PCB Layout 规则(内部资料).ppt

技术部 胡杏鸳 PCBLayout规则 目录 一 元件的布局二 元器件排列方式三 元器件的间距与安装尺寸四 印制导线布线五 印制导线的宽度及间距六 焊盘的孔径及形状 一 元件的布局 1 元器件布局要求 心得分享 法马集团FamaGroup 一 元件布局方式 a 保证电路功能和性能指标 b 满足工艺性 检测 维修等方面的要求 c 元器件排列整齐 疏密得当 兼顾美观性 一 元件的布局 a 布局中应参考原理图 根据板的主信号流向规律安排主要元器件 b 布局的元器件应有利于发热器件散热 板四周尽量留有5 10mm空隙不要放元件 心得分享 法马集团FamaGroup 一 元件布局方式 2 元器件布局原则 一 元件的布局 c 布局应尽量满足以下要求 总的连线尽可能短 关键信号线最短 高电压大电流信号与低电压小电流的弱信号完全分开 模拟信号与数字信号分开 高频信号与低频信号分开 高频元器件的间隔要充分 相同结构电路部分 尽可能采用 对称式 标准布局 按照均匀分布 重心平衡 版面美观的标准优化布局 心得分享 法马集团FamaGroup 一 元件布局方式 2 元器件布局原则 一 元件的布局 遵照 先大后小 先难后易 的布置原则 即先放置占用面积较大的元器件 先集成后分立 先主后次 多块集成电路时先放置主电路 心得分享 一 元件布局方式 3 元器件布局顺序 一 元件的布局 心得分享 一 元件布局方式 3 常用元器件的布局方法 a 可调元件应放在印制板上便于调节的地方 b 质量超过15g的元器件应当用支架 c 大功率器件最好装在整机的机箱底板上 d 热敏元件应远离发热元件 e 对于管状元器件一般采用平放 但PCB尺寸不大时 可采用竖放 f 对于集成电路要确定定位槽放置的方位是否正确 二 元器件排列方式 1 不规则排列 元件轴线方向彼此不一致 这对印制导线布设是方便的 且平面利用率高分布参数小 特别对高频电路有利 2 规则排列 同类型插装元器件在X或Y方向排列一致 同类型有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致 便于生产和检验 布局美观整齐 但走线较长而且复杂 适于低频电路 二 元器件排列方式 3 网格排列 网格排列中的每一个安装孔均设计在正方形网格的交点上 在软件中交点间距可以以米制 Metric 或英制 Imperial 进行设定 4 同时采用多种相结合 二 元器件排列方式 3 网格排列 网格排列中的每一个安装孔均设计在正方形网格的交点上 在软件中交点间距可以以米制 Metric 或英制 Imperial 进行设定 4 同时采用多种相结合 三 元器件的间距与安装尺寸 1 元器件的引脚间距 元器件不同 其引脚间距也不相同 但对于各种各样的元器件的引脚间距大多都是 100mil的整数倍 常将100mil作为1间距 单位转换 1mil l 0 001in 1in 0 0254m 1m 1000mm100mil 2 54mm1m 39 370078740157in 在PCB设计中必须准确弄清元器件的封装 尤其是元件引脚间距 因为它决定着焊盘放置间距 对于非标准器件的引脚间距的确定最直接的方法就是 使用游标卡尺进行测量 要知道最准确的数据就要看规格书 常用元器件的引脚间距如图所示 a DIPICb TO 92型三极管c 1 4w型电阻器d 某微调电阻 三 元器件的间距与安装尺寸 是根据引脚间距来确定焊孔间距 它有软尺寸和硬尺寸之分 软尺寸是基于引脚能够弯折的元器件 故设计该类器件的焊接孔距比较灵活 而硬尺寸是基于引脚不能弯折的元器件 其焊接孔距要求相当准确 设计PCB时 元器件的焊孔间距的确定可用CAD软件中的标尺度量工具来测量 2 元器件的安装尺寸 三 元器件的间距与安装尺寸 四 印制导线布线 1 PCB布线有单面布线 双面布线及多层布线 单面板 常规SMT板取顶层走线 插件板取底层走线 双层板 简单的和贴片元件小的 采用插件和贴片元件放置在顶层 复杂的和贴片元件大的 采用插件放在顶层 贴片元件放置在底层多层板 特殊情况下选用4层或4层以上板 目前还没有多层板2 布线的方式也有自动布线 手动布线及混合布线两种 自动布线 