1.1基础规范摘要:板名+版本号:电路板的唯一名称,需简洁明确,反映功能或所属系统。版本号需与设计文件、BOM(物料清单)及生产文件严格对应。
1、板名+版本号:电路板的唯一名称,需简洁明确,反映功能或所属系统。版本号需与设计文件、BOM(物料清单)及生产文件严格对应。
2、设计日期:设计完成或修订的日期,用于追踪版本迭代。版本变更日志,记录大致修改内容及责任人。
3、设计者与审核者信息:设计、校对、审核人员签名或缩写,标注于图纸或丝印层。
4、条码框:PCB上预留的空白区域,通常位于板边,用于印制生产条码、序列号或二维码,便于自动化贴片和追溯。
5、企业信息:企业标志、版权声明或客户标识。
6、项目名称:所属项目或产品的名称(xxx飞控设计)。
7、板材板材与工艺要求:板材类型、板厚、表面工艺(如沉金、喷锡)等基础参数。
8、尺寸标注:板框尺寸、安装孔位置、限高区等机械信息,需与结构设计匹配。
9、层标识:多层板的每一层需标注层序号及功能(如“L1: Top Layer”“L2: GND Plane”)。
10、设计说明或注释(Notes):特殊设计要求、未体现图纸的注意事项(如“禁布区说明”“测试点用途”)。
11、防静电标识。
12、无铅标识。
13、板边要打地孔。
14、保持英制单位,不要切换单位类型,会导致长度误差。
1.2建库规范1、库文件集中管理
l所有元器件库(原理图符号、PCB封装、3D模型等)必须存储在企业服务器,禁止本地存储或私自建库。
l服务器库路径统一为:[指定服务器路径/库名称],仅允许通过企业账号访问。
2、权限管控
l设计工程师:仅可调用已审核的库文件,无修改、删除权限。
l库管理员:唯一拥有库文件创建、修改权限,需通过审批流程操作。
l访客/外部协作方:仅可查看库文件,不可下载或导出。
3、元器件命名规则
l原理图符号:功能_参数_封装类型(例:IC_Power_LDO_SOT-223)。
lPCB封装:遵循IPC-7351标准,格式:封装类型_引脚数_尺寸(例:SMD-0805_2P_2.0x1.2mm)。
l3D模型:与PCB封装名称完全一致,格式为STEP或WRL。
4、原理图符号:
l引脚编号、名称必须与数据手册一致。
l添加必要的参数标注(如电压、容差)
5、PCB封装:
l焊盘尺寸按IPC标准计算(补偿生产误差)。
l禁止使用未经验证的异形封装(如FPC连接器)。
6、3D模型强制绑定:
l所有PCB封装必须绑定3D模型,用于结构干涉检查。
l3D模型需标注方向标识(如Pin 1位置)。
7、版本和标签管理
l每次修改需更新版本号(例:Rev1.0 → Rev1.1),并添加变更说明。
l服务器库文件必须添加标签(Tag),禁止覆盖历史版本。
8、审核与发布流程
l新库文件需提交至审核队列,由库管理员检查数据手册一致性,焊盘尺寸与间距合规性,3D模型匹配性
l审核通过后,文件标记为“已发布”(Released),未发布文件禁止调用。
9、冲突解决规则
l发现库错误时,禁止直接修改,需提交问题报告(Issue)至管理员。
l紧急情况下可申请临时权限,修改后需补审。
10、备份与灾备
l服务器库每日自动备份至异地存储(如NAS/云盘)。
l备份保留最近3个月的历史版本。
11、违规处罚
l私自建库或修改库文件:警告并暂停设计权限。
l未审核文件导致生产事故:追责相关人员。
1.3快速自查清单u库文件是否从服务器调用?
u命名是否符合IPC或企业规则?
u封装焊盘是否补偿了生产工艺误差?
u3D模型是否绑定且方向正确?
u版本号与标签是否更新?
