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【技術拓展】太全了!131條PCB Layout設計規範!

發布時間:2018-04-20 熱度:

這裡有131條PCB Layout設計規範!想了解更多PCB的同仁們,不妨好好看看這篇文章,一定能給你帶來滿滿收獲!

序号

按部位分類

技術規範内容

1

PCB布線與布局

PCB布線與布局隔離準則:強弱電流隔離、大小電壓隔離,高低頻率隔離、輸入輸出隔離、數字模拟隔離、輸入輸出隔離,分界标準為相差一個數量級。隔離方法包括:空間遠離、地線隔開。

2

PCB布線與布局

晶振要盡量靠近IC,且布線要較粗

3

PCB布線與布局

晶振外殼接地

4

PCB布線與布局

時鐘布線經連接器輸出時,連接器上的插針要在時鐘線插針周圍布滿接地插針

5

PCB布線與布局

讓模拟和數字電路分别擁有自己的電源和地線通路,在可能的情況下,應盡量加寬這兩部分電路的電源與地線或采用分開的電源層與接地層,以便減小電源與地線回路的阻抗,減小任何可能在電源與地線回路中的幹擾電壓

6

PCB布線與布局

單獨工作的PCB的模拟地和數字地可在系統接地點附近單點彙接,如電源電壓一緻,模拟和數字電路的電源在電源入口單點彙接,如電源電壓不一緻,在兩電源較近處并一1~2nf的電容,給兩電源間的信号返回電流提供通路

7

PCB布線與布局

如果PCB是插在母闆上的,則母闆的模拟和數字電路的電源和地也要分開,模拟地和數字地在母闆的接地處接地,電源在系統接地點附近單點彙接,如電源電壓一緻,模拟和數字電路的電源在電源入口單點彙接,如電源電壓不一緻,在兩電源較近處并一1~2nf的電容,給兩電源間的信号返回電流提供通路

8

PCB布線與布局

當高速、中速和低速數字電路混用時,在印制闆上要給它們分配不同的布局區域

9

PCB布線與布局

對低電平模拟電路和數字邏輯電路要盡可能地分離

10

PCB布線與布局

多層印制闆設計時電源平面應靠近接地平面,并且安排在接地平面之下。

11

PCB布線與布局

多層印制闆設計時布線層應安排與整塊金屬平面相鄰

12

PCB布線與布局

多層印制闆設計時把數字電路和模拟電路分開,有條件時将數字電路和模拟電路安排在不同層内。如果一定要安排在同層,可采用開溝、加接地線條、分隔等方法補救。模拟的和數字的地、電源都要分開,不能混用

