工程师必看PCB布局和走线规则

1.目的规范电源产品的PCB布局设计、PCB工艺设计、PCB安规及EMC设计，规定PCB设计的相关参数，使得PCB的设计满足可生产性、可测试性、符合安规、EMC等的技术规范要求，在产品设计过程中构建产品的工艺、技术、质量、成本优势。体现DFM(DesignForManufacture)的原则，提高生产效率和改善产品的质量2.适用范围本规范适用于本公司的电源产品的PCB设计3.说明本规范之前的相关标准、规范的内容如与本规范的规定相抵触的，以本规范为准。若客户有特殊要求则以客户要求为准!二合一电源中非电源部分按非电源产品规范执行4.引用/参考标准或资料TS—S0902010001信息技术设备PCB安规设计规范TS—SOE0199001电子设备的强迫风冷热设计规范TS—SOE0199002电子设备的自然冷却热设计规范IEC60194印制板设计、制造与组装术语与定义（PrintedCircuitBoarddesignmanufactureandassembly-termsanddefinitions）IPC—A—600F印制板的验收条件（Acceptablyofprintedboard）IEC609505.规范内容5.1.创建PCB文件5.1.1.结构工程师将客户提供的结构图转为PCB设计所需的dxf文件格式，PCB设计人员根据结构图（pdf文件和dxf文件）创建PCB文件：首先确定板的属性，如：单面板、双面板等等5.1.2.PCB设计工程师将初始PCB图（由原理图设计人员提供的已导入元器件封装的PCB文件）转入到已创建的PCB文件中，并确认转入前后的一致性5.1.3.PCB设计工程师根据要求设定PCB的各层定义，Top层，Bottom层按照结构图的正、反面定义5.1.4.PCB设计工程师对PCB文件进行相关规则属性设置5.2.PCB布局5.2.1.根据结构图设置板框尺寸；布置安装孔、接插件等需要定位的器件，赋予这些安装孔和器件不可移动属性5.2.2.根据结构和生产工艺要求设置印制板的禁止布线区、禁止布局区。如：安装孔周围，工艺边附近（工艺边的宽度为3mm）等5.2.3.贴片元器件距板边的距离（拼板时考虑）为：垂直方向摆放时﹥120mil；平行方向摆放时﹥80mil5.2.4.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，单面插装→一面贴、一面插装，一次波峰成型→双面贴装。根据加工工艺的要求确定拼板方式，如果采用过波峰焊的加工工艺，还应确定过波峰焊时PCBA的走动方向5.2.5.布局操作：一、要依照各模块电路的特性，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。.二、参考原理图，根据电路的特性安排主要元器件布局。三、要考虑各元件立体空间协调与安规距离的符合5.2.6.过锡方向分析，散热分析，风向及风流量考虑(如：散热片应怎样放、多厚、散热牙(翼)方向、散热面积多大最利于散热、散热片材质要求、辅助散热、风道方向、PIN脚稳固性、可靠度等)5.2.7.布局应尽量满足以下要求:初级电路与次级电路分开布局；交流回路,PFC、PWM回路，整流回路，滤波回路这四大回路包围的面积尽量小,各回路中功率元件引脚彼此尽量靠近，控制IC要尽量靠近被控制的MOS管，控制IC周边的元件尽量靠近IC布置5.2.8.电解电容不可触及高发热元件，如大功率电阻，变压器，散热片5.2.9所有金属管脚不能紧靠在相邻元件本体上，以防过锡时高温使元件管脚烫伤其它元件外壳而短路或爆裂5.2.10.发热元件一般应均匀分布，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5.2.11.跳线不要放在IC及其它大体积塑胶外壳的元件下，避免短路或烫伤别的元器件。5.2.12.SMD封装的IC摆放的方向必需与过锡炉的方向成平行，不可垂直,如下图5.2.13.SMD封装的IC两端尽可能要预留2.0mm的空间不能摆元件，为了预防两端SMD元件吃锡不良。