1.1、PCB尺寸與形狀

PCB板材形狀焊接加工尺寸為寬（200mm～250mm）*長（250mm～300mm）。

對PCB長邊小于125mm、或短邊小于100mm的，可采用拼板方式（如圖1.1）。

這種尺寸利于避免波峰焊和回流焊加工過程的問題。

如果不是矩形，在PCB通過傳送帶加工焊接時(shí)會引起傳送不穩(wěn)、插件時(shí)翻板、通過波峰錫槽時(shí)焊錫激起到元件面等問題。

圖1.1

如不是矩形，采用工藝拼板將不規(guī)則形狀的PCB拼成矩形，

特別是4個角，如果有缺口，則補(bǔ)齊成矩形；

對只有貼片元件的PCB，可允許有缺口，但缺口尺寸需小于所在邊長的1/3。

圖1.2

1.2、PCB基材

在電路板的設(shè)計(jì)中，須提出PCB板材的要求，并標(biāo)注于電路板設(shè)計(jì)文件的技術(shù)要求中，內(nèi)容包括：

PCB板材及等級（常用為環(huán)氧樹脂玻璃纖維布基FR一4、FR一5)；

阻燃等級（UL94一VO、 UL94一V1級或綠色阻燃型）；

板材厚度，標(biāo)稱規(guī)格有0.8、1.0、1.2、1.6、2.0、2.5、3.0、3.5（單位mm）；

板材厚度公差±10%；

對醫(yī)療器械產(chǎn)品，板材厚度須≥1.6mm，A1、A2級；

對易燃易爆場合應(yīng)用的儀器，應(yīng)將阻燃等級標(biāo)注于PCB板上。

1.3、鍍層

PCB鍍層類型有鍍錫（優(yōu)選）、鍍鎳金，鍍錫PCB長時(shí)間暴露在空氣中易氧化，

廠房儲存時(shí)宜用真空包裝。

1.4、板層數(shù)

多面PCB板在電磁兼容防護(hù)方面具有突出的功效，

同時(shí)又具有較高的制版成本，

設(shè)計(jì)時(shí)宜根據(jù)信號要求折衷選擇。

fclk>5MHz、或tr<5ns（脈沖的上升沿或下降沿）時(shí)，推薦用多層板；

確定了用多層板后，按照Pin密度來確定布線層數(shù)。

Pin密度

如必須采取雙層板，則須將印制板的一面做為完整的地層。

1.5、可生產(chǎn)性設(shè)計(jì)

PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候，主要考慮為生產(chǎn)過程留足空間和基準(zhǔn)，避免生產(chǎn)過程產(chǎn)生技術(shù)隱患。

裝聯(lián)焊接過程中，PCB的傳送邊分別留出≥5～10mm空白寬度，都不放置元器件或焊點(diǎn)，作為工藝邊。

如果PCB不能留工藝邊時(shí)，可在兩個傳送邊各加寬 5～10mm輔助邊作為工藝邊，焊接加工后再掰掉。

PCB上須設(shè)置裝聯(lián)過程用到的基準(zhǔn)點(diǎn)（也稱光學(xué)MARK點(diǎn)，或MARK點(diǎn)），作為器件貼裝時(shí)的基準(zhǔn)點(diǎn)，

基準(zhǔn)點(diǎn)的焊盤形式、對稱布局方式，請與裝聯(lián)廠家的工藝工程師聯(lián)系確定。

MARK點(diǎn)周圍做一背景區(qū)，背景區(qū)內(nèi)不能有其他焊盤，絲印和阻焊。

基準(zhǔn)點(diǎn)的中心與板邊的距離大于5mm；每一種基準(zhǔn)點(diǎn)至少有兩個，設(shè)置于對角且不對稱的位置上。

BGA及多引腳封裝應(yīng)設(shè)置局部基準(zhǔn)點(diǎn)，為防止運(yùn)行過程中產(chǎn)生熱誤差，或PCB的累積誤差，使細(xì)間距腳器件的貼裝發(fā)生偏移導(dǎo)致貼片偏差。

