PCB LAYOUT作业规范.doc

文件各 ： PCB LAYOUT 作业规范文件编号：RD-000第 1 页 共 49 页版本号：00一、目的：为使PCB产品设计能够兼顾实现设计理念与生产规范的需求，确保产品品质优良，易于生产、不良率低，同时以创新设计，产品符合国际标准。准时提供高质量产品来满足顾客的需求。二、适用范围： 效鸿光电（东莞）有限公司的POWER、INVERTER与LIPS产品之基板设计(PCB LAYOUT)适用。 三、具体内容： (1) 基板（PCB）设计标准 .2-7(2) 安规作业部分.7-10(3) 抗干扰、EMC部分.11-15(4) 整体布局及走线部分.15-21(5) 热设计部分.21(6) 工艺处理部分.21-34(7) 特殊元件布线要求.34-35(8) 检查部分.35-36(9) 零件库元件封装对照表（原理图、PCB）.36-43(10) 原理图作业规范.42-44(11) 附件（只供参考）.45-48发放部门：开发部 文控编制：审核：批准： 本文件之著作权属于效鸿光电（东莞）有限公司，未经允许不得翻印 文件各 ： PCB LAYOUT 作业规范文件编号：RD-000第 10 页 共 49 页版本号：00（1）基板设计标准1、设计基本事项10标准尺寸法依客户外形尺寸、固定孔洞、限制区域等规格书为基准。11标准文字原则上字体以“sans serif”为主，文字高1mm、宽0.8mm、间隔0.2mm为下限。12MPT MARK在基板中MPT MARK一定要明记，字体格式为“sans serif”字型。13其它字MARK图面序号明记在基板中图面序号、机种名、版数原则上须明记，版数的标示以基板之右上角及左下角两处，若因印刷空间关系，则标示一处亦可。14基板LAYOUT布线区客户外形尺寸往内缩0.5mm为基板外形尺寸，基板外形尺寸往内缩0.5mm为实装LAYOUT区。但使用合成材及尿素材时则客户外形尺寸缩减1.0mm为基板外形尺寸，实装LAYOUT区再依基板外形尺寸内缩0.5mm。15基板限定层面定义(1)基板外框限制使用MECHNICAL 1层面(2)基板开槽限制使用DRILL DRAWING层面(3)基板尺寸标注限制使用DRILL DRAWING层面1.6板框线宽限制至少0.15mm。1.7零件摆放需依照机构图上之机构限高区域而摆放之。18字型限用“sans serif”字型。2、基板规范 2.0基板材料 (以下记基材使用为基准)基板种类NEMA规格名UL耐燃性备考玻璃纤维材FR-4FR-4-86 (南亚)MCL E-67 (日立化成)94V-0t=1.6t=1.2t=1.2t=0.8合成材CEM-3CEM-3-86 (南亚)910 (OAK)94V-0t=1.6t=1.0合成材CEM-1CEM-1-87 (南亚)930 (OAK)94V-0t=1.6t=1.0纸质尿素材XPC-FRCCP-3400 (庆光)94V-0t=1.6t=1.0t=0.8 纸质尿素材FR-2 相当RC-6600 (钟渊化学)94V-0t=1.62.1板厚FR-4CEM-3CEM-1XPC-FRFR-20.8t0.170.170.140.11.0t0.180.180.160.121.2t0.190.190.170.131.6t0.190.190.180.140.052.0t0.210.210.200.1623铜皮厚度标准以35m为主0.018mm (18m , 1/2盎司) +0.007- 0.0050.035mm (35m , 1盎司) +0.001- 0.0050.070mm (70m , 2盎司) +0.018- 0.00824贯孔喷锡标准贯孔喷锡厚度为30m (贯孔内壁镀铜厚度需20m以上)25外形加工公差外形寸法公差16以下0.116以上0.226 VCUT尺寸板厚材质公差1.6tCEM-30.70.151.6tFR-40.50.11.0tCEM-3FR-4XPC-FR0.4+0.1 -0.050.8tCEM-3FR-4XPC-FR0.3 +0.1 -0.0527基板弯曲规定 厚度（t） h 基板弯曲标准如下：弯曲度(X)=h-t/L100% 单面板：X0.7% 双面板：X0.5% 。28孔洞280最小孔洞径基材板厚FR-1FR-2CEM-1CEM-3FR-40.8t0.50.40.40.50.8t (多层)0.40.40.51.0t0.50.50.40.51.2t0.60.60.40.51.6t0.80.80.40.5 281开孔孔径公差 1、通常孔径(NPTH)公差为0.1 (mm) 2、导穿孔径(PTH)公差为0.1 (mm)282开槽0.2mm8milVia Hole塞孔孔径=2.0mm。