如果布局上有困难，可允许预留1.0mm的空间5.2.14.多脚元件应有第1脚及规律性的脚位标识（双列16PIN以上和单排10PIN以上均应进行脚位标识）PFCMOS和PWMMOS散热片必须接地，以减少共模干扰5.2.15.对热敏感元件(如电解电容、IC、功率管等)应远离热源，变压器、电感、整流器等；发热量大的元件应放在出风口或边缘；散热片要顺着风的流向摆放；发热器件不能过于集中5.2.16．功率电阻要选用立插封装摆放，以便散热或避免烧坏板子；如果是卧插封装，作业时一定要用打KIN元器件5.2.17.考虑管子使用压条时,压条与周边元件不能相碰或出现加工抵触5.2.18.贴片元件间的间距：a.单面板：PAD与PAD之间要求不小于0.75mmb.双面板：PAD于PAD之间要求不小于0.50mmc.单面板/双面板：PAD于板边间距要求不小于1.0mm;避免折板边损坏元件（机器分板）；SOLd.贴片元件与A/I或R/I元件间的距离如图：5.2.19.按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准布局5.2.20.器件布局栅格的设置，一般IC器件布局时，栅格应为10、20mil,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10mil5.2.21.如有特殊布局要求，应同原理图设计人员沟通后确定，需用波峰焊工艺生产的PCB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,应将该安装孔作成梅花孔5.2.22.布局完成后要求原理图设计者检查器件封装的正确性及布局合理性，并且确认接插件的引脚与信号对应关系（比如：FUSE所接的输入端为L端等），经确认无误后方可开始布线5.3.PCB铜箔走线距离5.3.1依照IEC60950-1/GB4943-2001（IT类）标准要求：最小（空气间隙）爬电距离为：初、次级间：（4.0）5.0mm（≥150Vin），（1.6）3.2mm（≤150Vin）初级对大地：(2.0)2.5mm（≥150Vin），（1.0）1.6mm（≤150Vin）初级对功能地：（4.0）5.0mm（≥150Vin），（1.6）3.2mm（≤150Vin）次级对大地或功能地：(0.4)0.8mm（≥150Vin）；(0.4)0.8mm（≤150Vin）L对N：（2.0）2.5mm（保险之前）；（1.0）1.5mm（保险之后至大电解处）（≥150Vin）（1.0）1.6mm（保险之前）；(0.4)0.8mm（保险之后至大电解处）（≤150Vin）电气间隙与爬电距离不区分：原边其他直流高压：1.5mm（≥150Vin）；0.8mm（≤150Vin）同类型线路间最小距离：0.5mm（SMT0.4mm），局部短线可以用到0.4mm（SMT0.35mm）。5.3.2依照IEC600065-1/GB8898-2001（AV类）标准要求：最小空气间隙与爬电距离为：（此标准两类距离不区分）初、次级间：6.0mm（≥150Vin），4.4mm（≤150Vin）初级对大地：3.0mm（≥150Vin），2.2mm（≤150Vin）初级对功能地：6.0mm（≥150Vin），4.4mm（≤150Vin）=0.75mm=0.75mm=0.75mm次级对大地或功能地：0.9mm（≥150Vin）；0.9mm（≤150Vin）L对N：3.0mm（保险之前）；1.7mm（保险之后至大电解处）（≥150Vin）2.2mm（保险之前）；0.9mm（保险之后至大电解处）（≤150Vin）电气间隙与爬电距离不区分：原边其他直流高压：1.7mm（≥150Vin）；0.9mm（≤150Vin）同类型线路间最小距离：0.5mm（SMT0.4mm），局部短线可以用到0.4mm（SMT0.35mm）注：1.以上为普通布板情况，特殊情况或未到之处请咨询安规工程师2.