PCB制作须知

1PCB制作须知一、目的为使本司产品PCB设计工作能做到流程规范、有序高效，确保PCB设计品质满足产品规划的目标要求，特制定本规范性文件。二、范围此规范对本司产品PCB设计的流程、操作、及设计品质进行全面规范性要求。三、定义1、PCB：PrintCircuitBoard印刷线路板2、PCBA：PrintCircuitBoardAssembly印刷线路板组装3、PCBGerber：PCB光绘文件4、BOM：BillofMaterial物料清单（物料清表）5、元器件装配位置图：印刷线路板上对应的元器件装配位置图6、钢网文件：由设计的PCB文件导出的用以制作钢网的文件7、SMT：SurfaceManufactureTechnology表面安装技术，一般由专用机器来完成8、SMT坐标文件：由设计的PCB文件导出，用于控制SMT机器对PCB板上器件位置贴上相应的器件四、权责1、整体规划部负责制定及修改本PCB制作须知；2、硬件部PCB设计人员遵照本规范流程及相关规定执行PCB设计具体工作；2五、PCB设计流程图原理图电路工作原理了解掌握，正确性检查正确性检查PCB外形结构确定PCB设计准备PCB规划布局PCB设计分析、检查及完善PCB设计文件输出元器件PCB封装选择确定PCB文件发出制作PCB设计布线3六、PCB设计制作须知一、原理图的了解掌握及正确性检查：在进行PCB设计前，设计者首先应对自己设计或他人设计提供的原理图文件进行工作原理的了解和正确性确认检查，主要进行下述方面的工作：1、对电路工作原理进行分析，了解其工作原理，掌握电路工作的电压、电流、功耗、工作频率、传输信号的电气特性、通信控制信号的电气特性等等。如果不甚清楚，或对电路工作原理、控制等存在异议，应找原理图设计者了解清楚，并与之确认其正确性；2、对电路图的画图状况作细致检查，防止存在断线、错连或端口标示错误或漏失等情形；二、元器件PCB封装的选择确定：1、在选择元器件的封装前，应结合产品功能、性能、成本，以及PCB板工作状态下器件的功耗，安装结构及体积要求等状况充分考虑，决定选择采用插件封装类型还是贴片封装类型。2、在选用元器件的具体封装型式时，须注意确保器件的PCB封装的正确性、标准化，未曾使用验证过的元器件PCB封装，一定要对照器件的规格书封装尺寸图或器件样品实物确认；3、由于国际的标准封装是以英制为单位，做封装的时候，公司规定：以英制为单位。器件封装一般都有固定的标准，如贴片的引脚和插座PIN的间距一般都是25mil的整数倍，这样可以降低误差或防止出现差错；4、器件丝印框代表元器件的边界，公司规定：可以稍大一点，不能小于实际器件的尺寸。5、公司规定的焊盘规范要求：焊盘孔建议设置为：25mil、28mil、32mil、36mil、40mil、45mil中的一个，各对应的外径设置为：55mil、60mil、65mil、70mil、75mil、80mil；三、PCB外形结构确定：1、按照产品规划要求的产品安装方式，及其与其它设备（或电路）的连接方式，产品的机械特性要求决定是采用螺丝固定、扣位安装还是焊接固定等PCB的定位方式；2、按照既定外观的产品内部结构特点及相关装配需要等客观条件，机箱样品等确定PCB的结构外形和尺寸；3、按照产品使用的实际环境要求，如温度、湿度、ESD、EMI、EMC、粉尘、易燃、易爆、是否要求防水等确定是否对PCB作特殊设计处理；4、公司规定的安装规范要求：4.1设计的PCB要便于SMT/PCBA生产、测试、生产组装、产品安装、产品维护与维修；4.2螺丝固定孔用焊盘，一般要求：孔径：150mil，外径：260mil四、PCB设计准备：41、Layout前准备：1．