大小信号线大电流走线32小信号线处理：电路板布线尽量集中，减少布板面积提高抗干扰能力。33一个电流回路走线尽可能减少包围面积。信号线如：电流取样信号线和来自光耦的信号线34光电耦合器件，易受干扰，应远离强电场、强磁场器件，如大电流走线、变压器、高电位脉动器件等。35多个IC等供电，Vcc、地线注意。并联单点接地，互不干扰。 串联多点接地，相互干扰。36、噪声要求360尽量缩小由高频脉冲电流所包围的面积，如下（图一、图二）图一一般布板方式： 图二 散热器361滤波电容尽量贴近开关管或整流二极管如上图二，C1尽量靠近Q1，C3靠近D1等362脉冲电流流过的区域远离输入、输出端子，使噪声源和输入、输出口分离，如A105。电路管 图三图三：MOS管、变压器离入口太近，电磁的辐射能量直接作用于输入端，因此，EMI测试不通过电路管入口管电路图四图四：MOS管、变压器远离入口，电与磁的辐射能量距输入端距离加大，不能直接作用于输入端，因此EMI传导能通过。363控制回路与功率回路分开，采用单点接地方式，如图五。地T控制部光耦GND功率部分+1243图五1、3842、3843、2843、2842IC周围的元件接地接至IC的地脚 （第5脚）；再从第5脚引出至大电容地线。 2、光耦第3脚地接到IC的第2 脚，第2脚接至IC的5脚上。图六364必要时可以将输出滤波电感安置在地回路上。365用多只ESR低的电容并联滤波。366用铜箔进行低感、低阻配线，相邻之间不应有过长的平行线，走线尽量避免平行、交叉用垂直方式，线宽不要突变，走线不要突然拐角（即：直角）。 （同一电流回路平行走线，可增强抗干扰能力）367抗干扰要求1、尽可能缩短高频元器件之间连线，设法减少它们的分布参数和相互间电磁干扰，易受干扰的元器件不能和强干扰器件相互挨得太近，输入输出元件尽量远离。2、某些元器件或导线之间可能有较高电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。（4）整体布局及走线原则40、整体布局400、散热片分布均匀，风路通风良好。风扇S1S3S2风扇风路好风路不好散热片挡风路， 通风良好，不利于散热。 利于散热。4.0.1电容、IC等与热元件（散热器、整流桥、续流电感、功率电阻）要保持距离。以避免受热而受到影响。4.0.2电流环为了穿线方便，引线孔距不能太远或太近。4.0.3输入/输出、AC/插座要满足两线长短一致，留有一定空间裕量，注意插头线扣所占的位置、插拔方便，输出线孔整齐，好焊线。4.0.4元件之间不能相碰、MOS管、整流管的螺钉位置、压条不能与其它元件相碰，以便装配工艺尽量简化 元器件 压条 元器件 MOS管电容和电阻与压条或螺钉相碰，在布板时可以先考虑好螺钉和压条的位置。4.0.5除温度开关、热敏电阻外，对温度敏感的关键元器件（如IC）应远离发热元件，发热较大的器件应与电容等影响整机寿命的器件有一定的距离。4.0.6对于电位器，可调电感、可变电容器，微动开关等可调元件的布局，应考虑整机结构要求，若是机内调节，应放在PCB板上方便于调节的地方，若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。4.0.7应留出印制PCB板定位孔支架所占用的位置。4.0.8位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不少于2mm。4.0.9输出线、灯仔线、风扇线尽量一排，极性一致与面板对应。4.0.1.0一般布局：小板上不接入高压，将高压元件放在大板上，如有特殊情况，则安规一定要求考虑好。如： 将ZD1、R1放在大板，引入一低压线即可。4.0.1.1初级散热片与外壳要保持5mm以上距离。4.0.1.2反面元件的高度（如图）板反面零件外壳保持零件与外壳的距离4.0.1.3初次级Y电容与变压器磁芯要注意安规。4.1单元电路的布局要求4.1.0要按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。4.1.1 以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局，元器件应均匀整齐，紧凑地排列在PCB上，尽量减小和缩短各元件之间的连接引线。