13

PCB布線與布局

時鐘電路和高頻電路是主要的幹擾和輻射源,一定要單獨安排、遠離敏感電路

14

PCB布線與布局

注意長線傳輸過程中的波形畸變

15

PCB布線與布局

減小幹擾源和敏感電路的環路面積,最好的辦法是使用雙絞線和屏蔽線,讓信号線與接地線(或載流回路)扭絞在一起,以便使信号與接地線(或載流回路)之間的距離最近

16

PCB布線與布局

增大線間的距離,使得幹擾源與受感應的線路之間的互感盡可能地小

17

PCB布線與布局

如有可能,使得幹擾源的線路與受感應的線路呈直角(或接近直角)布線,這樣可大大降低兩線路間的耦合

18

PCB布線與布局

增大線路間的距離是減小電容耦合的最好辦法

19

PCB布線與布局

在正式布線之前,首要的一點是将線路分類。主要的分類方法是按功率電平來進行,以每30dB功率電平分成若幹組

20

PCB布線與布局

不同分類的導線應分别捆紮,分開敷設。對相鄰類的導線,在采取屏蔽或扭絞等措施後也可歸在一起。分類敷設的線束間的最小距離是50~75mm

21

PCB布線與布局

電阻布局時,放大器、上下拉和穩壓整流電路的增益控制電阻、偏置電阻(上下拉)要盡可能靠近放大器、有源器件及其電源和地以減輕其去耦效應(改善瞬态響應時間)。

22

PCB布線與布局

旁路電容靠近電源輸入處放置

23

PCB布線與布局

去耦電容置于電源輸入處。盡可能靠近每個IC

24

PCB布線與布局

PCB基本特性 阻抗:由銅和橫切面面積的質量決定。具體為:1盎司0.49毫歐/單位面積
  電容:C=EoErA/h,Eo:自由空間介電常數,Er:PCB基體介電常數,A:電流到達的範圍,h:走線間距
  電感:平均分布在布線中,約為1nH/m
  盎司銅線來講,在0.25mm(10mil)厚的FR4碾壓下,位于地線層上方的)0.5mm寬,20mm長的線能産生9.8毫歐的阻抗,20nH的電感及與地之間1.66pF的耦合電容。

25

PCB布線與布局

PCB布線基本方針:增大走線間距以減少電容耦合的串擾;平行布設電源線和地線以使PCB電容達到最佳;将敏感高頻線路布設在遠離高噪聲電源線的位置;加寬電源線和地線以減少電源線和地線的阻抗;

26

PCB布線與布局

分割:采用物理上的分割來減少不同類型信号線之間的耦合,尤其是電源與地線

27

PCB布線與布局

局部去耦:對于局部電源和IC進行去耦,在電源輸入口與PCB之間用大容量旁路電容進行低頻脈動濾波并滿足突發功率要求,在每個IC的電源與地之間采用去耦電容,這些去耦電容要盡可能接近引腳。

28

PCB布線與布局

布線分離:将PCB同一層内相鄰線路之間的串擾和噪聲耦合最小化。采用3W規範處理關鍵信号通路。

29

PCB布線與布局

保護與分流線路:對關鍵信号采用兩面地線保護的措施,并保證保護線路兩端都要接地

30

PCB布線與布局

單層PCB:地線至少保持1.5mm寬,跳線和地線寬度的改變應保持最低

31

PCB布線與布局

雙層PCB:優先使用地格栅/點陣布線,寬度保持1.5mm以上。或者把地放在一邊,信号電源放在另一邊

32

PCB布線與布局

保護環:用地線圍成一個環形,将保護邏輯圍起來進行隔離

33

PCB布線與布局

PCB電容:多層闆上由于電源面和地面絕緣薄層産生了PCB電容。其優點是據有非常高的頻率響應和均勻的分布在整個面或整條線上的低串連電感。等效于一個均勻分布在整闆上的去耦電容。

34

PCB布線與布局

高速電路和低速電路:高速電路要使其接近接地面,低速電路要使其接近于電源面。
  地的銅填充:銅填充必須确保接地。

35

PCB布線與布局

相鄰層的走線方向成正交結構,避免将不同的信号線在相鄰層走成同一方向,以減少不必要的層間竄擾;當由于闆結構限制(如某些背闆)難以避免出現該情況,特别是信号速率較高時,應考慮用地平面隔離各布線層,用地信号線隔離各信号線;

36

PCB布線與布局

不允許出現一端浮空的布線,為避免“天線效應”。

37

PCB布線與布局

阻抗匹配檢查規則:同一網格的布線寬度應保持一緻,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産生反射,在設計中應避免這種情況。在某些條件下,可能無法避免線寬的變化,應該盡量減少中間不一緻部分的有效長度。

38

PCB布線與布局

防止信号線在不同層間形成自環,自環将引起輻射幹擾。

39

PCB布線與布局

短線規則:布線盡量短,特别是重要信号線,如時鐘線,務必将其振蕩器放在離器件很近的地方。

40

PCB布線與布局

倒角規則:PCB設計中應避免産生銳角和直角,産生不必要的輻射,同時工藝性能也不好,所有線與線的夾角應大于135度

41

PCB布線與布局

濾波電容焊盤到連接盤的線線應采用0.3mm的粗線連接,互連長度應≤1.27mm。

42

PCB布線與布局

一般情況下,将高頻的部分設在接口部分,以減少布線長度。同時還要考慮到高/低頻部分地平面的分割問題,通常采用将二者的地分割,再在接口處單點相接。

43

PCB布線與布局

對于導通孔密集的區域,要注意避免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,并進而導緻信号線在地層的回路面積增大。