u禁止布线区域检查:确认禁布区(如螺丝孔、卡扣位)无元件、走线,避免装配冲突。
u干涉检查:核查元件、走线与结构件(外壳、连接器等)无物理干涉,保证装配可行性。
u机械孔附近走线检查:机械孔(固定孔等)周边禁止走线,防止钻孔损伤线路,保障机械强度。
u丝印调整:检查丝印内容(位号、方向标识)清晰,位置不覆盖焊盘、测试点。
uMARK 点检查:确保 MARK 点尺寸、位置正确,便于 SMT 设备定位,提升贴片精度。
u板名、版本号检查:确认板名、版本号丝印正确,用于生产追溯与版本管理。
uLogo 检查:确保硬件 Logo 丝印位置不影响功能区,字符清晰。
uOutline 检查:核查 PCB 外形(outline)与设计外形(deSIgnoutline)一致,保证尺寸精度。
uDRC 与短路检查:运行设计规则检查(DRC),排查短路、间距违规等电气问题。
uRATLine 及未连接线检查:检查飞线(RATLine)确保网络连接正确,无未布线或错连。
u焊盘过孔检查:确认焊盘按设计打过孔(多层板互连),避免电气连接遗漏。
u电源树与载流能力检查:验证电源网络拓扑合理性,确保走线载流能力满足需求,防过流发热。
u等长检查:针对高速信号(差分对、时钟等),检查长度匹配,保障信号时序与完整性。
u螺钉孔加固检查:螺钉孔周边添加过孔接地,增强机械稳定性与屏蔽效果,防孔位断裂。
2.1机械尺寸要求lPCB 外形尺寸需严格匹配结构图,公差控制在 ±0.1mm 内,确保与机箱、支架等机械结构精确配合。
l边缘不得有锐角或毛刺,避免组装时损伤其他部件或人员。
l明确禁布区(如螺丝孔周边、卡扣位、散热孔区域),禁布区内禁止布置元件、走线或焊盘,边界预留 ≥1mm 安全距离,避免结构装配冲突。
2.2固定孔设计l固定孔位置需对称分布,数量≥4 个,直径≥3mm(根据 PCB 尺寸调整),避免因受力不均导致 PCB 变形。
l固定孔需与结构件(如螺丝柱)对齐,孔边保留≥0.5mm 铜皮并接地,增强稳定性与屏蔽效果。
2.3散热设计l大功率器件(如 MOS 管、电源芯片)下方需铺铜并开散热孔(直径≥0.3mm),铜箔面积≥器件封装面积的 2 倍。
l散热器安装区域需预留足够空间,避免与其他元件干涉,并通过螺丝孔或卡扣固定。
2.4屏蔽罩设计l敏感电路(如 RF 模块、时钟电路)需加金属屏蔽罩,罩体与 PCB 边缘间距≥1mm,开口位置避开关键信号路径。
l屏蔽罩需通过金属弹片或导电胶与 PCB 接地层可靠连接,接地接触点间距≤10mm。
2.5连接器布局l连接器需靠近 PCB 边缘,与板边距离≥2mm,便于线缆插拔。
l核查连接器间距,如 USB 连接器间距需≥5mm,排针连接器周边预留≥2mm 空间,避免与其他元件碰撞。
l确认扣板(如 FPC 扣板、接口扣板)的位置、方向与结构设计一致,检查扣板焊接区域是否与结构定位孔对齐,避免因方向错误导致干涉。
l高密连接器(如 USB、HDMI)需避开高速信号走线,防止串扰,具体规则参考第四章 SI 相关规范。
2.6丝印与标识l关键元件(如晶振、保险管)需丝印位号与方向标识,字符高度≥1mm,避免组装错误。
l结构件(如螺丝孔、散热孔)需用特殊符号(如 “X”)标记,便于生产识别。
2.7层叠与厚度l多层板厚度需符合机械强度要求(如 4 层板厚度≥1.6mm),层叠结构需平衡信号完整性与散热需求(参考第三章电源完整性规范)。
l特殊层(如埋孔层)需与结构件位置协调,避免孔位冲突。
2.8拼板设计l拼板需采用 V-CUT 或邮票孔连接,连接处保留≥0.3mm 工艺边,确保分板后无毛刺。
l拼板尺寸需适配 SMT 生产线最大加工尺寸(通常≤400mm×400mm)。
2.9公差与工艺边l外形尺寸公差 ±0.1mm,孔位公差 ±0.05mm,满足精密组装需求。
l工艺边需预留定位孔(直径≥3mm)与 MARK 点,便于贴片机定位。
2.10元件限高设计l针对有高度限制的区域(如外壳内腔、插槽上方),布局时严格控制元件高度(如连接器、电解电容等),使用 PCB 工具 3D 预览功能验证,确保元件高度≤限高值,避免装配后外壳无法闭合或接口干涉。
3.1走线规则l高速信号(如时钟、差分对)线宽需≥5mil(0.127mm),线间距≥3W(W 为线宽),减少串扰。
l走线长度尽量短,避免 90° 直角,优先使用 45° 角或圆弧过渡,降低反射与 EMI。
l高速信号转角处采用弧形走线(弯曲半径≥3W),避免直角反射;板边高速信号附近均匀分布地孔(间距≤50mil),形成回流路径,抑制边缘辐射。
3.2阻抗控制l单端信号线阻抗控制为 50Ω±10%,差分对阻抗 100Ω±10%,通过叠层仿真(如 Polar SI9000)验证。
l阻抗匹配区域需连续,避免突变(如线宽 / 层厚变化),防止信号反射。
