1、印制電路板 pcb設計標準1. 適用范圍本?標準 ?適用于華為公司cad 設計的所有印制電路板簡稱pcb。2. 引用標準以下標準包含的條文，通過在本標準中引用而構本錢標準的條文。在標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討，使用以下標準最新版本的可能性。gb 4588.388 印制電路板設計和使用q/dkba-y001-1999 印制電路板 cad 工藝設計標準1. 術語1.1 pcbprint circuit board)：印刷電路板。1.2 原理圖：電路原理圖，用原理圖設計工具繪制的、表達硬件電路中各種器件之間的連接關系的圖。1.3 網絡表： 由原理圖設計工具

2、自動生成的、表達元器件電氣連接關系的文本文件，一般包含元器件封裝、網絡列表和屬性定義等組成局部。1.4 布局： pcb 設計過程中，按照設計要求，把元器件放置到板上的過程。深圳市華為技術1999-07-30批準1999-08-30 實施1.5 仿真：在器件的ibis model 或 spice model 支持下，利用eda 設計工具對pcb 的布局、布線效果進行仿真分析，從而在單板的物理實現之前發現設計中存在的emc 問題、時序問題和信號完整性問題，并找出適當的解決方案。深圳市華為技術1999-07-30 批準1999-08-30 實施ii. 目的a. 本標準歸定了我司pcb 設計的流程和設

3、計原那么，主要目的是為pcb 設計者提供必須遵循的規那么和約定。b. 提高 pcb 設計質量和設計效率。提高 pcb 的可生產性、可測試、可維護性。iii. 設計任務受理a. pcb 設計申請流程當硬件工程人員需要進行pcb 設計時， 須在 ?pcb 設計投板申請表 ?中提出投板申請， 并經其工程經理和方案處批準后，流程狀態到達指定的pcb 設計部門審批，此時硬件工程人員須準備好以下資料：經過評審的，完全正確的原理圖，包括紙面文件和電子件；帶有 mrpii 元件編碼的正式的bom ；pcb 結構圖，應標明外形尺寸、安裝孔大小及定位尺寸、接插件定位尺寸、禁止布線區等相關尺寸；對于新器件，即無mr

4、pii 編碼的器件，需要提供封裝資料；以上資料經指定的pcb 設計部門審批合格并指定pcb 設計者前方可開始pcb 設計。b. 理解設計要求并制定設計方案1. 仔細審讀原理圖，理解電路的工作條件。如模擬電路的工作頻率，數字電路的工作速度等與布線要求相關的要素。理解電路的根本功能、在系統中的作用等相關問題。2. 在與原理圖設計者充分交流的根底上，確認板上的關鍵網絡，如電源、時鐘、高速總線等，了解其布線要求。理解板上的高速器件及其布線要求。3. 根據 ?硬件原理圖設計標準?的要求，對原理圖進行標準性審查。4. 對于原理圖中不符合硬件原理圖設計標準的地方，要明確指出，并積極協助原理圖設計者進行修改。

5、5. 在與原理圖設計者交流的根底上制定出單板的pcb 設計方案， 填寫設計記錄表， 方案要包含設計過程中原理圖輸入、布局完成、布線完成、信號完整性分析、光繪完成等關鍵檢查點的時間要求。設計方案應由pcb 設計者和原理圖設計者雙方簽字認可。6. 必要時，設計方案應征得上級主管的批準。iv. 設計過程a. 創立網絡表1. 網絡表是原理圖與pcb 的接口文件， pcb 設計人員應根據所用的原理圖和pcb 設計工具的特性，選用正確的網絡表格式，創立符合要求的網絡表。2. 創立網絡表的過程中，應根據原理圖設計工具的特性，積極協助原理圖設計者排除錯誤。保證網絡表的正確性和完整性。3. 確定器件的封裝 pc

6、b footprint 4. 創立 pcb 板根據單板結構圖或對應的標準板框, 創立 pcb 設計文件；注意正確選定單板坐標原點的位置，原點的設置原那么：a. 單板左邊和下邊的延長線交匯點。b. 單板左下角的第一個焊盤。板框四周倒圓角，倒角半徑5mm。特殊情況參考結構設計要求。b. 布局1. 根據結構圖設置板框尺寸，按結構要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件，并給這些器件賦予不可移動屬性。按工藝設計標準的要求進行尺寸標注。2. 根據結構圖和生產加工時所須的夾持邊設置印制板的禁止布線區、禁止布局區域。根據某些元件的特殊要求，設置禁止布線區。3. 綜合考慮 pcb 性能和加工的效率選擇加工流程。