44

PCB布線與布局

電源層投影不重疊準則:兩層闆以上(含)的PCB闆,不同電源層在空間上要避免重疊,主要是為了減少不同電源之間的幹擾,特别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避免,難以避免時可考慮中間隔地層。

45

PCB布線與布局

3W規則:為減少線間竄擾,應保證線間距足夠大,當線中心距不少于3倍線寬時,則可保持70%的電場不互相幹擾,如要達到98%的電場不互相幹擾,可使用10W規則。

46

PCB布線與布局

20H準則:以一個H(電源和地之間的介質厚度)為單位,若内縮20H則可以将70%的電場限制在接地邊沿内,内縮 1000H則可以将98%的電場限制在内。

47

PCB布線與布局

五五準則:印制闆層數選擇規則,即時鐘頻率到5MHZ或脈沖上升時間小于5ns,則PCB闆須采用多層闆,如采用雙層闆,最好将印制闆的一面做為一個完整的地平面

48

PCB布線與布局

混合信号PCB分區準則:1将PCB分區為獨立的模拟部分和數字部分;2将A/D轉換器跨分區放置;3不要對地進行分割,在電路闆的模拟部分和數字部分下面設統一地;4在電路闆的所有層中,數字信号隻能在電路闆的數字部分布線,模拟信号隻能在電路闆的模拟部分布線;5實現模拟電源和數字電源分割;6布線不能跨越分割電源面之間的間隙;7必須跨越分割電源之間間隙的信号線要位于緊鄰大面積地的布線層上;8分析返回地電流實際流過的路徑和方式;

49

PCB布線與布局

多層闆是較好的闆級EMC防護設計措施,推薦優選。

50

PCB布線與布局

信号電路與電源電路各自獨立的接地線,最後在一點公共接地,二者不宜有公用的接地線。

51

PCB布線與布局

信号回流地線用獨立的低阻抗接地回路,不可用底盤或結構架件作回路。

52

PCB布線與布局

在中短波工作的設備與大地連接時,接地線<1/4λ;如無法達到要求,接地線也不能為1/4λ的奇數倍。

53

PCB布線與布局

強信号與弱信号的地線要單獨安排,分别與地網隻有一點相連。

54

PCB布線與布局

一般設備中至少要有三個分開的地線:一條是低電平電路地線(稱為信号地線),一條是繼電器、電動機和高電平電路地線(稱為幹擾地線或噪聲地線);另一條是設備使用交流電源時,則電源的安全地線應和機殼地線相連,機殼與插箱之間絕緣,但兩者在一點相同,最後将所有的地線彙集一點接地。斷電器電路在最大電流點單點接地。f<1mhz時,一點接地;f>10MHz時,多點接地;1MHz<f<10MHz時,若地線長度<1/20λ,則一點接地,否則多點接地。

