PCBLayout规则(内部资料)

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=l0.001in，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：0.20.3mm,电源线为0.52.5mm,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05mm，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