7、加工工藝的優選順序為：元件面單面貼裝 元件面貼、插混裝元件面插裝焊接面貼裝一次波峰成型 雙面貼裝 元件面貼插混裝、焊接面貼裝。4. 布局操作的根本原那么a. 遵照 “ 先大后小，先難后易的布置原那么，即重要的單元電路、核心元器件應當優先布局b. 布局中應參考原理框圖，根據單板的主信號流向規律安排主要元器件c. 布局應盡量滿足以下要求:總的連線盡可能短，關鍵信號線最短;高電壓、大電流信號與小電流，低電壓的弱信號完全分開;模擬信號與數字信號分開；高頻信號與低頻信號分開；高頻元器件的間隔要充分d. 相同結構電路局部，盡可能采用“ 對稱式標準布局；e. 按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標準優化布局；

8、f. 器件布局柵格的設置，一般ic 器件布局時，柵格應為50-100 mil, 小型外表安裝器件，如外表貼裝元件布局時，柵格設置應不少于25mil 。g. 如有特殊布局要求，應雙方溝通后確定。5. 同類型插裝元器件在x 或 y 方向上應朝一個方向放置。同一種類型的有極性分立元件也要力爭在x 或y 方向上保持一致，便于生產和檢驗。6. 發熱元件要一般應均勻分布，以利于單板和整機的散熱，除溫度檢測元件以外的溫度敏感器件應遠離發熱量大的元器件。7. 元器件的排列要便于調試和維修，亦即小元件周圍不能放置大元件、需調試的元、器件周圍要有足夠的空間。8. 需用波峰焊工藝生產的單板，其緊固件安裝孔和定位孔都

9、應為非金屬化孔。當安裝孔需要接地時, 應采用分布接地小孔的方式與地平面連接。9. 焊接面的貼裝元件采用波峰焊接生產工藝時，阻、容件軸向要與波峰焊傳送方向垂直，阻排及 sop50mil) 的 ic、soj、plcc、qfp 等有源元件防止用波峰焊焊接。10. bga 與相鄰元件的距離5mm。其它貼片元件相互間的距離0.7mm；貼裝元件焊盤的外側與相鄰插裝元件的外側距離大于2mm；有壓接件的pcb，壓接的接插件周圍5mm 內不能有插裝元、器件，在焊接面其周圍 5mm 內也不能有貼裝元、器件。11. ic 去偶電容的布局要盡量靠近ic 的電源管腳，并使之與電源和地之間形成的回路最短。12. 元件布局

10、時 ,應適當考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起, 以便于將來的電源分隔。13. 用于阻抗匹配目的阻容器件的布局，要根據其屬性合理布置。串聯匹配電阻的布局要靠近該信號的驅動端，距離一般不超過500mil 。匹配電阻、 電容的布局一定要分清信號的源端與終端，對于多負載的終端匹配一定要在信號的最遠端匹配。14. 布局完成后打印出裝配圖供原理圖設計者檢查器件封裝的正確性，并且確認單板、背板和接插件的信號對應關系，經確認無誤前方可開始布線。c. 設置布線約束條件1. 報告設計參數8 布局根本確定后，應用pcb 設計工具的統計功能，報告網絡數量，網絡密度，平均管腳密度等根本參數，以便確定所需要的信號布線

11、層數。信號層數確實定可參考以下經驗數據pin 密度信號層數板層數注： pin 密度的定義為：板面積平方英寸/板上管腳總數 /14布線層數的具體確定還要考慮單板的可靠性要求，信號的工作速度，制造本錢和交貨期等因素。1. 布線層設置在高速數字電路設計中，電源與地層應盡量靠在一起，中間不安排布線。 所有布線層都盡量靠近一平面層，優選地平面為走線隔離層。為了減少層間信號的電磁干擾，相鄰布線層的信號線走向應取垂直方向。可以根據需要設計1-2 個阻抗控制層， 如果需要更多的阻抗控制層需要與pcb 產家協商。 阻抗控制層要按要求標注清楚。將單板上有阻抗控制要求的網絡布線分布在阻抗控制層上。2. 線寬和線間距