55

PCB布線與布局

避免地環路準則:電源線應靠近地線平行布線。

56

PCB布線與布局

散熱器要與單闆内電源地或屏蔽地或保護地連接(優先連接屏蔽地或保護地),以降低輻射幹擾

57

PCB布線與布局

數字地與模拟地分開,地線加寬

58

PCB布線與布局

對高速、中速和低速混用時,注意不同的布局區域

59

PCB布線與布局

專用零伏線,電源線的走線寬度≥1mm

60

PCB布線與布局

電源線和地線盡可能靠近,整塊印刷闆上的電源與地要呈“井”字形分布,以便使分布線電流達到均衡。

61

PCB布線與布局

盡可能有使幹擾源線路與受感應線路呈直角布線

62

PCB布線與布局

按功率分類,不同分類的導線應分别捆紮,分開敷設的線束間距離應為50~75mm。

63

PCB布線與布局

在要求高的場合要為内導體提供360°的完整包裹,并用同軸接頭來保證電場屏蔽的完整性

64

PCB布線與布局

多層闆:電源層和地層要相鄰。高速信号應臨近接地面,非關鍵信号則布放為靠近電源面。

65

PCB布線與布局

電源:當電路需要多個電源供給時,用接地分離每個電源。

66

PCB布線與布局

過孔:高速信号時,過孔産生1-4nH的電感和0.3-0.8pF的電容。因此,高速通道的過孔要盡可能最小。确保高速平行線的過孔數一緻。

67

PCB布線與布局

短截線:避免在高頻和敏感的信号線路使用短截線

68

PCB布線與布局

星形信号排列:避免用于高速和敏感信号線路

69

PCB布線與布局

輻射型信号排列:避免用于高速和敏感線路,保持信号路徑寬度不變,經過電源面和地面的過孔不要太密集。

70

PCB布線與布局

地線環路面積:保持信号路徑和它的地返回線緊靠在一起将有助于最小化地環

71

PCB布線與布局

一般将時鐘電路布置在PCB闆接受中心位置或一個接地良好的位置,使時鐘盡量靠近微處理器,并保持引線盡可能短,同時将石英晶體振蕩隻有外殼接地。

72

PCB布線與布局

為進一步增強時鐘電路的可靠性,可用地線找時鐘區圈起隔離起來,在晶體振蕩器下面加大接地的面積,避免布其他信号線;

73

PCB布線與布局

元件布局的原則是将模拟電路部分與數字電路部分分工、将高速電路和低速電路分工,将大功率電路與小信号電路分工,、将噪聲元件與非噪聲元件分工,同時盡量縮短元件之間的引線,使相互間的幹擾耦合達到最小。

74

PCB布線與布局

電路闆按功能進行分區,各分區電路地線相互并聯,一點接地。當電路闆上有多個電路單元時,應使各單元有獨立的地線回各,各單元集中一點與公共地相連,單面闆和雙面闆用單點接電源和單點接地.

75

PCB布線與布局

重要的信号線盡量短和粗,并在兩側加上保護地,信号需要引出時通過扁平電纜引出,并使用“地線—信号—地線”相間隔的形式。

76

PCB布線與布局

I/O接口電路及功率驅動電路盡量靠近印刷闆邊緣

77

PCB布線與布局

除時鐘電路此,對噪聲敏感的器件及電路下面也盡量避免走線。

78

PCB布線與布局

當印刷電路闆期有PCI、ISA等高速數據接口時,需注意在電路闆上按信号頻率漸進布局,即從插槽接口部位開始依次布高頻電路、中等頻率電路和低頻電路 ,使易産生幹擾的電路遠離該數據接口。

79

PCB布線與布局

信号在印刷線路上的引線越短越好,最長不宜超過625px,而且過孔數目也應盡量少。

80

PCB布線與布局

在信号線需要轉折時,使用45度或圓弧折線布線,避免使用90度折線,以減小高頻信号的反射。

81

PCB布線與布局

布線時避免90度折線,減少高頻噪聲發射

82

PCB布線與布局

注意晶振布線。晶振與單片機引腳盡量靠近,用地線把時鐘區隔離 起來,晶振外殼接地并固定

83

PCB布線與布局

電路闆合理分區,如強、弱信号,數字、模拟信号。盡可能把幹擾源(如電機,繼電器)與敏感元件(如單片機)遠離

84

PCB布線與布局

用地線把數字區與模拟區隔離,數字地與模拟地要分離,最後在一 點接于電源地。A/D、D/A芯片布線也以此為原則,廠家分配A/D、D/A芯片 引腳排列時已考慮此要求

85

PCB布線與布局

單片機和大功率器件的地線要單獨接地,以減小相互幹擾。 大功率 器件盡可能放在電路闆邊緣

86

PCB布線與布局

布線時盡量減少回路環的面積,以降低感應噪聲

87

PCB布線與布局

布線時,電源線和地線要盡量粗。除減小壓降外,更重要的是降低耦 合噪聲

88

PCB布線與布局

IC器件盡量直接焊在電路闆上,少用IC座

89

PCB布線與布局

參考點一般應設置在左邊和底邊的邊框線的交點(或延長線的交點)上或印制闆的插件上的第一個焊盤。

90

PCB布線與布局

布局推薦使用25mil網格

91

PCB布線與布局

總的連線盡可能的短,關鍵信号線最短

92

PCB布線與布局

同類型的元件應該在X或Y方向上一緻。同一類型的有極性分立元件也要力争在X或Y方向上一緻,以便于生産和調試;

