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1、精选优质文档-倾情为你奉上STF PCB 设计标准Table of Contents , 目录1. History2. Table of Contents3. PCB3-1. 按层数分类3-2. 按表面处理分类3-3. 按形态分类3-4. 按材料分类4. PCB设计准则4-1. Design Clearance4-2. Board4-3. Layout4-4. Reference name and Silk 整理4-5. 布线4-6. Library5. Pattern标准书6. PCB设计Know-how3. PCBPCB（Printed Circuit Board），中文名称为印制电路板，
2、是电子元器件的支撑体，也是电子元器件电气连接的提供者，又称印刷线路板（Printed Wiring Board= PWB）3-1. 按层数分类1. 可按导体层数分为单面板、双面板、4层板、12层板等；2. 单面板只在一面形成电路的PCB（电话、家电等）；3. 双面板两面形成电路的PCB（工业用控制器等），通过过孔（Via）相连接；4. 多层板（4层及以上）4层及以上的PCB称为多层板，提高了集成度（PC、手机等）；5. Flexible PCB可自由弯曲的弹性PCB（照相机、摄像机等）；6. RF PCB与弹性PCB结合而成的混合PCB（军用产品、手机等）。3-2. 按表面处理分类1. HAL
3、Hot Air Leveling，可适用于表面涂覆了Hot solder 的PCB；2. Soft Gold镀软金非电解镀金，移动通信、高频适用；3. Hard Gold镀硬金电解镀金，Connect部位、Key-pad；4. SN/PB采用SN. PB电镀，镀层厚度一定，IC Module；5. Pre Flux生成水溶性、耐热膨胀皮层的PCB，与环境法规关联；3-3. 按形态分类1. BVH（Buried Via Hole）过孔（Via）只在某些层生成，适用于高集成度电路，手机、摄像机等；2. BGA（Ball Grid Array）焊盘（PAD）形状为球形，产品高集成度的布局形态，PC及
4、通信器材等；3. R/F（Rigid Flexible）将Rigid PCB用Flexible PCB连接的形态，军用产品、手机等；4. COB（Chip On Board）Chip安装在PCB表面的PCB形态，电子卡片等。3-4. 按材料分类等级（Grade）材料（Base Material）X, XP, XPC, XX, XXP, XXPC, XXX, XXXP, XXXPCPaper PhenolES-1Paper MelamineES-2Paper PhenolES-3Paper MelamineC, CE, L, LEFabric cottonAAsbestos paperAAAsb
5、estos fabricG-3Glass contG-5Glass cloth melamineG-7Glass cloth siliconeG-9Glass cloth melamineG-10, G11Glass cloth epoxyN-1Nylon phenolFR-1, FR-2, FR-3Paper PhenolFR-4, FR-5Glass cont, cloth epoxyFR-6Glass fiber, polyesterCEM-1Glass cloth, paper, epoxyCEM-3Glass cloth, Glass web epoxyGPO 1GPO 6Glass
6、 Fiber Mat, polyester种类加强材料树脂主要用途Glass/Epoxy 覆铜板（FR-4）玻璃纤维Epoxy双面板，多层板（工业用产品，PC，汽车，手机）耐热树脂覆铜板玻璃纤维PolyimideBT树脂多层板，耐热，Package（手机，通信用）Paper/Phenol 覆铜板（FR-1）PaperPhenol单面板（洗衣机，冰箱，电饭锅，部分CD-ROM，TV，VTR）高频适用覆铜板玻璃纤维氟树脂PPO树脂高频PCB（多媒体产品）Flexible 覆铜板N/APolyimideFlexible PCBFlex-Rigid PCB4. PCB设计准则4-1. Design C
