(完整word版)PCB设计规范.doc

先进制造技术研究所
智能车辆技术研究中心

嵌入式硬件PCB设计规范
(初稿)

整理编制：王少平

1、目的
1.1本规范规定车辆中心PCB设计规范，PCB设计人员必须遵循本规范。
1.2提高PCB设计质量和设计效率，提高PCB的可生产性、可测试、可维护性。
2、设计任务
2.1PCB设计申请流程
硬件设计工程师按照本设计规范要求完成PCB设计，提交给嵌入式硬件开发组组长进行审核，审核通过后递交硬件评审小组评审，评审通过后才能进行PCB制作，并将设计图纸归档。
2.2设计过程注意事项
2.2.1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：
（1）单板左边和下边的延长线交汇点；
（2）单板左下角的第一个焊盘。2.2.2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，如下图所示。

（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、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，模数信号分开，高低频信号分开，高频元器件的间隔要足够；
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50~100mil，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、电路板推荐布局。

（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）发热元件一般要均匀分布，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，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。具体距离参考如下：

（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。旁路电容(Decouple)的放置也要考虑到它的串联电感值。旁路电容必须是低阻抗和低ESL的瓷片电容，如果一个高品质瓷片电容在PCB上放置的方式不对，它的高频滤波功能也就消失了。下图显示了旁路电容正确和错误的放置方式。

（12）元件布局应考虑使用同一电源的器件放在一起,以便于将来的电源分隔；
（13）用于阻抗匹配的阻容器件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）走线形式如下，不得出现直角、锐角形式。红色框中所示为推荐走线形式。

3、设置布线约束条件
3.1.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，以确定信号布线层数。信号层数的确定方法可参考以下表格。

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。
PCB参考价格：
层数材质价格（元/m2）单面板材质FR-1130双面板材质FR-4430四层板材质FR-4720六层板材质FR-41200八层板材质FR-41800十层板材