1、定义PCB的层压结构：主要考虑以下因素：1.1.1、根据产品中心主要器件的选型、原理线路控制处理的复杂性、信号线的数量等条件决定PCB的层数设定；1.1.2、要考虑PCB板的层数增加，通常成本也就越高；1.1.3、如果考虑辐射发射，要求表层屏蔽不走线，这样PCB层数势必会增加；1.1.4、定义多层板时应注意：1.1.4.1、一个信号层应该和一个敷铜层相邻；1.1.4.2、信号层应该和邻近的敷铜层紧密耦合；1.1.4.3、电源敷铜和地层敷铜应该紧密耦合；1.1.4.4、系统中的信号线应该在内层且在两个敷铜层之间。1．2、定义机械要素（外形尺寸、布线区、禁止走线区）1.2.1、PCB的外形尺寸应该根据既定外观的产品内部结构特点及相关装配需要，或者样品外箱结构等客观条件确定。PCB的尺寸越小越好，但须考虑散热、干扰等问题，不宜一味追求小；PCB最佳形状是矩形，长宽比为3：2或4：3。1.2.2、PCB的厚度应该根据电路板的功能、所装元器件的重量、电路板插座的规格、电路板的外形尺寸和承受的机械负荷等因素来决定。主要是应该保证足够的刚度和强度。1．3、指定差分对对特殊的信号线，应定义确定其走线规则。2、制定布线规则：2．1、定义线间距规则；线间距越宽越好，以符合电气安全要求为准，最小间距应能承受所加电压的峰值。公司规定：线与元器件的距离建议设为15mil；线与线之间的间距建议设为15mil（最小不低于12mil），空间允许可以稍大点；敷铜与线的距离设为20mil。2．2、定义线宽规则；以能满足电气性能而又便于生产为准，最小值取决于流过它的最大电流。公司规定：电源总线线径：30~120mil，建议80mil左右；电源的分线路可根据负载和芯片引脚尺寸调整，但尽量宽些为好；信号线线径：10~30mil；走线过孔不能小于线路板的1/5，建议外径要大于孔径15mil以上2．3、定义电气规则；根据实际产品设计具体要求定义。五、PCB设计布局：PCB布局，就是要在已确定的PCB区域空间内，综合考虑产品的结构特点、功能、性能以及相关电气特性、电磁影响，包括产品的可测试、可生产、可维护性等等所有因素，5将元器件摆放在最适当的位置，对于结构功能复杂的PCB，这一般是一个反复斟酌、逐步完善的过程，最终目标是设计出符合最佳产品品质要求的PCB。PCB布局，一般遵循以下规则：1、优先考虑产品外形结构确定的PCB输入、输出接口位置，产品装配固定PCB所需或测试定位所需的定位孔等等客观要求；2、在PCB设计布局时，一般应考虑板周边预留5~6mm板边，元器件离板边沿至少应有1.5mm(最好3mm)，且元器件尽量布在元件面（一般TOP面），因为板边及BOTTOM面的器件制程中极易损坏。如果因机构特殊要求影响，板边需要放置器件，则应对PCB外围预作工艺边，工艺边宽度一般不能小于5mm；3、按照信号类型及信号输入/输出流程安排各个功能电路单元的具体位置，整体布局要以便于信号流通，而且信号流向保持一致为目标。布局时，应考虑模拟信号和数字信号分开、高频信号和低频信号分开、高压大电流强信号和低压弱信号分开；4、各功能单元电路应以主要器件为中心，其它外围电路以此为中心进行分布摆放；5、布局应考虑尽量减少和减短各元器件之间的连接和引线，关键信号线采用最短优先原则；特别是缩短高频元器件之间的连线，可减小线间的分布参数和相互间的电磁干扰；6、在PCB布局时，应考虑PCB设计的美学，PCB设计布局的平衡性、一致性、对称性：器件轻重合理分布；器件高低错落有致、层次分明；器件分布疏密均匀，板面紧凑，径渭分明，浑然一体；主次分明，颜色和谐；六、PCB设计布线：PCB布线：注意考虑以下因素1、少走交叉线、不走蛇形线、少做过孔；信号线走线典型值：长度不超过25cm，过孔数不超过2个。2、尽可能少走折线，不走锐角或90°线，拐角走线应走斜角或圆弧。90°走线，特别是对数字信号和高频信号尤其存在影响，不良影响如下：2．1、拐角可以等效为传输线上的电容性负载，会减缓信号的上升时间；2．2、阻抗不连续会造成信号的反射；2．3、锐角/直角尖端产生EMI。3、增加线间距，减少平行走线长度。输入/输出线尽量避免相邻平行走线，以防止交叉耦合，若无法避免，必须在中间加地线；4、增加线宽度，可降低其特性阻抗；重要信号间，可采取平行地线的方法隔离或考虑屏蔽隔离。