华为PCB布线规范辅导
来源:优易学  2011-12-21 16:28:08   【优易学:中国教育考试门户网】   资料下载   IT书店
  设计过程

  A. 创建网络表

  1. 网络表是原理图与PCB的接口文件,PCB设计人员应根据所用的原理图和PCB设计工具的特性,选用正确的网络表格式,创建符合要求的网络表。

  2. 创建网络表的过程中,应根据原理图设计工具的特性,积极协助原理图设计者排除错误。保证网络表的正确性和完整性。

  3. 确定器件的封装(PCB FOOTPRINT).

  4. 创建PCB板 根据单板结构图或对应的标准板框, 创建PCB设计文件;

  注意正确选定单板坐标原点的位置,原点的设置原则:

  A. 单板左边和下边的延长线交汇点。

  B. 单板左下角的第一个焊盘。

  板框四周倒圆角,倒角半径5mm。特殊情况参考结构设计要求。

  B. 布局

  1. 根据结构图设置板框尺寸,按结构要素布置安装孔、接插件等需要定位的器件,并给这些器件赋予不可移动属性。按工艺设计规范的要求进行尺寸标注。

  2. 根据结构图和生产加工时所须的夹持边设置印制板的禁止布线区、禁止布局区域。根据某些元件的特殊要求,设置禁止布线区。

  3. 综合考虑PCB性能和加工的效率选择加工流程。

  加工工艺的优选顺序为:元件面单面贴装——元件面贴、插混装(元件面插装焊接面贴装一次波峰成型)——双面贴装——元件面贴插混装、焊接面贴装。

  4. 布局操作的基本原则

  A. 遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局.

  B. 布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件.

  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、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开;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.

  D. 相同结构电路部分,尽可能采用“对称式”标准布局;

  E. 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局;

  F. 器件布局栅格的设置,一般IC器件布局时,栅格应为50--100 mil,小型表面安装器件,如表面贴装元件布局时,栅格设置应不少于25mil。

  G. 如有特殊布局要求,应双方沟通后确定。

  5. 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。同一种类型的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。

  6. 发热元件要一般应均匀分布,以利于单板和整机的散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。

  7. 元器件的排列要便于调试和维修,亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。

  8. 需用波峰焊工艺生产的单板,其紧固件安装孔和定位孔都应为非金属化孔。当安装孔需要接地时, 应采用分布接地小孔的方式与地平面连接。

  9. 焊接面的贴装元件采用波峰焊接生产工艺时,阻、容件轴向要与波峰焊传送方向垂直,阻排及SOP(PIN间距大于等于1.27mm)元器件轴向与传送方向平行;PIN间距小于1.27mm(50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。

  10. BGA与相邻元件的距离>5mm。其它贴片元件相互间的距离>0.7mm;贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm;有压接件的PCB,压接的接插件周围5mm内不能有插装元、器件,在焊接面其周围5mm内也不能有贴装元、器件。

  11. IC去偶电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚,并使之与电源和地之间形成的回路最短。

  12. 元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便于将来的电源分隔。

  13. 用于阻抗匹配目的阻容器件的布局,要根据其属性合理布置。

  串联匹配电阻的布局要靠近该信号的驱动端,距离一般不超过500mil。

  匹配电阻、电容的布局一定要分清信号的源端与终端,对于多负载的终端匹配一定要在信号的最远端匹配。

  14. 布局完成后打印出装配图供原理图设计者检查器件封装的正确性,并且确认单板、背板和接插件的信号对应关系,经确认无误后方可开始布线。

 C. 设置布线约束条件

  1. 报告设计参数

  布局基本确定后,应用PCB设计工具的统计功能,报告网络数量,网络密度,平均管脚密度等基本参数,以便确定所需要的信号布线层数。

  信号层数的确定可参考以下经验数据

  Pin密度     信号层数     板层数

  1.0以上        2                  2

  0.6-1.0          2                 4

  0.4-0.6           4                6

  0.3-0.4            6                8

  0.2-0.3           8                12

  <0.2                10             >14

  注:PIN密度的定义为: 板面积(平方英寸)/(板上管脚总数/14)

  布线层数的具体确定还要考虑单板的可靠性要求,信号的工作速度,制造成本和交货期等因素。

  1. 布线层设置 在高速数字电路设计中,电源与地层应尽量靠在一起,中间不安排布线。所有布线层都尽量靠近一平面层,优选地平面为走线隔离层。

  为了减少层间信号的电磁干扰,相邻布线层的信号线走向应取垂直方向。

  可以根据需要设计1--2个阻抗控制层,如果需要更多的阻抗控制层需要与PCB产家协商。阻抗控制层要按要求标注清楚。将单板上有阻抗控制要求的网络布线分布在阻抗控制层上。

  2. 线宽和线间距的设置 线宽和线间距的设置要考虑的因素

  A. 单板的密度。板的密度越高,倾向于使用更细的线宽和更窄的间隙。

  B. 信号的电流强度。当信号的平均电流较大时,应考虑布线宽度所能承载的的电流,线宽可参考以下数据:

  PCB设计时铜箔厚度,走线宽度和电流的关系

  不同厚度,不同宽度的铜箔的载流量见下表:

  铜皮厚度35um 铜皮厚度50um 铜皮厚度70um

  铜皮Δt=10℃ 铜皮Δt=10℃ 铜皮Δt=10℃

  注:

  i. 用铜皮作导线通过大电流时,铜箔宽度的载流量应参考表中的数值降额50%去选择考虑。

  ii. 在PCB设计加工中,常用OZ(盎司)作为铜皮厚度的单位,1 OZ铜厚的定义为1 平方英尺面积内铜箔的重量为一盎,对应的物理厚度为35um;2OZ铜厚为70um。

  C. 电路工作电压:线间距的设置应考虑其介电强度。

  D. 可靠性要求。可靠性要求高时,倾向于使用较宽的布线和较大的间距。

  E. PCB加工技术限制

  国内国际先进水平

  推荐使用最小线宽/间距 6mil/6mil 4mil/4mil

  极限最小线宽/间距 4mil/6mil 2mil/2mil

  1. 孔的设置 过线孔

  制成板的最小孔径定义取决于板厚度,板厚孔径比应小于 5--8。

  孔径优选系列如下:

  孔径: 24mil 20mil 16mil 12mil 8mil

  焊盘直径: 40mil 35mil 28mil 25mil 20mil

  内层热焊盘尺寸: 50mil 45mil 40mil 35mil 30mil

  板厚度与最小孔径的关系:

  板厚: 3.0mm 2.5mm 2.0mm 1.6mm 1.0mm

  最小孔径: 24mil 20mil 16mil 12mil 8mil

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责任编辑:小草

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