93

PCB布線與布局

元件的放置要便于調試和維修,大元件邊上不能放置小元件,需要調試的元件周圍應有足夠的空間。發熱元件應有足夠的空間以利于散熱。熱敏元件應遠離發熱元件。

94

PCB布線與布局

雙列直插元件相互的距離要>2mm。BGA與相臨器件距離>5mm。阻容等貼片小元件相互距離>0.7mm。貼片元件焊盤外側與相臨插裝元件焊盤外側要>2mm。壓接元件周圍5mm内不可以放置插裝元器件。焊接面周圍5mm内不可以放置貼裝元件。

95

PCB布線與布局

集成電路的去耦電容應盡量靠近芯片的電源腳,高頻最靠近為原則。使之與電源和地之間形成回路最短。

96

PCB布線與布局

旁路電容應均勻分布在集成電路周圍。

97

PCB布線與布局

元件布局時,使用同一種電源的元件應考慮盡量放在一起,以便于将來的電源分割。

98

PCB布線與布局

用于阻抗匹配目的的阻容器件的放置,應根據其屬性合理布局。

99

PCB布線與布局

匹配電容電阻的布局 要分清楚其用法,對于多負載的終端匹配一定要放在信号的最遠端進行匹配。

100

PCB布線與布局

匹配電阻布局時候要靠近該信号的驅動端,距離一般不超過500mil。

101

PCB布線與布局

調整字符,所有字符不可以上盤,要保證裝配以後還可以清晰看到字符信息,所有字符在X或Y方向上應一緻。字符、絲印大小要統一。

102

PCB布線與布局

關鍵信号線優先:電源、模拟小信号、高速信号、時鐘信号和同步信号等關鍵信号優先布線;

103

PCB布線與布局

環路最小規則:即信号線與其回路構成的環面積要盡可能小,環面積要盡可能小,環面積越小,對外的輻射越少,接收外界的幹擾也越小。在雙層闆設計中,在為電源留下足夠空間的情況下,應該将留下的部分用參考地填充,且增加一些必要的過孔,将雙面信号有效連接起來,對一些關鍵信号盡量采用地線隔離,對一些頻率較高的設計,需特别考慮其他平面信号回路問題,建議采用多層闆為宜。

104

PCB布線與布局

接地引線最短準則:盡量縮短并加粗接地引線(尤其高頻電路)。對于在不同電平上工作的電路,不可用長的公共接地線。

105

PCB布線與布局

内部電路如果要與金屬外殼相連時,要用單點接地,防止放電電流流過内部電路

106

PCB布線與布局

對電磁幹擾敏感的部件需加屏蔽,使之與能産生電磁幹擾的部件或線路相隔離。如果這種線路必須從部件旁經過時,應使用它們成90°交角。

107

PCB布線與布局

布線層應安排與整塊金屬平面相鄰。這樣的安排是為了産生通量對消作用

108

PCB布線與布局

在接地點之間構成許多回路,這些回路的直徑(或接地點間距)應小于最高頻率波長的1/20

109

PCB布線與布局

單面或雙面闆的電源線和地線應盡可能靠近,最好的方法是電源線布在印制闆的一面,而地線布在印制闆的另一面,上下重合,這會使電源的阻抗為最低

110

PCB布線與布局

信号走線(特别是高頻信号)要盡量短

111

PCB布線與布局

兩導體之間的距離要符合電氣安全設計規範的規定,電壓差不得超過它們之間空氣和絕緣介質的擊穿電壓,否則會産生電弧。在0.7ns到10ns的時間裡,電弧電流會達到幾十A,有時甚至會超過100安培。電弧将一直維持直到兩個導體接觸短路或者電流低到不能維持電弧為止。可能産生尖峰電弧的實例有手或金屬物體,設計時注意識别。