7、learance设计间隙表1） ETACS，P/W， IMMOB类 表2）TX，RFM类 1. Design Clearance TRACE: 相邻TRACE间距离以0.3mm为标准。 TRACE: 与VIA距离以0.3mm为标准。 TRACE: 与PAD距离以0.3mm为标准。 TRACE: 与SMD距离以0.3mm为标准。2. Design Clearance VIA: 相邻VIA间距离以0.5mm为标准。 VIA: 与PAD距离以0.5mm为标准。 VIA: 与SMD距离以0.5mm为标准。 3. Design Clearance PAD: 相邻PAD间距离以0.5mm为标准。 PAD:
8、 与SMD距离以0.5mm为标准。 SMD: 相邻SMD间距离以0.5mm为标准。Copper，Text，Board，Drill等以表1），表2）要求为准。4-2. Board1. 进行设计时，确认PCB图纸上标记的元件安装禁止区域及布线禁止区域，并确认与壳体干涉的部位；2. PCB相关图纸上没有以上1所列内容时，距离外廓留1mm（Min0.8mm）的空间；3. 在PCB单品上插入固定用Router Hole时 固定用Router Hole: 2以上，2个以上； Array外廓尺寸及单品形状、尺寸相同时，Router Hole的尺寸及位置应设计为相同； Router Hole位置取在PCB单品
9、的对角线方向； 有机构孔（2以上，2个以上）时，代替使用； 与生产技术部门协商后进行。4. 原点（x:y=0:0）取在左下角；5. PCB上有长孔时，正确标记其尺寸（包含公差）。4-3. Layout1. 极性元件应统一极性进行布局，要考虑一定的间隔，可视性及排线效率进行布线；2. 对于DIP部品，要考虑layout而垂直布置；3. PCB Array的Router Pin 经过的区域应避免布置元件；除非不得已的情况下，如配置IC时，空出5mm以上的空间4. 与机构干涉及固定元器件的部分，按照机构图纸要求进行设计（元件安装禁止区域及布线禁止区域）；5. 排布Bottom面元器件时，考虑WAVE
10、（波峰焊）进入方向来设计；6. Test Point Dimension 测试点尺寸（最小规格）Test Point 直径：1.27相邻Test Point 间距离：2.54mm以上-开发model不同的情况下，若PCB 尺寸及固定孔尺寸、位置相同，则将Test Point尺寸及位置设计为相同；-Test Point（TP）布置在Bottom面上（不得已的情况下布置在Top面）。 7. 有2个PCB连接用CONNECTOR PIN时，周围3mm内不得布置元器件（局部使用SOLG M/C时，3mm内没有元器件才能使用）。8. PCB温度分布受元器件布置的影响9. 考虑温度的PCB设计由于元器件的
11、尺寸小型化导致发热密度增加；元器件温度PCB寿命；选用放热效果号的PCB材料；PCB设计时的考虑事项；-铜箔Pattern的发热-元器件安装方法-电路Pattern的状态10. 考虑发热的元器件布置11. 针对发热元器件的对策温度至开始变色所用时间基板状态85C约1000小时略呈灰褐色但直至5000小时以后也几乎无变化100C约100小时略呈灰褐色150C约30分钟100小时内变色且无法只用4-4. Reference name and Silk 整理1. 对所有元器件标记Reference name. 2. Reference name：高度：1.3/ 宽度：0.33. 对于IC，编号顺序以
12、从左上到右下为原则。（IC的1号pin脚必须标示）4. 统一Reference name方向。-使作业者容易区分-勿被其他结构遮挡5. 对有极性的元器件，标示出其极性。6. 对于Connector（以及Programming Pin），在其焊盘之间插入Silk（适用于Top/Bottom）7. 标示出PCB车型名。（零件号及版本号标记在Array上）8. 在Bottom面布置测试点（Test Point）时，Silk 布置在测试点周围不发生干涉的区域；而在布置Connector及Dip元器件的测试点时，若焊盘（Pad）比丝印（Silk）大，则删除丝印（Silk）。9. 若要以非Connecto