12、的設置線寬和線間距的設置要考慮的因素a. 單板的密度。板的密度越高，傾向于使用更細的線寬和更窄的間隙。b. 信號的電流強度。 當信號的平均電流較大時，應考慮布線寬度所能承載的的電流，線寬可參考以下數據：pcb 設計時銅箔厚度 ,走線寬度和電流的關系不同厚度，不同寬度的銅箔的載流量見下表: 銅皮厚度 35um 銅皮厚度 50um 銅皮厚度 70um 銅皮 t=10 銅皮 t=10 銅皮 t=10 注：i. 用銅皮作導線通過大電流時，銅箔寬度的載流量應參考表中的數值降額50%去選擇考慮。ii. 在 pcb 設計加工中，常用oz盎司作為銅皮厚度的單位，1 oz 銅厚的定義為1 平方英尺面積內銅箔的重

13、量為一盎，對應的物理厚度為35um；2oz 銅厚為 70um。c. 電路工作電壓：線間距的設置應考慮其介電強度。輸入 150v-300v 電源最小空氣間隙及爬電距離輸入 300v-600v 電源最小空氣間隙及爬電距離d. 可靠性要求。可靠性要求高時，傾向于使用較寬的布線和較大的間距。e. pcb 加工技術限制國內 國際先進水平推薦使用最小線寬/間距6mil/6mil 4mil/4mil 極限最小線寬 /間距4mil/6mil 2mil/2mil 1. 孔的設置過線孔制成板的最小孔徑定義取決于板厚度，板厚孔徑比應小于5-8。孔徑優選系列如下：孔徑：24mil 20mil 16mil 12mil

14、8mil 焊盤直徑：40mil 35mil 28mil 25mil 20mil 內層熱焊盤尺寸：50mil 45mil 40mil 35mil 30mil 板厚度與最小孔徑的關系：板厚：最小孔徑：24mil 20mil 16mil 12mil 8mil 盲孔和埋孔11 盲孔是連接表層和內層而不貫穿整板的導通孔，埋孔是連接內層之間而在成品板表層不可見的導通孔，這兩類過孔尺寸設置可參考過線孔。應用盲孔和埋孔設計時應對pcb 加工流程有充分的認識，防止給pcb 加工帶來不必要的問題，必要時要與pcb 供給商協商。測試孔測試孔是指用于ict 測試目的的過孔，可以兼做導通孔，原那么上孔徑不限，焊盤直徑應

15、不小于25mil，測試孔之間中心距不小于50mil 。不推薦用元件焊接孔作為測試孔。2. 特殊布線區間的設定特殊布線區間是指單板上某些特殊區域需要用到不同于一般設置的布線參數，如某些高密度器件需要用到較細的線寬、較小的間距和較小的過孔等，或某些網絡的布線參數的調整等，需要在布線前加以確認和設置。3. 定義和分割平面層a. 平面層一般用于電路的電源和地層參考層，由于電路中可能用到不同的電源和地層，需要對電源層和地層進行分隔，其分隔寬度要考慮不同電源之間的電位差，電位差大于12v 時，分隔寬度為50mil，反之，可選 20-25mil 。b. 平面分隔要考慮高速信號回流路徑的完整性。c. 當由于高

16、速信號的回流路徑遭到破壞時，應當在其他布線層給予補嘗。例如可用接地的銅箔將該信號網絡包圍，以提供信號的地回路。b. 布線前仿真布局評估，待擴充c. 布線1. 布線優先次序關鍵信號線優先：電源、摸擬小信號、高速信號、時鐘信號和同步信號等關鍵信號優先布線密度優先原那么：從單板上連接關系最復雜的器件著手布線。從單板上連線最密集的區域開始布線。2. 自動布線在布線質量滿足設計要求的情況下，可使用自動布線器以提高工作效率，在自動布線前應完成以下準備工作：自動布線控制文件(do file) 為了更好地控制布線質量，一般在運行前要詳細定義布線規那么，這些規那么可以在軟件的圖形界面內進行定義，但軟件提供了更好