BGA封裝器件及引腳數(shù)≥100的其他封裝器件，其對角必須放置一對局部基準(zhǔn)點(diǎn)；

光學(xué)基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)放置在器件外圍5mm以內(nèi)；光學(xué)基準(zhǔn)點(diǎn)周圍3mm內(nèi)不可放置任何元件。

2、焊盤、過孔

2.1、焊盤

焊盤的質(zhì)量直接影響到焊接的效果，因此焊盤的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

當(dāng)焊盤孔徑比器件管腳引線寬0.3 - 0.5mm、

焊盤總直徑為焊盤通孔徑的2 - 2.5 倍時(shí)，

是焊接達(dá)到良好浸潤角的比較理想的條件。

直插式電阻、電容、電感、磁珠、二極管、三極管的透錫焊盤孔徑D=元器件引腳外徑d +(0.3～0.5mm)。

貼片焊盤兩端焊盤要良好對稱，保證熔融焊錫表面張力平衡，避免產(chǎn)生焊接時(shí)吊橋、移位；

如違反此要求，回流焊時(shí)易焊接缺陷。

當(dāng)插件元件每排引腳焊盤較多時(shí)，以焊盤排列方向平行于進(jìn)板方向；

推薦設(shè)置偷錫焊盤吸收多余焊錫，避免平行于進(jìn)板方向過波峰尾端的2-3個焊盤連焊。

2.2、導(dǎo)通孔

導(dǎo)通孔設(shè)計(jì)規(guī)則：標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)通孔尺寸為：

孔徑：板厚≥（1：6）

高速信號時(shí)，一個導(dǎo)通孔產(chǎn)生1～4nH的電感，0.3～0.8pF的電容，敷設(shè)高速信號線時(shí)，導(dǎo)通孔應(yīng)最少；對于高速信號并行線，例如地址線、數(shù)據(jù)線，如果層的改變不可避免，應(yīng)確保并行信號線過孔數(shù)一樣。

