开,避免电路工作时PCB上局部过热产生应力,影响焊点的可靠性.
        4.1.3.双面贴装的元器件,两面上体积较大的器件要错开安装位置,否则在焊接过程中会因为局部热容量增大而影响焊接效果.
        4.1.4.在波峰焊接面上不能放置PLCC/QFP等四边有引脚的器件.
        4.1.5.安装在波峰焊接面上的SMT大器件,其长轴要和焊锡波峰流动的方向平行,这样可以减少电极间的焊锡桥接.
        4.1.6.波峰焊接面上的大.小SMT元器件不能排成一条直线,要错开位置,这样可以防止焊接时因焊料波峰的”阴影”效应造成的虚焊漏焊.
      4.2.SMT PCB上的焊盘.
        4.2.1.波峰锡接面上的SMT元器件,其较大组件之焊盘(如三极管,插座等)要适当加大,如SOT23之焊盘可加长0.8~1mm.这样可以避免因组件的”阴影效应”而产生的空焊.
        4.2.2.焊盘的大小要根据元器件的尺寸确定,如下图所示,焊盘的宽度等于或略大于元器件电极的宽度,焊接效果最好.
        4.2.3.在两个互相连接的元器件之间,要避免采用单个的大焊盘,因为大焊盘上的焊锡将把两元器件拉向中间,正确的做法是把两元器件的焊盘分开,在两个焊盘中间用较细的导线连接.              如果要求导线通过较大电流可并联几根导线,导线上覆盖绿油.如下图:
        4.2.4.元器件不能靠得太近,防止元器件在焊接时移动,焊盘之间的距离不得小于0.6mm,一般应在1.2mm以上.
        4.2.5.SMT元器件的焊盘上或在其附近不能有通孔,否则在流回flow过程中,焊盘上的焊锡熔化后会沿着通孔流走,会产生虚焊,少锡,还可能流到板的另一面造成short短路.
另重复提示:
    1. SMT PCB上必须做至少2个(对角)ψ1mm的独立的裸铜皮.便于贴片机对点.
    2. 必须做两个定位孔,如下图:
    5.印制板的防干扰常识
    5.1.放大电路的输入部分和输出部分要隔开,以免产生交连.如图一:
    5.2.高电平信号和低电平信号电路不要相互平行,特别是高阻抗低电平的电平的信号电路,应尽可能靠近地电位.
    5.3. 不同系统的低电平,高阻抗电路不能靠近平行,如图二:
    5.4.由于电源线可视为地电位,所以在相互靠近的不同系统之间设置电源线成地线可起到屏蔽作用.如图二中在A,B中间穿一条地线.
    5.5.在安装电源走线时,每1~3个TTLIC(或D—RAM),2~6个CMOS IC,都应在IC的地方设置旁路电容,越近越好
    5.6.接地方式:地线布置不要形成死循环,如要用死循环则环要尽量小,应采用如下几种方式:
    5.6.21.并联分路式,即把几部分的地线分别通过各处的地线,汇总到总接地点上,如图三:
    5.6.2.大面积覆盖接地,即在高频电路中尽量扩大地面面积,可减少地线的感抗,削弱地在线产生的高频信号.还可对电场干扰起到屏蔽作用
    5.6.3.上下层地线可多孔连接,孔与孔之间距离取5mm.
    5.7.对于有磁性组件的板,如喇叭,变压器,继电器等,应注意分析磁性组件的磁场方向,减少印制导线,对磁力线的切割.
    5.8.电感不能平行布放.
    5.9.高频振荡部分需用地线来与其它部分分开.
    5.10.高频线路的输入输出需从小到大,一级级直线排列.
    6.BONDING PCB设计基本常识
    6.1.PCB晶粒(IC)底座设计,一般依晶粒尺寸大小每边加0.25mm.例如晶粒为5X5mm,则PCB晶粒底座须设计为5.5X5.5mm.
    6.2.若有接地线,则接地线一边需再加0.25mm.也就是依上例有接地线PCB晶粒底座必须为5.5X5.75mm.
    6.3.晶粒底座电位,考虑降低噪声干扰,应将晶粒底座接VCC或GROUND.N型 基材则晶粒座接VCC,P型基材,则晶粒底座接GROUND,接错将造成大电流,而损坏晶粒,也有的晶粒抗干扰能力强,可        不接任何电位.(咨询晶粒公司)
    6.4.晶粒底座中间不应有空穴,应为平坦的铜皮,以免残留空气,晶粒底座边缘无毛刺.
    6.5.晶粒最好放在PCB中心,PCB若放置多个晶粒时,则晶粒的排列尽量在同一轴上,且各晶粒间的间隔保持一致.
    6.6.晶粒底座的边缘与邦线金手指相距0.5mm.若中间要走线只能走一条线,最大间距1mm,以便保证邦线最长不超过3mm.
    6.7.邦定金手指宽度至少0.15mm.但电源线宽要依其载流量计算.邦定金手指之间的距离至少0.15mm,保证邦线焊点之间距离至少0.3mm避免短路.但一般会取铜皮正公差,间隙负公差.
    6.8.非BONDING区域有阻焊膜,阻焊膜(SOLDER MASK)距金手指边1.2mm.并在此处印一道宽为0.7~1.0mm的白油圈(可为圆形和长方形).
    6.9.BONDING区域不能有任何孔(过孔.穿孔,组件孔等)以免泄漏黑胶,吸收水气等.
    6.10.外围组件焊点边缘(包括SMD)与BONING区域边缘距离a.若组件高度在1.5mm以下,距离至少1.5mm:b.若组件高度在1.5mm以上,距离至少6mm.
    6.11.BONDING区域边缘距接插金手指边缘至少1.5mm,接插金手指没有阴焊膜.如图一:
    6.12.接插BONDING板,外形及尺寸见图一,图中X为主板厚度.接插金手指最小宽度0.87mm.金手指间间距最小0.4mm,但铜皮取正公差,间距取负公差,但需手工焊接,晶粒放在PCB中心.
    6.13.在邦定区域的一个对角设两个对准点,便于提高打线位置精度,对准点为“+”或“╗”型 ,用于全自动邦机(AB559)的PCB更应如此.
    6.14.邦线金手指尽量正对晶粒PAD,若必须偏移,需考虑邦线(铝线)间的短路问题.
    6.15.插卡类Bonding PCB A.B角要倒45度角,C.D边要倒30~35度的角.