硬件设计规范
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1.目的:保证印刷电路板设计规范化
1.1 规范PCB的设计工艺。
1.2 保证PCB设计质量和提高设计效率。
1.3 提高PCB设计的可生产性、可测试性、可维护性。
2.适用范围:***********
3.职责:*********************
4.内容
4.1 总则
4.1.1 印刷电路板设计工具为PROTEL软件的PROTEL99se或以上版本。(在本文中以此软件为例,暂不作要求)。
4.1.2 电路板设计流程
1)原理图设计
2)原理图审查
3)建立网络表
4)板面布局设计
5)板面布局审查
6)网络布线
7)电路板审核
8)电路板确认
9)电路板制造
4.2 原理图的设计规范
4.2.1 新增原理图元件库的编写规范
新增原理图元件的大小以安排元件所有I/O脚为基础,并对每一个I/O脚标注其编号和功能,I/O脚的顺序可以与元件一样,也可以按功能区分成不同的区域进行排列。在编写元件时要填写“元件描述”中的相关项目。不要设置隐含I/O脚。(如下图AT89C2051)
4.2.2 新增电路板元件库的编写规范
电路板元件库主要编写元件的I/O脚分布和元件的丝印图,同时定义元件的名称。当元件的体积小于管脚时,丝印图可以标在管脚的内部;当元件的体积大于管脚时,丝印图要按元件实际大小标识;在管脚和丝印图上表示出第一管脚的位置;丝印图上表示元件的缺口位
置;接插件的丝印图要标出元件的大概外形;有方向性的元件要标出元件的正负极。
4.2.3 元件的标识符号的使用方法
元件的标识符号最多用四个大写英文字母表示,并且焊接好元件后,元件的标识符应该清晰可见。如果下表没有列出的新元件,使用前请先报备部门经理,定义标识符后再使用。
4.3布线通用规范
4.3.1电路板设计准备
4.3.1.1需提供的资料
1)准确无误的原理图包括书面文件和电子档以及无误的网络表。
2)封装库中没有的元件,硬件工程师应提供DATASHEET或实物(最好状况是DATASHEET 与实物均有),并指定引脚的定义顺序。
3)提供PCB结构图(为1:1的dxf文件),应标明PCB外框、安装孔、须定位安装的元件位置、禁止布线区、禁止放置元件区、以及元件高度受限区等相关信息(PCB的TOP层与BOTTOM层均须标注)。
4)特殊元件的禁止布线区、锡膏偏移、阻焊开窗(例如有邦定元件的需要将封胶的位置标示出来)以及其它特殊要求。
4.3.1.2仔细阅读原理图,了解电路架构,理解电路工作条件,以及在走线上需要特殊注意
的地方。例如,有振荡的电路、需要区分高频和低频的电路、有小信号放大的线路等。
4.3.2电路板设计流程
4.3.2.1确定元件封装
1)确保所有元件的封装都正确无误且元件库中包含所有元件的封装。
2)标准元件应采用统一元件库中的封装
3)元件库中不存在的封装,应按元件DATASHEET所标尺寸建立封装,并与实物核对。
4.3.2.2建立PCB版框根据PCB结构图,或相应的模板建立PCB文件,包括安装孔、禁布区
等相关信息。
4.3.2.3载入网络表载入网表并排除所有载入问题。
4.3.2.4布局
1.首先确定参考点,一般参考点设定在PCB板左边和底边的边框的交点(或延长线的交点)
2.确定参考点后,元件布局布线均以此参考点为准。布局推荐使用0.1mm的元件布放设计栅格。
3.根据要求先将所有有定位要求的元件固定并锁定
4.依据生产工艺确定PCB设计以及布局要求
A PCB工艺技术参数
B SMT工艺对PCB设计的要求详细要求参考附件1:《SMT工艺设计规范》
C 邦定工艺技术参数
在设计时一般不推荐使用波峰焊工艺。
5.布局的一般基本原则
A 遵循先难后易,先大后小的原则
B 根据信号流向规律放置主要元器件
C 关键信号线的走线尽可能短。
D 强信号线与弱信号线、高电压信号与弱电压信号要完全分开。
E 高频元件间的间隔要充分。
F 模拟信号与数字信号要分开。
6.相同结构电路部分应尽可能采取对称布局。
7. 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准来优化布局。
8. 同类型的元件应该在X或Y方向上一致。同一类行的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上一致,以便于生产和调试。
9. 元件的放置要便于调试和维修,大元件边上不能放置小元件,需要调试的元件周围应有足够的空间。发热元件应有足够的空间以利于散热。热敏元件应远离发热元件。
10. 双列直插元件相互的距离要大于2毫米。阻容等贴片小元件元件相互距离大于0.7毫米。
11. 集成电路的去偶电容应尽量靠近芯片的电源脚,高频最靠近为原则。使之与电源和地之间形成回路最短。
12. 旁路电容应均匀分布在集成电路周围。
13. 元件布局时候,使用同一种电源的元件应考虑尽量放在一起,以便于将来的电源分割。
14. 调整字符。所有字符不可以上盘,要保证装配以后还可以清晰看到字符信息。所有字符在X或Y方向上应一致。字符、丝印大小要统一清楚,字符线条宽度应不小于0.08mm。
15. 应放置PCB的MARK点。
4.3.2.5布局审核布局完成后打印装配图用于检查元器件封装的正确性,并确定顶层及底
层对应关系,以及接插件的信号对应关系。并由结构设计人员确定元件是否有装配干涉等。
4.3.2.6设置规则
1.根据我司产品特点,基本设定为双面板。
2.线宽和线间距的设置
A,当信号平均电流较大时,需要考虑线宽与电流的关系,具体情况可以参考
注:当铜皮作导线通过较大电流时,铜铂宽度与载流量的关系应参考表中的数据降额50%去选择使用,且必须经过实际测试来确认。
B,信号线设定。在方便走线的前提下应提尽量加宽线宽线距,以提高产品可靠性。结合我司供应商的工艺情况推荐使用的最小线宽线距为0.15mm。
C,电路工作电压。线间距的设置应考虑其介电强度。必要时可以在PCB上开槽增加介电强度。
3.过孔设置。
印制板的板厚决定了该板的最小过孔,最小过孔直径约等于1/3板厚。
注:一般不推荐使用埋孔和盲孔,如确实须要,请与供应商联系了解其工艺要求。
4. 测试点
测试孔可以兼做导通孔使用,焊盘直径应不小于1.0mm,测试孔的孔径不小于0.7mm,测试孔中心距应不小于 2.54mm。测试孔避免放置在芯片底下。电路板的设计,在
关键信号点设计相应的测试点,方便生产部门生产测试(一般依照原理图设计要
求)。检测点通常用一个圆形焊盘来设计,焊盘外用圆圈包围表示“◎”。检测点表
示为“TP1、TP2、……”。
如在设计,测试孔不能满足要求时,应与夹具组沟通,请其做好特殊工艺要求的准
备。
5. 特殊布线规则设定
特殊布线规则设定主要是指某些特殊区域需要用到不同于一般设置的布线参数。如
某些高密度元件需要用到较细的线宽、较小的线间距和较小的过孔。某些网络的布