原理图和PCB的设计规范

一.PCB设计规范1、元器件封装设计元件封装的选用应与元件实物外形轮廓，引脚间距，通孔直径等相符合。

元件外框丝印统一标准。

插装元件管脚与通孔公差相配合（通孔直径大于元件管脚直径8-20mil），考虑公差可适当增加。

建立元件封装时应将孔径单位换算为英制（mil），并使孔径满足序列化要求。

插装元件的孔径形成序列化，40mil以上按5mil递加，即40mil,45mil,50mil……，40mil以下按4mil递减，即36mil,32mil,28mil……。

2、PCB外形要求1）PCB板边角需设计成(R=1.0-2.0MM)的圆角。

2）金手指的设计要求，除了插入边按要求设计成倒角以外，插板两侧边也应设计成（1-1.5）X45度的倒角或(R1-1.5)的圆角，以利于插入。

1.布局布局是PCB设计中很关键的环节，布局的好坏会直接影响到产品的布通率，性能的好坏，设计的时间以及产品的外观。

在布局阶段，要求项目组相关人员要紧密配合，仔细斟酌，积极沟通协调，找到最佳方案。

器件转入PCB后一般都集中在原点处，为布局方便，按合适的间距先把所有的元器件散开。

2）综合考虑PCB的性能和加工效率选择合适的贴装工艺。

贴装工艺的优先顺序为：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形）；元件面双面贴装→元件面插贴混装→焊接面贴装。

1.布局应遵循的基本原则1.遵照“先固后移，先大后小，先难后易”的布局原则，即有固定位置，重要的单元电路，核心元器件应当优先布局。

2.布局中应该参考原理图，根据重要（关键）信号流向安排主要元器件的布局。

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，过孔尽可能少；高电压，大电流信号与低电压，小电流弱信号完全分开；模拟与数字信号分开。

4.在满足电器性能的前提下按照均匀分布，重心平衡，美观整齐的标准优化布局。

5.如有特殊布局要求，应和相关部门沟通后确定。

2.布局应满足的生产工艺和装配要求为满足生产工艺要求，提高生产效率和产品的可测试性，保持良好的可维护性，在布局时应尽量满足以下要求：元器件安全间距（如果器件的焊盘超出器件外框，则间距指的是焊盘之间的间距）。

1.小的分立器件之间的间距一般为0.5mm，最小为0.3mm，相邻器件的高度相差较大时，应尽可能加大间距到0.5mm以上。

如和IC（BGA），连接器，接插件，钽电容之间等。

2.IC、连接器、接插件和周围器件的间距最好保持在1.0mm以上，最少为0.5mm，并注意限高区和禁止摆放区的器件布局。

3.安装孔的禁布区内无元器件。

如下表所示4.高压部分，金属壳体器件和金属件的布局应在空间上保证与其它器件的距离满足安规要求。

∙如果元器件离板边的距离小于5mm，在拼板时要考虑在走板方向（一般为长边）留5mm以上的工艺边。

∙板上器件分布均匀，方向尽量统一。

元器件的长轴应与工艺边方向（即板传送方向）垂直，这样可以防止在焊接过程中出现元器件在板上漂移或“立碑”的现象。

有极性的元器件方向尽量统一并有明显标示，同一板上最多只允许两种朝向，便于生产和检验。

∙以手工焊器件的焊盘为中心，半径5mm范围，方向90度的区域内，不能有高于2mm的器件。

因为焊接时烙铁头和PCB之间要成一夹角。

如果周边器件太高，对操作影响较大，容易引起虚焊。

∙贴片IC与PCB板上的设计受力点（如螺丝孔）的距离至少在3mm以上，以免PCB受力时损害IC，造成假焊。

6、具体电路器件布局要求1) 发热元件一般要均匀分布，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要远离发热量大的器件。

2) 电感或磁珠不能并行靠在一起，这样将形成一个空芯变压器，相互感应产生干扰信号。

它们之间的距离至少要大于其中一个器件的高度，或采取直角排列以将其互感减到最小。

3) 去藕电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚，并使电容与电源和地之间形成的回路最短。

4) 分压电路、差分电路等尽量采用对称式布局，相同电源的电路器件尽量摆放在一起。

晶振必须放在离芯片最近的地方，但不要放在靠近板边的地方。

1.过孔与安装孔1) 标准过孔尺寸2) 标准安装孔尺寸8、布线与优化布线和优化是PCB设计中最为重要，也是工作量最大的环节。

因为现有的软件智能化程度低，加上产品本身的特点，很难通过制定布线文件进行自动布线，全靠人工去控制和完成。

布线时，要尽可能考虑到各种信号的电气性能要求，合理安排信号流向和层面分布。

在满足LAYOUT GUIDELINE的前提下，走线最短、过孔最少、保证信号的完整性与阻抗要求，减少ESD和EMI。

∙布线优先顺序∙关键信号优先：高速信号，时钟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，从单板上密度最密集的区域开始布线。