17、的控制方法，即針對設計情況，寫出自動布線控制文件do file), 軟件在該文件控制下運行。3. 盡量為時鐘信號、高頻信號、敏感信號等關鍵信號提供專門的布線層，并保證其最小的回路面積。必要時應采取手工優先布線、屏蔽和加大平安間距等方法。保證信號質量。4. 電源層和地層之間的emc 環境較差，應防止布置對干擾敏感的信號。5. 有阻抗控制要求的網絡應布置在阻抗控制層上。6. 進行 pcb 設計時應該遵循的規那么1 地線回路規那么：環路最小規那么，即信號線與其回路構成的環面積要盡可能小，環面積越小，對外的輻射越少，接收外界的干擾也越小。針對這一規那么，在地平面分割時，要考慮到地平面與重要信號走線的分

18、布，防止由于地平面開槽等帶來的問題；在雙層板設計中，在為電源留下足夠空間的情況下，應該將留下的局部用參考地填充，且增加一些必要的孔，將雙面地信號有效連接起來，對一些關鍵信號盡量采用地線隔離，對一些頻率較高的設計，需特別考慮其地平面信號回路問題，建議采用多層板為宜。2 竄擾控制串擾 crosstalk)是指 pcb 上不同網絡之間因較長的平行布線引起的相互干擾，主要是由于平行線間的分布電容和分布電感的作用。克服串擾的主要措施是：加大平行布線的間距，遵循3w 規那么。在平行線間插入接地的隔離線。減小布線層與地平面的距離。3 屏蔽保護對應地線回路規那么，實際上也是為了盡量減小信號的回路面積，多見于一

19、些比擬重要的信號，如時鐘信號，同步信號；對一些特別重要，頻率特別高的信號，應該考慮采用銅軸電纜屏蔽結構設計，即將所布的線上下左右用地線隔離，而且還要考慮好如何有效的讓屏蔽地與實際地平面有效結合。4 走線的方向控制規那么：即相鄰層的走線方向成正交結構。防止將不同的信號線在相鄰層走成同一方向，以減少不必要的層間竄擾；當由于板結構限制如某些背板難以防止出現該情況，特別是信號速率較高時，應考慮用地平面隔離各布線層，用地信號線隔離各信號線。5 走線的開環檢查規那么：一般不允許出現一端浮空的布線dangling line), 主要是為了防止產生天線效應 ，減少不必要的干擾輻射和接受，否那么可能帶來不可預知

20、的結果。6 阻抗匹配檢查規那么：同一網絡的布線寬度應保持一致，線寬的變化會造成線路特性阻抗的不均勻，當傳輸的速度較高時會產生反射，在設計中應該盡量防止這種情況。在某些條件下，如接插件引出線，bga 封裝的引出線類似的結構時，可能無法防止線寬的變化，應該盡量減少中間不一致局部的有效長度。7 走線終結網絡規那么：在高速數字電路中，當pcb 布線的延遲時間大于信號上升時間或下降時間的1/4 時，該布線即可以看成傳輸線，為了保證信號的輸入和輸出阻抗與傳輸線的阻抗正確匹配，可以采用多種形式的匹配方法，所選擇的匹配方法與網絡的連接方式和布線的拓樸結構有關。a. 對于點對點一個輸出對應一個輸入連接，可以選擇

21、始端串聯匹配或終端并聯匹配。前者結構簡單，本錢低，但延遲較大。后者匹配效果好，但結構復雜，本錢較高。b. 對于點對多點一個輸出對應多個輸出連接，當網絡的拓樸結構為菊花鏈時，應選擇終端并聯匹配。當網絡為星型結構時，可以參考點對點結構。星形和菊花鏈為兩種根本的拓撲結構, 其他結構可看成根本結構的變形, 可采取一些靈活措施進行匹配。在實際操作中要兼顧本錢、功耗和性能等因素，一般不追求完全匹配，只要將失配引起的反射等干擾限制在可接受的范圍即可。8 走線閉環檢查規那么：防止信號線在不同層間形成自環。在多層板設計中容易發生此類問題，自環將引起輻射干擾。9 走線的分枝長度控制規那么：盡量控制分枝的長度，一般