初、次级同时靠近一个地时，初级到地距离+次级到地距离≥初、次级间距离5.4.PCB布线5.4.1.为了保证PCB加工时板边不出现断线的缺陷，PCB布线距离板边不能小于0.5mm5.4.2.在布线时,不能有90度夹角的走线出现5.4.3.IC相邻PIN脚不允许垂直于引脚相连5.4.4.各类螺钉孔的禁布区范围内禁止有走线5.4.5.逆变器高压输出的电路间隔要大于240mil,否则开槽≥1.0mm,并有高压符号标示5.4.6.铜箔最小间距:单/双面板0.40mm,特殊情况可以减小，但不超过4处5.4.7.设计双面板时要注意，底部有金属外壳或绕铜线的元件，因插件时底部与PCB接触，顶层的焊盘要开小或不开，同时顶层走线要避开元件底部,以防短路发生不良。5.4.9.双面板锰铜线顶层不要铺铜，锰铜线孔不做金属化；(锰铜丝等作为测量用的跳线，焊盘过孔要做成非金属化；若是金属化，那么焊接后，焊盘内的那段电阻将被短路，电阻的有效长度将变小而且不一致，从而导致测试结果不准确)。5.4.10.布线时交流回路应远离PFC、PWM回路。5.4.11.PFC、PWM回路要单点接地。5.4.12..有金属与PCB接触的元件，禁止下面有元件跳线和走线。5.4.13.金属膜电阻下不能走高压线（针对多面板）。5.4.14.反馈线应尽量远离干扰源(如PFC电感、PFC二极管引线、MOS管)的引线，不得与它们靠近平行走线。5.4.15.变压器下面禁止铺铜、走线及放置器件。5.4.16.若铜箔入焊盘的宽度较焊盘的直径小时，则需加泪滴，如下图。经常需拆取的元件，引脚焊盘周围须加大铺铜面积，以防拆取元件造成翘皮，如插座多PIN脚、晶体脚、单焊盘铜箔等有可能经常取插维修之焊盘。5.4.17.布线要尽可能的短，特别是EMI线路，主回路及部分回路与电源线,大电流的铜箔要求走粗；主回路及各功能模块的参考点或地线要分开。5.4.18.ICT测试焊盘:测试焊盘直径以1.0mm为准，测试点与测试点之间不小于1.5mm，每个网络上不少于一个测试点，ICT测试治具作好后，其测试焊盘禁止移动，非不得已事先要与TE商量。5.4.19.(过孔/贯穿孔)大小定义：a.信号线过孔/贯穿孔一般可设置0.5～1mm。b.过孔/贯穿孔不能放于SMD之焊盘中。c.加载铜箔加过孔/贯穿孔时一般设置1.0mm，如接地，功率线等。d.定位孔距器件或线路的安全距离大于15Mil,禁止布线。5.4.20.如果接地是以焊接方式接入的,接地焊盘应设为通孔焊盘，接地孔直径≥3.5mm。5.4.21.PCB板上的散热孔其直径不可大于3.0mm。5.4.22.线条宽度要满足最大电流要求≥1mm/1A（铜厚1盎司）。5.4.23.走线时IC的下方尽可能只走地线、电源线，尽可能在IC周围构成GND短路环。同时尽可能构造初级GND短路环、次级GND短路环，以减少干扰。5.4.24.当需要增加跳线时，跳线的命名为J1，J2......Jn,跳线的种类是以2.5mm的倍数增加，比如5.0mm;7.5mm;10mm......30mm等等。5.4.25.裸露跳线下不能有走线和铺铜，以避免和板上的铜皮短路，绿油不能作为有效的绝缘。5.4.26.所有元器件的焊盘禁止大面积铺铜(即要做热焊盘或花孔)。5.4.27.信号地与功率地要分开铺铜。5.4.28.若电源初次级共金属件或外壳为金属机壳，则需同结构、安规、工艺共同讨论电源周边布线及放元件的方式，决定是否需要加辅助绝缘材料等5.5.铺设防焊5.5.1.主回路、大电流的铜箔上需铺设防焊，即增加拉载能力又帮助散热。5.5.2.AI元件在下图所示阴影范围内禁止有非相同网络的走线和铺铜,也不可以放置其他贴片元件。5.5.3.在高发热元件引脚下的铜箔要求铺设防焊以加强吃锡帮助散热。5.5.4.大面积铺设防焊时可采用网状格式铺设。5.5.5.针对大功率电源，L↔GN↔G共模电感要加放电锯齿，锯齿间要设防焊开窗；5.5.6.A/I元件(如电阻、二极管、跳线)PIN脚下方防焊要闪开，防止过锡时发生短路。5.5.7.需要过锡后才焊接的元件，焊盘要开流锡槽(C型孔)，方向与