13、r元器件来代替Connector的功能时，用丝印（Silk）框出其外廓。10. 在Array上标示出PCB的进入方向。11. 同一种元器件使用多个时，为防止误插入，分别标示出式样名（例：Auto及Safety）。4-5. 布线1. 对于PCB的Pattern，R值为0.5mm。目的是为了防止铜箔的断裂及剥离。2. 对于带有散热焊盘（Thermal Pad）的元器件（如TR、FET、IC类等），散热焊盘部位用铜箔加强。3. 确保CPU安装面下的铜箔面积 NG OK4. 分类大致可分为电源部、信号部、CPU部、输出部以及GND，且随电路的不同而不同。 5. 要以CPU的GND最大限度地包围晶振周围
14、。6. 不应有不必要的Pattern。7. 对于大面积的铜箔，焊盘（Land）应设计如下：未考虑易焊性的设计 考虑了易焊性的设计8. 对于Drill Pad及过孔（Via），应设计Teardrop。9. Dip元器件的Pattern布线应放在Bottom面（考虑PCB生产效率）。10. GND及Power line的铜箔布线尽可能宽一些。11. Dip元器件里面禁止布置Pattern及过孔（Via）12. 为了减少虚焊及接触不良的现象，GND应采用利用布线的接地方法（参考图7）。-利用布线时，需要2个以上-采用SMD元器件时若表面难以布置GND，则通过过孔（Via）使用GND。13. 多层PC
15、B中层的构成及布线方向14. ESD引起的误动作对策考虑系统的接地-信号电路、屏蔽电路、电源供给电路以及装配操作台或PCB基板的“地”都应采用各自的“地”系统；-电源线不应凌乱排布，而应当平行排布或布在屏蔽内；-信号线不应排布在与电源线同一个屏蔽内；-信号线与电源线呈直角排布。4-6. Library1. Top面Library和Bottom面Library应区别适用-Top面焊盘（Land）直角，Bottom面焊盘（Land）圆角；-Top面和Bottom面的Library 尺寸相异。2. 对于Chip元器件，焊盘（Land）按照Spec进行设计，若有PCB Layout及Datasheet
16、则按照设计标准来设计。3. 电阻、电容按照设计标准设计（参照其他资料）4. 若焊盘（Land）长度不够，则进行回流焊（Reflow）时端子及Pattern间圆角（Fillet）的成型不稳定。（考虑焊接状态不良的可能性，焊盘长度需要0.35mm以上，如图）5. Pattern 标准书5-1. 适用PCB板规格 1. FR-4， 1.6t 2. 4层以上多层板 3. 各层铜箔厚度基板铜箔厚度镀铜厚度铜箔合计厚度外层（Comp及Solder面）17m25m42m内层35m0m35m5-2. 基于不同电流量的Pattern宽度设计标准（相对于环境温度升高10C时的许用电流）注：每升高1C，电阻值增加约
17、0.4%。5-3. Pattern电阻值的计算20C为温度下，1oz基板的Pattern电阻R=0.303（m/mm）*Length(mm)则对于0.25mm的Pattern，R(0.25mm)=1.212（m/mm）*Length(mm)(例：Pattern长度为100mm时，电阻值即为0.12, Pattern上的电压降为V(drop)=0.12*0.4A=0.048V)5-4. 电压与导体间最小距离的关系有涂层（Coating）无涂层（Non-Coating）DC电压或AC电压（峰值）导体间最小距离备注DC电压或AC电压（峰值）导体间最小距离备注0150V0.65mm高度：海拔300m以
18、下030V0.25mm与高度无关151300V1.303150V0.38mm51150V0.50mm3015002.501513000.75mm3015001.50mm500V以上0.005mm/V500V以上0.003mm/V-Pattern电流与温度上升的关系-电流量与Pattern宽度的关系，参照5-2表-电流量达到1A，对于40mil的Pattern，每1V电压确保0.005-0.007mm宽度对于500V的电压，确保2.5mm到3.5mm的宽度（若空间允许，在高频及大电流部位尽可能确保宽Pattern）-GND的面积尽可能做大 GND不可形成闭环； 形成的闭环越大，产生的天线效应越强