22、的要求是tdelay=trise/20 。10 走線的諧振規那么：主要針對高頻信號設計而言，即布線長度不得與其波長成整數倍關系，以免產生諧振現象。11 走線長度控制規那么：即短線規那么，在設計時應該盡量讓布線長度盡量短，以減少由于走線過長帶來的干擾問題，特別是一些重要信號線，如時鐘線，務必將其振蕩器放在離器件很近的地方。對驅動多個器件的情況，應根據具體情況決定采用何種網絡拓撲結構。12 倒角規那么：pcb 設計中應防止產生銳角和直角，產生不必要的輻射，同時工藝性能也不好。13 器件去藕規那么：a. 在印制版上增加必要的去藕電容，濾除電源上的干擾信號，使電源信號穩定。在多層板中，對去藕電容的位置

23、一般要求不太高，但對雙層板， 去藕電容的布局及電源的布線方式將直接影響到整個系統的穩定性，有時甚至關系到設計的成敗。b. 在雙層板設計中， 一般應該使電流先經過濾波電容濾波再供器件使用，同時還要充分考慮到由于器件產生的電源噪聲對下游的器件的影響，一般來說，采用總線結構設計比擬好，在設計時，還要考慮到由于傳輸距離過長而帶來的電壓跌落給器件造成的影響，必要時增加一些電源濾波環路，防止產生電位差。c. 在高速電路設計中，能否正確地使用去藕電容，關系到整個板的穩定性。14 器件布局分區 /分層規那么：a. 主要是為了防止不同工作頻率的模塊之間的互相干擾，同時盡量縮短高頻局部的布線長度。通常將高頻的局部

24、布設在接口局部以減少布線長度，當然，這樣的布局仍然要考慮到低頻信號可能受到的干擾。同時還要考慮到高 /低頻局部地平面的分割問題，通常采用將二者的地分割，再在接口處單點相接。b. 對混合電路，也有將模擬與數字電路分別布置在印制板的兩面，分別使用不同的層布線，中間用地層隔離的方式。15 孤立銅區控制規那么：孤立銅區的出現，將帶來一些不可預知的問題，因此將孤立銅區與別的信號相接，有助于改善信號質量，通常是將孤立銅區接地或刪除。在實際的制作中，pcb 廠家將一些板的空置局部增加了一些銅箔，這主要是為了方便印制板加工，同時對防止印制板翹曲也有一定的作用。16 電源與地線層的完整性規那么：對于導通孔密集的

25、區域，要注意防止孔在電源和地層的挖空區域相互連接，形成對平面層的分割，從而破壞平面層的完整性，并進而導致信號線在地層的回路面積增大。17 重疊電源與地線層規那么：不同電源層在空間上要防止重疊。主要是為了減少不同電源之間的干擾，特別是一些電壓相差很大的電源之間，電源平面的重疊問題一定要設法防止，難以防止時可考慮中間隔地層。18 3w 規那么：為了減少線間串擾，應保證線間距足夠大，當線中心間距不少于3 倍線寬時，那么可保持70%的電場不互相干擾，稱為3w 規那么。如要到達98%的電場不互相干擾，可使用10w 的間距。19 20h 規那么：由于電源層與地層之間的電場是變化的，在板的邊緣會向外輻射電磁

26、干擾。稱為邊沿效應。解決的方法是將電源層內縮，使得電場只在接地層的范圍內傳導。以一個h電源和地之間的介質厚度為單位，假設內縮20h 那么可以將70%的電場限制在接地層邊沿內；內縮100h 那么可以將 98%的電場限制在內。20 五-五規那么：印制板層數選擇規那么，即時鐘頻率到5mhz 或脈沖上升時間小于5ns，那么 pcb 板須采用多層板，這是一般的規那么，有的時候出于本錢等因素的考慮，采用雙層板結構時，這種情況下，最好將印制板的一面做為一個完整的地平面層。d. 后仿真及設計優化待補充e. 工藝設計要求1. 一般工藝設計要求參考?印制電路 cad 工藝設計標準 ?q/dkba-y001-1999 2. 功能板的 ict 可測試要求a. 對于大批量生產的單板，一般在生產中要做ictin circuit test), 為了滿足 ict 測試設備的要求，pcb 設計中應做相應的處理，一般要求每個網絡都要至少有一個可供測試探針接觸的測試點，稱為ict 測試點。b. pcb 上的 ict 測試點的數目應符合ict 測試標準的要求 ,且應在 pcb 板的焊接面 , 檢測點可以是器件的焊點 ,也可以是過孔。c. 檢測點的焊盤尺寸最小為24mils，兩個單獨測試點的最小間