112

PCB布線與布局

緊靠雙面闆的位置處增加一個地平面,在最短間距處将該地平面連接到電路上的接地點。 

113

PCB布線與布局

确保每個電纜進入點離機箱地的距離在40mm(1.6英寸)以内。

114

PCB布線與布局

将連接器外殼和金屬開關外殼都連接到機箱地上。

115

PCB布線與布局

在薄膜鍵盤周圍放置寬的導電保護環,将環的外圍連接到金屬機箱上,或至少在四個拐角處連接到金屬機箱上。不要将該保護環與PCB地連接在一起。 

116

PCB布線與布局

使用多層PCB:相對于雙面PCB而言,地平面和電源平面以及排列緊密的信号線-地線間距能夠減小共模阻抗(common impedance)和感性耦合,使之達到雙面PCB的1/10到1/100。盡量地将每一個信号層都緊靠一個電源層或地線層。

117

PCB布線與布局

對于頂層和底層表面都有元器件、具有很短連接線以及許多填充地的高密度PCB,可使用内層線。大多數的信号線以及電源和地平面都在内層上,因而類似于具備屏蔽功能的法拉第盒。

118

PCB布線與布局

盡可能将所有連接器都放在電路闆一側。 

119

PCB布線與布局

在引向機箱外的連接器(容易直接被ESD擊中)下方的所有PCB層上,放置寬的機箱地或者多邊形填充地,并每隔大約13mm的距離用過孔将它們連接在一起。 

120

PCB布線與布局

PCB裝配時,不要在頂層或者底層的安裝孔焊盤上塗覆任何焊料。使用具有内嵌墊圈的螺釘來實現PCB與金屬機箱/屏蔽層或接地面上支架的緊密接觸。 

121

PCB布線與布局

在每一層的機箱地和電路地之間,要設置相同的“隔離區”;如果可能,保持間隔距離為0.64mm(0.025英寸)。 

122

PCB布線與布局

電路周圍設置一個環形地防範ESD幹擾:1在電路闆整個四周放上環形地通路;2所有層的環形地寬度>2.5mm (0.1英寸);3每隔13mm(0.5英寸)用過孔将環形地連接起來;4将環形地與多層電路的公共地連接到一起;5對安裝在金屬機箱或者屏蔽裝置裡的雙面闆來說,應該将環形地與電路公共地連接起來;6不屏蔽的雙面電路則将環形地連接到機箱地,環形地上不塗阻焊劑,以便該環形地可以充當ESD的放電棒,在環形地(所有層)上的某個位置處至少放置一個0.5mm寬(0.020英寸)的間隙,避免形成大的地環路;7如果電路闆不會放入金屬機箱或者屏蔽裝置中,在電路闆的頂層和底層機箱地線上不能塗阻焊劑,這樣它們可以作為ESD電弧的放電棒。

123

PCB布線與布局

在能被ESD直接擊中的區域,每一個信号線附近都要布一條地線。 

124

PCB布線與布局

易受ESD影響的電路,放在PCB中間的區域,減少被觸摸的可能性。 

125

PCB布線與布局

信号線的長度大于300mm(12英寸)時,一定要平行布一條地線。 

126

PCB布線與布局

安裝孔的連接準則:可以與電路公共地連接,或者與之隔離。1金屬支架必須和金屬屏蔽裝置或者機箱一起使用時,要采用一個0Ω電阻實現連接。2.确定安裝孔大小來實現金屬或者塑料支架的可靠安裝,在安裝孔頂層和底層上要采用大焊盤,底層焊盤上不能采用阻焊劑,并确保底層焊盤不采用波峰焊工藝焊接。 

127

PCB布線與布局

受保護的信号線和不受保護的信号線禁止并行排列。 

128

PCB布線與布局

複位、中斷和控制信号線的布線準則:1采用高頻濾波;2遠離輸入和輸出電路;3遠離電路闆邊緣。

129

PCB布線與布局

機箱内的電路闆不安裝在開口位置或者内部接縫處。 

130

PCB布線與布局

對靜電最敏感的電路闆放在最中間,人工不易接觸到的部位;将對靜電敏感的器件放在電路闆最中間,人工不易接觸到的部位。

131

PCB布線與布局

兩塊金屬塊之間的邦定(binding)準則:1固體邦定帶優于編織邦定帶;2邦定處不潮濕不積水;3使用多個導體将機箱内所有電路闆的地平面或地網格連接在一起;4确保邦定點和墊圈的寬度大于5mm。


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