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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-datePROTEL制图规范PROTEL制图规范PROTEL 制图规范目的: 本规范归定了公司SCH及PCB设计的流程和设计原则，主要目的是为SCH及PCB设计者提供必须遵循的规则和约定。提高SCH易懂性及美观性,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。一 原理图制图规范 1. 文件建立1.1 元件符号 尽量按照国标绘制元件符号,这样便于理解和统一;
2、元件符号要直观易懂;元件的电气连接要简洁,符合常规习惯画法,如:从左至右 输入处理输出;利于制PCB板,元件要画的同时要标封装;原理图要尽量做到美观;1.2 原理图命名参考文档命名规范，示意如下： 4805-TL494-V1.1-090503.SCH 4805 -电路板名称 TL494-主控芯片V1.1-版本号090503-最终修改日期1.3 对于有一定规模的设计采用多页设计的原则，按照功能模块分页设计。页面尺寸一般选择B(单位: 英寸),如果单页内容较多，可选择C, 多页原理图命名增加编号确定页面显示顺序，如01IN，02CONTROL,03OUT等。1.4 元件标注 元器件编号命名前缀:电
3、阻:R, 排阻:RN, 电容:C, 电解电容:E, 电感:L, 磁珠:FB, 芯片:U, 模块:MOD或U,晶振:X三极管:Q，MOSFE管T, 二极管:D, 整流二极管:ZD, 发光二极管:LED, 连接器:CON,跳线:J, 开关:K, 电池:BAT, 固定通孔:MH, Mark(标号):H, 测试点:TP电阻标注电阻阻值及功率,精度有要求的要标注精度,这样便于生成元件清单.格式如下:10K/0.25W-0.1%电容标注电容容量及耐压.格式如:104/63V 材料有要求的请在元件清单上注明。其它:略1.5 原理图设计中为调试，测试，或者作为选项的电路部分的元器件，在标识值的时候，增加NI(
4、NotInstall)标识。1.6 Connector有极性的原理图上需标识，如公头DB9标记为DB9M(Male)，母头的标记为DB9F(Famale)2. 原理图的绘制2.1 建立统一元器件库，原理图使用到的元器件从统一的库文件中调用。2.2 连接多页面的端口从页面左上角开始向下放置，端口连接线长度统一为8个单位，正确标识端口的类别，方向。示例如下： 2.3 对于较多连接的芯片引脚尽量采用网络标号连接，芯片引脚长度8个单位，电源类网络 标号在靠近芯片的4个单位内标记，信号类网络标号从远离芯片的4个单位内标记。示例如下：2.4 如果有跳线，需标记各种接法的功能。示例如下：2.5 低电平有效信
5、号线的网络标识统一采用”/”前缀，如/CS，/RST等。2.6 电源类网络标识需以电源极性为前缀，如+3.3V,-12V等。2.7 网络标识字段中不能包含空字符。3. 检查原理图绘制完成后需做ERC检查，防止元器件编号重复，同一网络标号少于2个连接等等问题。需要完全没有Warning。操作示例如下：二 PCB制板流程规范PCB的设计流程分为网络表输入、规则设置、元器件布局、布线、检查、复查、输出六个步骤。1. 网络表输入1.1 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;1.2 创建网络表的过程中，应根据
6、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;1.3 确定器件的封装（PCB FOOTPRINT）; 1.4 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： 1.4.1 单板左边和下边的延长线交汇点。1.4.2 单板左下角的第一个焊盘。1.4.3 板框四周倒圆角，倒角半径5mm。特殊情况参考结构设计要求。2. 规则设置2.1 线宽和线间距的设置间隙不小于10mil,线宽不小于10mil,过孔的尺寸尽量统一,还要考虑两个方面;2.1.1 单板密度; 板的密度越高, 倾向于使用更细的线宽和更窄
7、的间隙,高压及高频要注意线间距不能太小。2.1.2 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，线宽与电流的关系如下表,如果电流太大则应考虑在SOLDER层旋转镀锡条, SOLDER层要尽量画在BOTTOM层上,如果必须放置在TOP层,镀锡条上不能有器件覆盖。 铜皮t=10 铜皮t=10 铜皮t=10 铜皮厚度35um 铜皮厚度50um 铜皮厚度70um 宽度mm 电流 A 宽度mm 电流 A 宽度 mm 电流 A0.15 0.20 0.15 0.50 0.15 0.700.20 0.55 0.20 0.70 0.20 0.900.30 0.80 0.30 1.10
8、 0.30 1.300.40 1.10 0.40 1.35 0.40 1.700.50 1.35 0.50 1.70 0.50 2.000.60 1.60 0.60 1.90 0.60 2.300.80 2.00 0.80 2.40 0.80 2.801.00 2.30 1.00 2.60 1.00 3.201.20 2.70 1.20 3.00 1.20 3.601.50 3.20 1.50 3.50 1.50 4.202.00 4.00 2.00 4.30 2.00 5.102.50 4.50 2.50 5.10 2.50 6.00 注： i. 用铜皮作导线通过大电流时，铜箔宽度的载流量应