4.1.2在高频下工作要考虑元器件的分布参数，一般电路应尽可能使元器件平行排列，这样不仅美观，而且装焊容易，易于批量生产。4.2布线原则4.2.0输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行，最好加线间地线，以免发生反馈藕合。4.2.1走线的宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为50m，宽度为1mm时，流过1A的电流，温升不会高于3，以此推算2盎司（70m）厚的铜箔，1mm宽可流通1.5A电流，温升不会高于3（注：自然冷却）。4.2.2输入控制回路部分和输出电流及控制部分（即走小电流走线之间和输出走线之间各自的距离）电气间隙宽度为：0.75mm-1.0mm(Min0.3mm)。原因是铜箔与焊盘如果太近易造成短路，也易造成电性干扰的不良反应。4.2.3ROUTE线拐弯处一般取圆弧形，而直角、锐角在高频电路中会影响电气性能。4.2.4电源线根据线路电流的大小，尽量加粗电源线宽度，减少环路阻抗，同时使电源线，地线的走向和数据传递方向一致，缩小包围面积，有助于增强抗噪声能力。4.3地线：4.3.0数字地与模拟地分开，若线路上既有逻辑电路又有线性电路，应使它们尽量分开。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地，高频电路的地宜采用多点串联接地，地线应短而粗，高频元件周围尽量用栅格状大面积地铜箔。4.3.1接地应尽量加粗，若接地线用很细的线条，则接地电位随电流的变化而变化，使抗噪性能降低，因此应将接地线加粗，使它能通过三倍于PCB板上允许的电流，如有可能接地线应23mm以上。4.3.2、接地线构成闭环路，只由数字电路组成的印制板，其接地电路却成闭环路大多提高抗噪能力。电流环并联接地地串联接地地图三 图四4.3.3、散热器接地多数也采用单点接地，提高噪声抑制能力如图，更改前：多点接地形成磁场回路，EMI测试不合格。接地接地更改后：不接地接地单点接地无磁场回路，EMI测试OK。不好好4.3.4滤波电容走线A：噪音、纹波经过滤波电容被完全滤掉。B：当纹波电流太大时，多个电容并联，纹波电流经过第一个电容的流量比第二个、第三个大很多，往后逐渐减小，第一个电容产生的热量也比第二个、第三个多，很容易损坏，走线时，尽量让纹波电流均分给每个电容，走线如下图A、B： 如空间许可，可用图B方式走线顶层或底层底层或顶层图B：无缺口小缺口大缺口i44高压高频电解电容的引脚有一个铆钉，如下图所示，它应与第一层走线铜箔保持距离，并要符合安规。符合安规短路短路不合安规低压第一层走线高压45弱信号走线，尽量不要在棒形电感、电流环等器件下走线，否则必须要加防护措施如：白油等。46金属膜电阻下不能走高压线、低压线尽量走在电阻中间，电阻如果破皮容易和下面铜线短路。47加锡A、功率线铜箔较窄处加锡。B、RC吸收回路，不但电流较大需加锡，而且利于散热。C、热元件下加锡，用于散热，加锡不能压焊盘。48信号线不能从变压器、MOS管脚中穿过。49如输出是叠加的，差模电感前电容接前端地，差模电感后电容接输出地。410高频脉冲电流流径的区域PWM采样VoutVinA尽量缩小由高频脉冲电流包围的面积上图所标示的5个环路包围的面积尽量小。B电源线、地线尽量靠近，以减小所包围的面积，从而减小外界磁场环路切割产生的电磁干扰，同时减少环路对外的电磁辐射。C大电容尽量离MOS管近，输出RC吸收回路离整流管尽量近。D电源线、地线的布线尽量加粗缩短，以减小环路电阻，转角要圆滑，线宽不要突变。 宽窄宽窄E脉冲电流流过的区域远离输入输出端子，使噪声源和出口分离。大大小小F振荡 滤波去耦电容靠近IC地，地线要求短。411锰铜丝 立式变压器磁芯 工字电感 功率电阻 散热片 磁环下不能走第一层线。412、24层开槽与走线铜箔要有10MIL以上的距离，注意上下层金属部分的安规。413驱动变压器，电感，负电压，电流环同名端要一致。414双面板一般在大电流走线处多加一些过孔，过孔要加锡，增加载流能力。415在单面板中，跳线与其它元件不能相碰，如跳线接高压元件，则应与低压元件保持一定安规距离。同时应与散热片要保持1mm以上的距离。（5）热设计部分50小板离变压器不能太近（如下图）。距离太近小板小板离变压器太近，会导致小板上的半导体元件容易受热而影响。