针对电路简单而元件数量多的PCB 这种方式很少采纳 手动布线 电源板和控制板一般采用手动布线 混合布线 针对电路简单而元件数量多的PCB 这种方式很少采纳 四 印制导线布线 3 布线优先次序 A 关键信号线优先 电源 摸拟小信号 高速信号 时钟信号和同步信号等关键信号优先布线 B 密度优先原则 从板上连接关系最复杂的器件着手布线 或从板上连线最密集的区域开始布线 常规我们从主控IC开始布线 4 走线方向控制相邻层走线呈正交结构 避免将不同信号走线布成同一方向 以减少层间窜扰 增强抗干扰能力 四 印制导线布线 3 走线开环检查 一般不允许出现一端浮空的布线 主要是为了避免产生 天线效应 减少接受不必要的辐射干扰 4 阻抗匹配检查同一网络的布线宽度应保持一致 线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀 当传输的速度较高时会产生反射 在设计中应该尽量避免这种情况 在某些条件下 如接插件引出线等类似的结构时 可能无法避免线宽的变化 应该尽量减少中间不一致部分的有效长度 四 印制导线布线 5 走线闭环检查防止信号线在不同层间形成自环 在多层板设计中容易发生此类问题 自环将引起辐射干扰6 倒角原则尽量避免使用锐角与直角走线 锐角和直角走线易产生辐射 同时易给PCB生产工艺带来蚀刻不良 在某些条件下 确实无法避免直角走线 则推荐使用图片 红色 中走线方式 常规我们采用45度或圆弧走线 可提高铜箔强度 减少辐射 在高频电路中 还可以减少信号对外的发射和相互间的耦合 四 印制导线布线 7 元件去耦原则增加必要的去藕电容 滤除电源上的干扰信号 使电源信号稳定 在多层板中 对去藕电容的位置一般要求不太高 但对双层板 去藕电容的布局及电源的布线方式将直接影响到整个系统的稳定性 8 3W原则为了减少线间串扰 应保证线间距足够大 当线中心间距不少于3倍线宽时 则可保持70 的电场不互相干扰 称为3W规则 如要达到98 的电场不互相干扰 可使用10W的间距 四 印制导线布线 9 五五原则PCB层数选择规则 即时钟频率到5MHz或脉冲上升时间小于5ns 则PCB须采用多层板 这是一般的规则 有的时候出于成本等因素的考虑 采用双层板结构时 这种情况下 好将PCB的一面做为一个完整的地平面层 四 印制导线布线 10 电源线 地线要求尽量加宽电源 地线宽度 最好是地线比电源线宽 它们的关系是 地线 电源线 信号线 通常信号线宽为 0 2 0 3mm 电源线为0 5 2 5mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路 即构成一个地网来使用 但模拟电路的地不能这样使用 如下图单面板中 电路板上器件的电源线和地线彼此靠近 这种配合比较适当 此PCB中电子元器件和线路受电磁干扰 EMI 的可能性降低了约54倍 四 印制导线布线 1 印制线的走向 尽可能取直 以短为佳 不要绕远 2 印制线的弯折 走线平滑自然 连接处用圆角 避免用直角 3 双面板上的印制线 两面的导线应避免相互平行 作为电路输人与输出用的印制 导线应尽量避免相互平行 且在这些导线之间最好加接地线 4 印制线作地线 尽可能多地保留铜箔作公共地线 且布置在PCB的边缘 5 大面积铜箔的使用 使用时最好镂空成栅格 有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体 导线宽度超过3mm时中间留槽 以利于焊接 在PCB的设计中 为了获得比较满意的布线效果 则应遵循如下基本原则 印制导线的走向及形状 四 印制导线布线 五 印制导线的宽度及间距 1 印制导线的最小宽度 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 PCB的电源线和接地线因电流量较大 设计时要适当加宽 一般不要小于1mm 对于安装密度不大的PCB 印制导线宽度最好不小于0 5mm 手工制板应不小于0 8mm 2 印制导线间距 由它们之间的安全工作电压决定 相邻导线之间的峰值电压 基板的质量 表面涂覆层 电容耦合参数等都影响印制导线的安全工作电压 为满足电气安全要求 印制导线宽度与间隙一般不小于1mm 六