华为PCB布线规范 (2007-01-14 23:33) 分类： PCB 技术-文章 Q/DKBA 深圳市华为技术有限公司企业标准 Q/DKBA-Y004-1999 印制电路板(PCB)设计规范 VER 1.0 1999-07-30发布 1999-08-30实施 深 圳 市 华 为 技 术 有 限 公 司 发布 前 言 本标准根据国家标准印制电路板设计和使用 等标准编制而成. 本标准于1998年07 月30日首次发布. 本标准起草单位: CAD研究部、硬件工程室 本标准主要起草人:吴多明 韩朝伦 胡庆虎 龚良忠 张珂 梅泽良 本标准批准人:周代琪 印制电路板(PCB)设计规范 1. 适用范围 本规范适用于华为公司CAD设计的所有印制电路板(简称PCB). 2. 引用标准 下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成本标准的条文.在标准出版时,所示版本均为有效.所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨,使用下列标准最新版本的可能性. GB 4588.388 印制电路板设计和使用 Q/DKBA-Y001-1999 印制电路板CAD工艺设计规范 1. 术语 1.1 PCB(Print circuit Board):印刷电路板. 1.2 原理图:电路原理图,用原理图设计工具绘制的、表达硬件电路中各种器件之间的连接关系的图. 1.3 网络表:由原理图设计工具自动生成的、表达元器件电气连接关系的文本文件,一般包含元器件封装、网络列表和属性定义等组成部分. 1.4 布局:PCB设计过程中,按照设计要求,把元器件放置到板上的过程. 深圳市华为技术有限公司1999-07-30批准 1999-08-30实施 1.5 仿真:在器件的IBIS MODEL或SPICE MODEL支持下,利用EDA设计工具对PCB的布局、布线效果进行仿真分析,从而在单板的物理实现之前发现设计中存在的EMC问题、时序问题和信号完整性问题,并找出适当的解决方案. 深圳市华为技术有限公司1999-07-30批准 1999-08-30实施 II. 目的 A. 本规范归定了我司PCB设计的流程和设计原则,主要目的是为PCB设计者提供必须遵循的规则和约定. B. 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. III. 设计任务受理 A. PCB设计申请流程 当硬件项目人员需要进行PCB设计时,须在PCB设计投板申请表中提出投板申请,并经其项目经理和计划处批准后,流程状态到达指定的PCB设计部门审批,此时硬件项目人员须准备好以下资料: 经过评审的,完全正确的原理图,包括纸面文件和电子件; 带有MRPII元件编码的正式的BOM; PCB结构图,应标明外形尺寸、安装孔大小及定位尺寸、接插件定位尺寸、禁止布线区等相关尺寸; 对于新器件,即无MRPII编码的器件,需要提供封装资料; 以上资料经指定的PCB设计部门审批合格并指定PCB设计者后方可开始PCB设计. B. 理解设计要求并制定设计计划 1. 仔细审读原理图,理解电路的工作条件.如模拟电路的工作频率,数字电路的工作速度等与布线要求相关的要素.理解电路的基本功能、在系统中的作用等相关问题. 2. 在与原理图设计者充分交流的基础上,确认板上的关键网络,如电源、时钟、高速总线等,了解其布线要求.理解板上的高速器件及其布线要求. 3. 根据硬件原理图设计规范的要求,对原理图进行规范性审查. 4. 对于原理图中不符合硬件原理图设计规范的地方,要明确指出,并积极协助原理图设计者进行修改. 5. 在与原理图设计者交流的基础上制定出单板的PCB设计计划,填写设计记录表,计划要包含设计过程中原理图输入、布局完成、布线完成、信号完整性分析、光绘完成等关键检查点的时间要求.设计计划应由PCB设计者和原理图设计者双方签字认可. 6. 必要时,设计计划应征得上级主管的批准. IV. 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 8 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 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t=10 铜皮t=10 铜皮t=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. 输入150V-300V电源最小空气间隙及爬电距离 输入300V-600V电源最小空气间隙及爬电距离 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 盲孔和埋孔 11 盲孔是连接表层和内层而不贯通整板的导通孔,埋孔是连接内层之间而在成 品板表层不可见的导通孔,这两类过孔尺寸设置可参考过线孔. 应用盲孔和埋孔设计时应对PCB加工流程有充分的认识,避免给PCB加工带 来不必要的问题,必要时要与PCB供应商协商. 测试孔 测试孔是指用于ICT测试目的的过孔,可以兼做导通孔,原则上孔径不限,焊盘直径应不小于25mil,测试孔之间中心距不小于50mil. 不推荐用元件焊接孔作为测试孔. 2. 特殊布线区间的设定 特殊布线区间是指单板上某些特殊区域需要用到