9、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。2.1.3 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一 次 侧 二 次 侧 线地间距mm工作电压直流值或有效值V空气间隙mm爬电距离mm工作电压直流值或有效值V空气间隙mm爬电距离mm 线地间距 mm4.050V1.01.271V0.71.22.0150V1.41.6125V0.71.5200V2.0150V0.71.6250V2.5200
10、V0.72.0300V1.73.2250V0.72.5400V4.0600V3.06.3 输入300V-600V电源最小空气间隙及爬电距离一 次 侧 二 次 侧 线地间距mm工作电压直流值或有效值V空气间隙mm爬电距离mm工作电压直流值或有效值V空气间隙mm爬电距离mm 线地间距 mm6.350V1.271V1.22.5150V1.6125V1.5200V2.02.0150V1.71.6250V2.02.5200V1.72.0300V3.53.2250V1.72.5400V3.84.0600V5.06.3 2.1.4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。2.2 板层设置
11、;画线时不用的板层要隐藏,避免在不用的层上画线,绘制完成单独检查每个层。2.3 调试点设置;是指用于调试目的的金属接触点，接触点为直径不小于120mil圆形底层接触点。 3. 元器件布局3.1 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LOCKED属性。按工艺设计规范的要求进行尺寸标注。 3.2 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。3.3 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
12、装元件面贴插混装、焊接面贴装。3.4 布局操作的基本原则3.4.1 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。 3.4.2 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。 3.4.3 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。 3.4.5 相同结构电路部分，尽可能采用“对称式”标准布局； 3.4.6 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局； 3.4.7 器件布局栅格的设置，一般IC器件布局时，栅
13、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。3.4.8 如有特殊布局要求，应双方沟通后确定。3.4.9 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。3.5 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。3.6 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。3.7 需用锡锅焊工艺生产的单板，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
14、布接地小孔的方式与地平面连接。3.8 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。3.9 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；有插接件的PCB，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。3.10 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
15、最短。3.11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。3.12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。3.13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。4. 布线4.1 电源、地线的处理在电源、地线之间加上去耦电容。 尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线电源线信号线，通常
16、信号线宽为：0.20.3mm,电源线为1.22.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用,用大面积铜层作地线用, 在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。模拟电路地线要遵循单点接地原则。4.2 数字电路与模拟电路的共地处理数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，数字地要与模拟地分开,用一根跳线把数字地与模拟地连接。4.3闲置不用的器件引脚应接地或者电源,对于大功率器件的引脚应用热焊盘处理。 4.4布线优先次序关键信号线优先：电源、摸拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线,密度优先原则：从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。从单板上