51尽量避免使用大面积铺铜箔，否则，长时间受热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象，必须用大面积铜箔时，最好用栅格状，这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。(6)工艺处理部分60目的规范产品的PCB设计、工艺的布置，规定PCB工艺设计的相关参数，使得PCB的设计满足可生产性、可测试性、安规、EMC、EMI等的技术规范要求，在产品设计过程中构建产品的工艺、技术、质量、成本等相关优势。61适用范围本规范适用于效鸿光电（东莞）有限公司所有产品的PCB工艺设计。本规范之前的相关标准、规范的内容如与本规范的规定相抵触的，以本规范为准。62关键词导通孔（via）：一种用于内层连接的金属化孔，但其中并不用于插入元件引线或其它增强材料。盲孔（Blind via）：从印制板内仅延展到一个表层的导通孔。埋孔（Buried via）：未延伸到印制板表面的一种导通孔。过孔（Through via）： 从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔。元件孔（Component hole）：用于元件端子固定于印制板及导电图形电气联接的孔。Stand off：表面贴器件的本体底部到引脚底部的垂直距离。63引用/参考标准或资料TS-S0902010001 信息技术设备PCB安规设计规范TS-SOE0199001电子设备的强迫风冷热设计规范TS-SOE0199002电子设备的自然冷却热设计规范 华为技术 爱默生网络能源IEC 60194 印制板设计、制造与组装术语与定义 （Printed Circuit Board design manufacture and assemblyTerms and definitions ）IPC-A-600F 印制板的验收条件（Accetability of printed board）64 规范内容640 文档简介本规范主要涉及核达中远通电源技术有限公司所有产品的PCB的设计规则：包括PCB的可加工性设计规则、热设计和制成板的可加工性设计规则，是所有电子工艺部的工艺人员和CAD人员进行工艺设计的依据。641文档编本规范主要集中于制成板的可生产性设计规则，其中涉及到一些PCB板的可生产性设计规则和信息技术类设备的安规规范。65规范内容650 PCB板材要求651确定PCB使用板材以及TG值确定PCB所选用的板材，例如FR-4、陶瓷基板、纸芯板等，若选用高TG值的板材，应在文件中注明厚度公差。652确定PCB的表面处理镀层确定PCB铜箔的表面处理镀层，例如镀锡、镀镍金或OSP等，并在文件中注明。66 热设计要求660高热器件应考虑放于出风口或利于对流的位置，PCB的布局中考虑将高热器件放于出风口或利于对流的位置。661较高的元件应考虑放于出风口，且不阻挡风路662 散热器的放置应考虑利于对流663温度敏感器件应考虑远离热源对于自身温升高于30的热源，一般要求：a.在风冷条件下，电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于2.5mm；b.自然冷条件下，电解电容等温度敏感器件离热源距离要求大于或等于4.0mm；若因为空间的原因不能达到要求距离，则应通过温度测试保证温度敏感器件的温升在降额范围内。664大面积铜箔要求用隔热带与焊盘相连为了保证透锡良好，在大面积铜箔上的元件的焊盘要求用隔热带与焊盘相连，对于需过5A以上大电流的焊盘不能采用隔热焊盘，如图1所示：图1665 过回流焊的0805以及0805以下片式元件两端焊盘的散热对称性为了避免器件过回流焊后出现偏位、立碑现象，过回流焊的0805以及0805 以下片式元件两端焊盘应保证散热对称性，焊盘与印制导线的连接部宽度不应大于0.3mm（对于不对称的焊盘，如图1所示）666高热器件的安装方式及是否考虑带散热器确定高热器件的安装方式易于操作和焊接，原则上当元器件的发热密度超过0.4W/cm3，单靠元器件的引线腿及元器件本身不足充分散热，应采用散热网、汇流条器等措施。 若发热密度非常高，则应安装散热器，元件是否加散热器应综合考虑系统的要求，满足器件降额。667 汇流条易装配、焊接对于需过大电流的铜箔，或宽度不能达到过电流要求的铜箔，采用搪锡和汇流条等措施来提高过电流能力，汇流条的支脚应采用多点连接，尽可能采用铆接后过波峰焊或直接过波峰焊接，以利于装配、焊接；对于较长的汇流条的使用，应考虑过波峰焊时受热汇流条与PCB热膨胀系数不匹配造成的PCB变形。