5、重要的线不要走插座间穿过，频率高的线也应尽量避免；66、将地线构成闭合回路或网格状，这不仅可抗噪声干扰，而且还缩短不必要的电流回路。PCB布线：公司规范要求1、信号线线径：10~30mil,间距允许最好20mil左右；2、电源总线线径：30~120mil，建议80mil左右；电源的分线路可根据负载和芯片引脚尺寸调整，但尽量宽些为好；3、过电流的线视空间大小、电流的大小适当加宽；4、线与元器件的距离建议设为15mil，线与线之间的间距建议设为15mil，空间允许可以稍大点；5、信号线的过孔，建议设置外径：32~36mil，孔径：20~22mil；根据实际情况可以做适当的调整。但孔径不能小于电路板厚度的1/5，建议外径要大于孔径15mil以上；6、电源线的过孔建议设置为外径：45mil，孔径：30mil；根据实际情况可以做适当的调整。公司规定之敷铜规范要求：1、网络敷铜的线间距为22mil，线径为12mil，方向为90°方向，与焊点连接方式建议设置为以20mil的线径四角相连；2、全铜敷设与焊点的连接方式建议设置为以20mil的线径四角相连；3、选择去除死铜，必要的地方可加过孔使死铜变为有网络连接的铜；、4、敷铜与线的距离设置为20mil。七、设计分析、检查与完善：PCB设计走线完成后，即进入设计检查与完善的阶段，目的是对之前所作的设计结果进行检查、确认、修正与完善。执行DRC检查，原理图及PCB网络比对检查，确认无误；在必要的时候，应对PCB作信号完整性和电路仿真分析。PCB设计检查主要有以下内容：1、PCB走线状况检查：1.1、是否存在是否存在多余的走线和过孔，如存在，应予以清除；1.2、是否存在不平滑的走线及拐角，如存在，应修改平滑，将拐角修改为斜角或圆弧形线；1.3、电源线、地线等线走线宽度必须够宽，如不符要求，应予以加宽；1.4、走线与焊盘中心是否对齐？如存在不良，应修改；1.5、走线与焊盘连接应补泪滴；2、PCB可装配性检查：2.1、元器件间距必须符合要求，不能存在装配干涉；72.2、元器件摆放的方向与安装层检查；2.3、元器件引脚跨距与插孔大小必须正确；2.4、是否需要做尺寸标注；2.5、丝印是否需要做某些调整；3、PCB制造工程要求：3.1、PCB要设置坐标原点，方便于SMT生产时调程序；3.2、一般尺寸小于50mm（长或宽）的PCB，最好采用规则性拼板，这样比较便于PCB制作及SMT等生产操作；3.3、PCB设计时，必须作反光点，这是SMT生产中设备用于激光扫描确定位置的参考点，是必须要的。反光点外盘直径大小约3~5mm，反光点本身直径约1mm为宜，并且反光点不可敷绿油；反光点一般需要两到三个，开于PCB空置区域，但不可在离板边5mm内；3．4、如果PCB需采用SMT工艺，应在PCB空置区域适当开几个定位孔（三点确定一个平面，并考虑板的厚度及受力的平衡状况,可参照开螺丝孔规则），这样方便生产和测试中对PCB作定位，对提高生产效率和确保制程品质很有效果；1）应尽量使定位孔间距及其元件之间的距离大一些，并根据插装设备对其尺寸进行标准化和优化处理；2）不要对定位孔做电镀，因为电镀孔的直径很难控制；3）应尽量使PCB定位孔也作为PCB在最终产品中的安装孔使用，这样可减少制作的钻孔工序；八、PCB设计文档输出：PCB设计完成后，必须输出以下文件，以作为产品制造工程依据资料：1、线路原理图：最终版本提供给测试部对应检查PCB，测试参考及资料归档；2、PCB文件：最终版本提供给测试部对应检查PCB，资料归档；3、PCBGerber文件及钻孔文件：最终版本提供给测试部发给制版厂生产PCB，资料归档；4、PCB加工工艺要求说明书：提供测试部发给制板厂提供工艺要求，资料归档；5、物料清单（BOM）：提供测试部检查，及提供采购备料、生产，资料归档；6、SMT钢网文件：提供给测试部发倉库外发制作SMT生产钢网，