∙注意布线方法和顺序的正确选择使用：关键信号如果不优先处理，不但会影响板的基本性能，而且会极大地增加后续的修改工作量。

∙尽量为时钟、高频、高速、敏感信号提供专门的布线层和参考层，保证其最小信号回路面积，必要时采取加宽、屏蔽、加大安全间距等方法保证信号质量。

∙应遵循的布线优化规则二、地线（信号)回路规则：也即环路最小原则，要求信号线及其回路构成的环面积要尽可能小。

环面积越小，对外的辐射就越少，接收外界的干扰也越小。

针对这一规则：∙在地平面分割时，要考虑地平面与重要信号走线的分布，防止由于地平面开槽带来的增大回路的问题。

通常在模拟和数字地之间留一单点接地桥接区域作为信号的回路，或采用A/D器件，必须完全分割时要在信号两侧包地提供回路。

∙在双层板设计中，在为电源留下足够空间的情况下，留下的部分都用参考地填充，并采用足够数量的通孔将两面地有效地连接起来。

三、串扰控制：串扰是指PCB板上不同网络之间由于较长的平行布线而引起的相互干扰。

串扰主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用引起，一般采取的措施有：i)加大平行布线间的间距，遵循3W原则。

ii)在平行线间插入接地的隔离线。

iii)减少平行线的长度，相邻层平行线正交布线。

四、走线的方向控制规则：相邻层的信号的走线方向要采用正交方式，避免将不同的信号在相邻的层面走成同一方向，甚至完全重叠，以减少不必要的层间串扰。

当由于板结构限制难免出现这种情况，特别是信号速度较高时，应考虑用地平面隔离各布线层，用地隔离各信号线。

五、走线的开环检查规则：一般不允许出现一端浮空的布线（DanglingLine），主要是为了避免产生“天线效应”，减少不必要的辐射干扰和接收，否则可能带来不可预测的结果。

六、走线闭环检查规则：防止信号在不同的层间形成自环（闭环），在多层板设计中容易发生此类问题，自环将引起辐射干扰。

七、走线的分枝长度控制规则：尽量控制分枝（从某管脚出来朝不同的方向走）的长度，一般的要求是Tdelay<=Trise/20。

八、走线的谐振规则：主要针对高频设计而言，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。

九、走线长度控制规则：即短线规则，在设计时应使布线长度尽可能短，以减少由于走线过长带来的干扰问题。

特别是一些重要的信号线如时钟、射频等，务必将其振荡器放在离器件最近的地方。

对驱动多个器件的情况，应根据具体情况决定采取何种网络拓朴结构。

十、倒角规则：PCB设计中信号走线应避免产生锐角和直角，以免产生不必要的辐射，同时工艺性也不好，容易产生过蚀。

射频和时钟在不能走直线的情况下尽量走成圆弧。

十一、器件去藕规则一、在PCB板上增加必要的去藕电容，滤除电源上的干扰和噪声，使电源信号稳定。

二、去藕电容靠近器件的电源管脚放置，特别是在双面板中，使电源先经过电容滤波再供给器件使用，同时还要充分考虑由于器件产生的电源噪声对下游器件的影响。

一般来说，采用总线结构设计比较好。

三、在设计时，还要考虑到由于传输距离过长而带来的电压跌落给器件造成的影响，必要时增加一些电源滤波环路，避免产生电位差。

在高速电路设计中，能否正确地使用去藕电容，关系到整个单板的稳定性。

十二、布线分区/分层规则同样性质的信号尽量压缩，不同性质的信号之间用GND+VIA隔开。

重要的关键信号按类型分层布置，缩短布线长度，以地隔离，减少相互干扰。

十三、高频与低频、大功率与小功率、数字与模拟、高速与低速，在条件允许时尽量分层布置，以地隔离。

十四、孤立铜区控制规则：孤立铜区的出现，会带来一些不可预知的问题，因此将孤立铜区与相应的信号相连，有助于改善信号质量。

通常将孤立铜区与地相连或删除。

在实际的制作中，PCB厂家会在板的空置部分加一些铜箔，这主要是为了方便PCB加工，同时增加PCB的刚性，减少PCB的在高温下的翘曲。

十五、电源层和地层的完整性规则：对于导通孔密集的区域，要注意避免导通孔在电源和地层的挖空区域相互隐形连接，形成对平面层的实际分割，从而破坏平面层的完整性，进而导致信号在地层的回路面积增大十六、电源和地平面层分割和重叠控制规则：1.由于同一平面层可能要分布不同的电源和地，需要对平面层按电气要求进行分割，其分割宽度要考虑不同电源之间的电位差：电位差大于12V时，分割宽度为50MIL；反之，可选25~30MIL.2.平面分割要考虑高速信号回流路径的完整性。

当回流路径遭到破坏时，要采取其他方式予以补偿。

3.不同层的电源层在空间上要避免互相重叠，主要是为了减少不同电源时间的干扰，特别是一些电压相差很大的电源之间，难以避免时要考虑中间隔地层。

十七、3W规则：为了减少线间串扰，应保证线间距足够大。

当线中心距不少于3倍线宽时，则可以保证70%的电场不相互干扰，称为“3W 规则”。

如果要达到98%的电场不相互干扰，可使用10W规则。

十八、20H规则：由于电源层和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“边缘效应”。

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（电源和地层之间的介质厚度）为单位，如果内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边缘内，内缩100H则可以限制98%的电场。

t) 其他电路模拟信号和数字信号分开，避免穿过对方区域。

必须穿过时要用一到两层地在空间上隔离，模拟地采用单点接地方式和主地相连，或用磁珠，变压器，光电器件等隔离，以保证模拟地的相对干净。

模拟电路的信号线适当走宽些，以提高抗干扰能力。

∙数据和地址总线从BB到FLASH再到其他的总线设备，要根据具体情况采取合适的走线拓朴结构，做到信号短、过孔少，尽量做等长控制。

相邻层走线采取正交方式，减少层间串扰。

∙RESET信号离地和其他信号线的水平距离在0.3mm以上；CLOCK信号要包地处理，在相邻层的对应区域最好不要有电源、音频等敏感信号。

∙晶振和中振底下避免走线，特别是高速和高频信号，特殊情况下要走线时需在空间上隔离两层地以上。