2.3、安裝螺釘孔

PCB上的安裝螺釘，應(yīng)有禁布區(qū)，禁布區(qū)直徑=（螺釘直徑*2.2）+（2～3mm），以保證足夠的電氣絕緣空間。

3、布局規(guī)則

3.1、器件方向

插裝焊接面有多個引腳的插裝件，如連接器、DIP 封裝器件、T220 封裝器件，布局時(shí)應(yīng)使其軸線和波峰焊方向垂直。

PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。

同類型插裝元器件在X或Y方向上按一個走向放置；

同類型有極性的分立元件，最好在一個功能區(qū)域內(nèi)，在X或Y方向上保持極性的方向一致。

3.2、器件布局

元件之間推薦的最小間距：

1、阻容小貼片元件焊盤邊緣間距>0.3～0.7mm；

2、其他片式元件之間、SOT之間、SOIC與片式元件之間為1～1.25mm；

3、SOIC之間、SOIC與QFP之間為1.5～2.0mm；

4、PLCC與片式元件之間、SOIC與QFP之間為2～2.5mm；

5、PLCC之間3～4mm。

6、插件元件焊盤外側(cè)與片式元件焊盤外側(cè)之間大于1.5～2mm；

7、過波峰焊的插件元件之間焊盤邊緣間距大于1～2mm；

8、BGA與相鄰元件距離大于3～5mm。

可調(diào)可插拔元器件周圍板面3mm范圍內(nèi)不布置SMT元器件，防止插拔應(yīng)力損壞元器件；

遠(yuǎn)離安裝柱的插拔連接器優(yōu)選平插連接器。

插座安裝方向

在自然冷卻條件下，溫度敏感元器件，如瓷片電容、電解電容、熱敏電阻、溫度敏感IC遠(yuǎn)離發(fā)熱元器件，

如不能遠(yuǎn)離，則須測試溫度，確保溫敏器件溫升在降額使用范圍內(nèi)。

溫度敏感器件遠(yuǎn)離發(fā)熱源

與焊接加工匹配的器件布局規(guī)則：

1為減少PCB加熱次數(shù)，須按以下先后次序選擇器件布局方式：單面插裝——單面貼裝——單面混裝——A面混裝B面插裝——A面混裝B面貼裝——雙面混裝；

2若有少量元件，如蜂鳴器、發(fā)光二極管、插座等，必須在底面插裝，可采用手工補(bǔ)焊。

器件熱功率密度>0.4W/cm3,應(yīng)加散熱器、或安裝在金屬機(jī)座、機(jī)殼上等措施來提高元器件的過熱能力。

無散熱器的大功率電阻，架高3～5mm散熱

4、布線規(guī)則

4.1、PCB布線鍍層

PCB銅箔線寬/厚度/承載電流的關(guān)系按照（圖4.1）確定：

印制導(dǎo)線通過電流引起溫升，當(dāng)銅箔厚度一定時(shí)與導(dǎo)線寬度有關(guān)。

如果設(shè)計(jì)需要增加導(dǎo)線電流，又無法加寬導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)充分估計(jì)導(dǎo)線的溫升。

據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SJ/Z1675-81，當(dāng)導(dǎo)線的厚度一定時(shí)，不同寬度的導(dǎo)線，其負(fù)載電流與溫升的關(guān)系如圖所示。

圖4.1

4.2、布線規(guī)則

突出板邊的金手指、金手指所在板側(cè)的兩端(R1.0～R1.5的圓角)、金手指的插接端面（倒角大小參照PCB板厚，R0.5以下，便于插拔），以上位置應(yīng)倒角；

金手指內(nèi)側(cè)端部無焊盤，焊盤及元件遠(yuǎn)離金手指。

A/D信號、輸入輸出信號、相差兩個數(shù)量級的大小電流、高低電壓、高低頻率信號等之間必須相互遠(yuǎn)離，不能遠(yuǎn)離的，則在之間鋪設(shè)地線隔離。

任何線條間距≥3倍的印制線條寬度，即≥3W,可以避免兩線之間70%的電場不受串?dāng)_。

PCB上的地線層比邊緣電源層、信號層的邊緣突出20H，（電源與地或信號層對地的厚度為1H），將70%電場輻射限制在接地層邊沿內(nèi)。

BGA 器件周圍需留有3mm 禁布區(qū)，最佳為5mm 禁布區(qū)。

晶體晶振、散熱器、繼電器、光耦、電源模塊、變壓器、電壓調(diào)整器下方應(yīng)避免走信號線。

同一網(wǎng)格的布線寬度保持一致，線寬的變化會導(dǎo)致線路阻抗特性的不均勻，當(dāng)傳輸信號的速度較高時(shí)會產(chǎn)生反射，在PCB布線中盡量避免這種情況。無法避免線寬變化時(shí)，盡量減少中間不一致部分的有效長度，如BGA封裝的引出線、接插件的引出線。

信號線及其回路構(gòu)成閉環(huán)環(huán)路，在這個閉環(huán)線路上不允許出現(xiàn)浮空的布線；尤其注意在同一層面或不同層面可能出現(xiàn)自環(huán)，產(chǎn)生不必要的輻射和接收干擾。

大面積銅箔上的焊盤通過隔熱帶與焊盤連接，即隔熱焊盤，焊盤與銅箔間以“米”字或“十”字形連接。對于通過大電流的焊盤則不能采用隔熱焊盤。

4.3、插座引腳走線

插座引線上每一種電源都應(yīng)至少配一個地線引腳。

5、標(biāo)識

5.1、標(biāo)識類型

PCB上的以下區(qū)域及內(nèi)容應(yīng)做絲印標(biāo)注，PCB版本號、管腳符號、器件極性、器件方向、安規(guī)標(biāo)識、危險(xiǎn)標(biāo)識、關(guān)鍵點(diǎn)的參數(shù)值（如電源插座旁標(biāo)注供電電壓,Vcc1 3.3V；

在關(guān)鍵IC的電壓引腳、關(guān)鍵電壓測試點(diǎn)標(biāo)注電源電壓及參數(shù)，及其他功能參數(shù)如波形、頻率等）。

警示標(biāo)識符全用大寫字母，說明性文字用大寫字母開頭的小寫字母。

標(biāo)識要求

保險(xiǎn)管標(biāo)識應(yīng)包括保險(xiǎn)絲序號、熔斷特性、額定電流值、防爆特性、額定電壓值、英文警告標(biāo)識等，若PCB 上沒有空間排布標(biāo)識，可將警示性內(nèi)容在產(chǎn)品使用說明書中說明。

