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华为PCB 技术-文章

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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 4588.3—88

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