为了保证搪锡易于操作，锡道宽度应大于等于2.0mm，锡道边缘间距大于1.5mm。67 器件库选型要求 670已有PCB元件封装库的选用应确认无误PCB上已有元件库器件的选用应保证封装库与元器件实物外形轮廓、引脚间距、通孔直径等相符合。插装器件管脚应与通孔公差配合良好（通孔直径大于管脚直径820mil），考虑公差可适当增加，确保透锡良好。元件的孔径形成序列化，40mil以上按5mil递加，即40mil、45mil、50mil、55mil；40mil以下按4mil递减，即36mil、32mil、28mil、24mil、20mil、16mil、12mil、8mil。器件引脚直径与PCB焊盘孔径的对应关系，以及二次电源插针焊脚与通孔回流焊的焊盘孔径对应关系如表1：器件引脚直径（D）PCB焊盘孔径/插针通孔回流焊焊盘孔径D1.0mmD0.3mm/+0.15mm1.0mmD2.0mmD0.4mm/+0.2mmD2.0mmD0.5mm/+0.2mm建立元件封装库时应将孔径的单位换算为英制（mil），并使孔径满足序列化要求。671新器件的PCB元件封装库应确定无误PCB上尚无元件封装库的器件，应根据器件资料建立新的元件封装库，并保证丝印库与实物相符合，特别是新建的电磁元件、自制结构件等的元件库是否与元件的资料（承认书、图纸）相符合。新器件应建立能够满足不同工艺（回流焊、波峰焊、通孔回流焊）要求的元件库。672需过波峰焊的SMT器件要求使用表面贴波峰焊盘库673轴向器件和跳线的引脚间距的种类应该尽量少，以减少器件的成型和安装工具.674不同PIN间距的兼容器件要有单独的焊盘孔，特别是封装兼容的继电器的各兼容焊盘之间要连线.675 锰铜丝等作为测量用的跳线的焊盘要做成非金属化，若是金属化焊盘，那么焊接后，焊盘内的那段电阻将被短路，电阻的有效长度将变小而且不一致，从而导致测试结果不准确.676 不能用表贴器件作为手工焊的调测器件，表贴器件在手工焊接时容易受热冲击而损坏.677 除非实验验证没有问题，否则不能选用和PCB热膨胀系数差别太大的无引脚表贴器件,这容易引起焊盘拉脱现象.678 除非实验验证没有问题，否则不能选非表贴器件作为表贴器件使用。因为这样可能需要手工焊接，效率和可靠性都会很低.679 多层PCB侧面局部镀铜作为用于焊接的引脚时，必须保证每层均有铜箔相连，以增加镀铜的附着强度，同时要有实验验证。除非实验验证没有问题，否则双面板不能采用侧面镀铜作为焊接引脚。68 PCBA的加工工序合理制成板的元件布局应保证制成板的加工工序合理，以便于提高制成板加工效率和直通率。PCB布局选用的加工流程应使加工效率最高。 常用PCBA的6种主流加工流程如表2：序号名称工艺流程特点适用范围1单面插装成型插件波峰焊接效率高，PCB组装加热次数为一次器件为THD2单面贴装焊膏印刷贴片回流焊接效率高，PCB组装加热次数为一次器件为SMD3单面混装焊膏印刷贴片回流焊接THD波峰焊接效率较高，PCB组装加热次数为二次器件为SMD、THD4双面混装贴片胶印刷贴片固化翻板THD波峰焊接翻板手工焊效率高，PCB组装加热次数为二次器件为THD、SMD5双面贴装、插装焊膏印刷贴片回流焊接翻板焊膏印刷贴片回流焊接手工焊效率高，PCB组装加热次数为二次器件为SMD、THD6常规波峰焊双面混装焊膏印刷贴片回流焊接翻板贴片胶印刷贴片固化翻板THD波峰焊接翻板手工焊效率较低，PCB组装加热次数为三次器件为SMD、THD680 波峰焊加工的制成板进板方向要求用丝印标明波峰焊加工的制成板进板方向应在PCB上标明，并使进板方向合理，若PCB可以从两个方向进板，应采用双箭头的进板标识。（对于回流焊，可考虑采用工装夹具来确定其过回流焊的方向。）681两面过回流焊的PCB的BOTTOM 面要求无大体积、太重的表贴器件需两面都过回流焊的PCB，第一次回流焊接器件重量限制如下： A=器件重量/引脚与焊盘接触面积片式器件：A0.075g/mm2 翼形引脚器件： A0.300g/mm2 J 形引脚器件：A0.200g/mm2 面阵列器件：A0.100g /mm2若有超重的器件必须布在BOTTOM面，则应通过试验验证可行性。682需波峰焊加工的单板背面器件不形成阴影效应的安全距离已考虑波峰焊工艺的SMT器件距离要求如下：1、 相同类型器件距离（见图2）焊盘间距L（mm/mil）器件本体间距B（mm/mil）最小间距推荐