PCB 板五項(xiàng)安規(guī)標(biāo)識（認(rèn)證標(biāo)志、生產(chǎn)廠家、廠家型號、認(rèn)證文件號、阻燃等級）齊全。

5.2、標(biāo)識要求

絲印標(biāo)號放置在相應(yīng)元器件旁邊，且不會被安裝后的元器件本體蓋住，或被本體或其他元器件遮擋，每個單板內(nèi)的標(biāo)號保持方向一致，或在一個功能電路范圍內(nèi)保持方向一致。

焊盤、錫道、導(dǎo)通孔、測試焊盤上不能有絲印。

絲印上應(yīng)標(biāo)示清楚有代表性的引腳號，便于識別其他各引腳和檢查接插件的方向。

PCB絲印字符間距>5mil，與焊盤邊緣間距>5mil，絲印字符線條的寬度6mil～ 12mil，推薦8～10mil，絲印字符高度50mil～ 60mil；當(dāng)PCB單板面積較小時(shí)可重新設(shè)定。

6、可測試性設(shè)計(jì)

PCB上的ICT測試點(diǎn)應(yīng)在焊接面；測試點(diǎn)焊盤尺寸≥24mil（0.6mm），兩個單獨(dú)測試點(diǎn)的最小間距為60mils(1.5mm)；

需要進(jìn)行ICT測試的單板，PCB的對角上要設(shè)計(jì)兩個125mil的非金屬化孔, 做ICT測試定位用；

表貼元器件焊盤不兼作測試焊盤。

當(dāng)機(jī)器上電時(shí)，可用數(shù)字萬用表檢測單板總供電電壓，各功能電路供電電壓，關(guān)鍵元器件電壓，關(guān)鍵部位波形。

在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，就要將這些測試焊盤設(shè)置出來，并用TP1、TP2……序號標(biāo)注，在操作指導(dǎo)書中注明電壓值、測試波形。

測試點(diǎn)要求

7、線纜

非屏蔽信號線絞接準(zhǔn)則：

1、非屏蔽信號線纜，不相容信號線（in/out、A/D信號、高電平/低電平信號、高頻/低頻信號）不要絞接在一起；

2、信號線的去流信號和回流信號相互絞接。

去流信號和回流信號相互絞接

屏蔽電纜上，磁環(huán)宜安裝在屏蔽層的內(nèi)側(cè)。

機(jī)箱內(nèi)電纜上的磁環(huán)宜用熱熔膠將其固定在電路板上或機(jī)箱壁上。

8、板級接地措施

10MHz以上信號，就近多點(diǎn)接地，地線層大面積覆銅。

高低頻混合電路接地規(guī)則：

≤1MHz則一點(diǎn)接地（但需注意共阻抗干擾）；

≥10MHz則多點(diǎn)就近接地；

1～10MHz之間，地線長度<λ/20則一點(diǎn)接地，地線長度>大于λ/20則多點(diǎn)就近接地；λ為波長。

推薦低頻數(shù)字地（10MHz以下）、模擬地、工作的功率地（繼電器、步進(jìn)電機(jī)）、安全地、防浪涌接地、屏蔽接地等先分別單獨(dú)接地，

然后再通過直聯(lián)、小電阻、磁珠、電容、大電阻等措施將地和地連接，

具體的連接方式?jīng)Q定于接地的目的。

接地目的分別如下：

1、 如果僅需要地——地等電位，則直聯(lián)；

2、 如果數(shù)字地上有脈沖電流，但又需要兩個地的等電位，則用小電阻連通，使地電流沖擊變緩；

3、 如果地上的干擾比較高頻，則用磁珠將高頻脈沖電流消耗掉；

如希望對靜電荷瀉放，但直流希望隔離，則用電容連接；

審核編輯 ：李倩