17、连线最密集的区域开始布线。4.5自动布线在布线质量满足设计要求的情况下，可使用自动布线器以提高工作效率,但是模拟信号严格要求用手工布线。4.6进行PCB设计时应该遵循的规则4.6.1 地线回路规则： 环路最小规则，即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小，环面积越小，对外的辐射越少，接收外界的干扰也越小。4.6.2 窜扰控制 串扰（CrossTalk)是指PCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰，主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用。克服串扰的主要措施是： 加大平行布线的间距，遵循3W规则。在平行线间插入接地的隔离线。 减小布线层与地平面的距离。 4.6.3 屏蔽保护对应地线回
18、路规则，实际上也是为了尽量减小信号的回路面积，多见于一些比较重要的信号，如时钟信号，同步信号；对一些特别重要，频率特别高的信号，应该考虑采用铜轴电缆屏蔽结构设计，即将所布的线上下左右用地线隔离，而且还要考虑好如何有效的让屏蔽地与实际地平面有效结合。4.6.4 走线的方向控制规则： 即相邻层的走线方向成正交结构。避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向，以减少不必要的层间窜扰。4.6.5 走线的开环检查规则： 对于高频电路一般不允许出现一端浮空的布线, 主要是为了避免产生天线效应，减少不必要的干扰辐射和接受，否则可能带来不可预知的结果。4.6.6 阻抗匹配检查规则： 同一网络的布线宽度应保持一致，
19、线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀，当传输的速度较高时会产生反射，在设计中应该尽量避免这种情况。在某些条件下，如接插件引出线，BGA封装的引出线类似的结构时，可能无法避免线宽的变化，应该尽量减少中间不一致部分的有效长度。4.6.7走线的谐振规则： 主要针对高频信号设计而言，即布线长度不得与其波长成整数倍关系，以免产生谐振现象。4.6.9走线长度控制规则： 即短线规则，在设计时应该尽量让布线长度尽量短，以减少由于走线过长带来的干扰问题，特别是一些重要信号线，如时钟线，务必将其振荡器放在离器件很近的地方。4.6.8倒角规则： PCB设计中应避免产生锐角和直角，产生不必要的辐射，同时工艺性能也不好
20、。4.6.9 器件去藕规则： 电源及每个芯片最近处放置去藕电容。4.6.10 器件布局分区(分层)规则： 4.6.10.1高低速电路为了防止不同工作频率的模块之间的互相干扰，同时尽量缩短高频部分的布线长度。通常将高频的部分布设在接口部分以减少布线长度，当然，这样的布局仍然要考虑到低频信号可能受到的干扰。同时还要考虑到高/低频部分地平面的分割问题，通常采用将二者的地分割，再在接口处单点相接。 4.6.10.2模拟数字混合电路将模拟与数字电路分别布置在两块区域尽量减少交叉部分，中间地线用单点连接。 4.6.11 孤立铜区控制规则： 对于孤立铜区(死皮)要进行接地处理或删除。4.6.12重叠电源与地
21、线层规则： 多层板不同电源层在空间上要避免重叠。主要是为了减少不同电源之间的干扰，特别是一些电压相差很大的电源之间，电源平面的重叠问题一定要设法避免，难以避免时可考虑中间隔地层。 4.6.13 3W规则： 为了减少线间串扰，应保证线间距足够大，当线中心间距不少于3倍线宽时，则可保持70%的电场不互相干扰，称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰，可使用10W的间距。4.6.14 20H规则： 由于电源层与地层之间的电场是变化的，在板的边缘会向外辐射电磁干扰。称为边沿效应。解决的办法是将电源层内缩，使得电场只在接地层的范围内传导。以一个H（电源和地之间的介质厚度）为单位，若内缩20H则可以将
22、70%的电场限制在接地层边沿内；内缩100H则可以将98%的电场限制在内。5. 元件标号5.1元件的标号放在元件的上方或者下方,字体采用0.8mm高0.254mm粗(特殊情况例外),不在放置在器件下方,如果元件附近没法放置,则应用箭头标识出器件标号。 5.2 PCB板在绘制完成检查无误后在电路板是标识版本号,及公司图标(特殊情况例外)。6. DRC检查及自我检查设计规则检查（DRC） 布线设计完成后，需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则，同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求，一般检查有如下几个方面： 线与线，线与焊盘，线与过孔，元件焊盘与过孔，过孔与过孔之间的距离是否合理，是否满足生产要求。 电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否接去耦电容,在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。 对于关键的信号线是否采取了最佳措施，如长度最短，加保护线，输入线及输出线被明显地分开。 模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。 后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。 对一些不理想的线形进行修改。阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响安装质量。起草:王向宁 2009.6.3晚10点完成初稿 -