19、，结果将出现大量吸收空中辐射噪音的不良效果。-根据line的电流量决定Pattern width，但基本遵循以下标准：Pattern Width电源部0.8-1mm输入部0.3mm输出部0.3mmPower line0.8-1mm但对于正常情况下不工作的大电流line，应按以下标准设计宽度，并通过试验确认有无异常。电流Pattern Width0-10A1mm10-20A2mm20-30A3mm30-40A4mm-考虑噪音（Noise）的GND加强方法措施具体措施特点及注意事项通过对GND Pattern的改善达到GND加强设计为宽而短的GND Pattern与诸如设计背面Beta Earth
20、，多层板上设计GND层相比效果较小，但简单易行。并且可与其他措施一起使用。采用Mesh状态GND Pattern有可能产生优于预想的效果，值得一试。利用双层或多层板达到GND加强双层基板的背面设计Beta Earth效果明显多层板中插入GND层效果明显，但基板成本增加利用金属片达到GND加强采用GND改善金属片在基板上难以布置大面积GND时、或无法改为双层或多层基板时可采用此法。Shield Case与基板GND多点连接虽效果较好，但需要注意可能引起ESD性能恶化采用GND Frame即使部分的金属片效果也较佳。由于不是必须要连接GND Frame，若有ESD恶化的顾虑，可以和GND Fram
21、e分离。6. PCB设计Know-how问题点原因对策1-由测试点焊盘（Test Point Land）面积过小导致-过孔（Via）上布置了测试点（Test Point）-过孔（Via）的Drill缩小了测试点焊盘（Test Point Land）的面积-单独分离。2-Connector发生焊接不良-Connector晃动-波峰焊（Wave Soldering）后Pin间发生短路Top面与Bottom面的焊盘面积相同-对于有外力施加的元器件焊盘，Top面与Bottom面设计为不同大小；-波峰焊焊盘做的大一些3-PGM Pin之间布置有过孔，因此在进行波峰焊时，焊锡膏围绕着过孔发生短路-DIP元
22、件及焊盘（Land）之间布置有Pattern以及过孔-PGM 之间的过孔及Pattern位置调整，并做丝印（Silk）处理4-安装多个相同的部件时，由于丝印不恰当，发生错误插入-部件的外廓丝印不恰当-追加部件的外廓形状丝印5-拧螺钉时使用的电动工具存在损伤Pattern的可能-与螺钉的安装部位距离小-未设计针对螺钉干涉的丝印-螺钉安装部位追加丝印-变更Pattern位置6-CPU及IC部件在安装完成后进行肉眼检查时难以查出安装方向是否有误-不能在前期排除安装方向错误等问题-SMT工序后确认及检查时，不能够确认PCB方向与有极性元器件的方向一致性-设计了部件的安装方向，但安装完成后，丝印即被部件
23、挡住-丝印设计在部件安装区域外部7-由于GND Pattern面积较大，延长了热传导时间GND Pattern THEMALS 7EA（Top 3EA; Bottom 4EA）-修改GND Pattern（GND Pattern THEMALS 7EA：Top 3EA; Bottom 4EA）-修改Connector Pin孔（11.2）8-Clinching方向相反-变更Clinch方向-追加防止PCB Short用的丝印9-过大电流导致Pattern损伤（RLY部的Powerline）Pattern加强失误-通过追加Bottom面Pattern Sorder，加强了Power Line Pattern10-PCB分离时发生IC破损-IC所在位置与PCB外廓距离过小（0.5mm）-IC位置变更-距离PCB外廓0.8mm以上11-焊锡膏过多-发生Pattern 短路-无Clinch外形-无丝印-DIP部件适用Clinching-追加丝印12-Router进入时，发生PCB Guide与部品的干涉-PCB部品布置在了Router的干涉部位-变更干涉部品位置或修改Guide位置专心-专注-专业