3.3层叠设计l电源层与地层相邻,形成低阻抗平面,减少电源噪声对信号的影响(参考第四章电源完整性)。
l高速信号层需紧邻地层,确保参考平面完整,避免跨分割;信号换层后检查参考平面连续性,换层过孔靠近信号过孔,维持回流路径短捷。
3.4时钟信号处理l时钟线长度控制在最短路径,避免与其他信号线平行走线超过 20mm。
l时钟差分对需等长(误差≤5mil),间距≤30mil,包地并单点接地。
3.5差分对设计l差分对需保持等长(误差≤10mil),间距均匀(如 10mil),避免过孔或拐点引入相位差。
l差分对避免跨平面分割,若不可避免需添加回流地过孔补偿。
l借助 PCB 设计工具(如 Cadence Allegro 约束管理器)设定等长规则,布线后通过 DRC 检查等长误差,确保满足时序要求。
3.6过孔处理l过孔直径≤12mil,焊盘直径≥24mil,防止阻抗突变。
l高速信号过孔需背钻(Backdrill)去除多余残桩,减少寄生电感。
3.7串扰控制l敏感信号(如复位、中断)与高速信号间距≥100mil,或采用屏蔽地线隔离。
l多层板中,相邻层信号线走线方向正交,降低层间串扰。
l排查高速信号相邻层是否存在电源干扰源(如整板输入电源大电流路径),若无法避免,增加屏蔽层或调整走线间距(≥3W),降低耦合干扰。
l明确电感下方及附近(半径 5mm 内)禁止高速信号线穿越,通过布局 DRC 规则约束,避免电感磁场对高速信号的耦合干扰,从布局源头降低串扰风险。
3.10 测试点设计l关键信号(如时钟、差分对)需预留测试焊盘,位置靠近连接器或板边,便于测量。
l测试点间距≥1mm,避免探针短路,焊盘尺寸≥0.8mm×0.8mm。
4.1电源层与地层设计l电源层与地层需相邻且对称分布,铜箔厚度≥1.5oz,降低电源阻抗(参考第三章层叠结构)。
l电源层与地层间介质厚度≤0.1mm,形成低阻抗电容,抑制高频噪声。
4.2去耦电容布局l每个 IC 电源引脚旁需放置 0.1μF 陶瓷电容(距引脚≤5mm),高频噪声通过低 ESL 路径回流。
l大容值电容(如 10μF)与小容值电容(如 0.1μF)按 “远 - 近” 原则分布,覆盖宽频噪声。
4.3电源分割与隔离l不同电压域电源层需用隔离槽(宽度≥20mil)分割,避免相互干扰。
l分割处需通过 0Ω 电阻或磁珠连接,确保单点接地。
4.4电流路径优化l大电流路径(如主电源输入)铜箔宽度≥1mm,过孔数量≥4 个,降低 IR 压降。
l开关电源输出端需加滤波电感(如共模电感),抑制高频纹波。
4.5电压调节模块(VRM)设计lVRM 输入 / 输出端需预留足够空间,避免散热不良导致效率下降(参考第二章散热设计)。
lVRM 反馈环路走线需远离噪声源,避免自激振荡。
4.6电源滤波网络l电源入口处需并联 10μF 电解电容 + 0.1μF 陶瓷电容,滤除低频纹波与高频噪声。
l敏感模拟电路电源需单独加 RC 滤波(如 R=10Ω,C=1μF),隔离数字噪声。
4.7电源平面完整性l电源平面上禁止布置信号线,避免电流环路耦合噪声。
l平面开槽宽度≥30mil,开槽方向与电流流向垂直,减少电感。
4.8测试点与监控l关键电源节点(如主电源、内核电源)需预留测试焊盘,位置靠近连接器或板边。
l监控点(如电压检测引脚)走线需屏蔽,避免引入干扰。
4.9瞬态响应控制l大负载切换路径需加粗铜箔(≥1.5mm),并增加储能电容(如钽电容),减少电压跌落。
l同步开关噪声(SSN)敏感电路需远离电源入口,通过局部去耦电容缓解冲击。
4.10时序与电源协同l时钟信号与电源网络保持≥100mil 间距,避免电源噪声调制时钟相位。
l多电源域上电时序需通过 RC 电路或 PMIC 控制,防止逻辑冲突。
5.1辐射发射控制l高速信号(如时钟、差分对)走线长度≤1/20λ(λ 为信号波长),超过时需包地或屏蔽。
l信号环路面积需最小化(如差分对间距≤10mil),减少辐射天线效应(参考第三章 SI 设计)。
5.2传导发射控制l电源输入端口需加共模电感(如 1mH)与 X/Y 电容(X 电容≥0.1μF,Y 电容≥1nF),抑制传导噪声。
l开关电源功率环路需紧凑,铜箔宽度≥2mm,降低寄生电感。
5.3屏蔽与隔离l屏蔽罩需连续覆盖敏感电路(如 RF 模块),接缝处用导电胶密封,避免缝隙辐射(参考第二章结构设计)。
l数字地与模拟地需单点连接,通过 0Ω 电阻或磁珠隔离噪声耦合。
5.4滤波设计l连接器引脚需并联滤波电容(如 100pF)到地,滤除高频共模噪声。
l晶体振荡器周围需铺铜并开密集过孔到地,形成局部屏蔽。
l防护器件(如 TVS 管、ESD 抑制器)需靠近接口放置(如连接器引脚旁),确保干扰信号在进入主板前被滤除,缩短干扰路径。
5.5接地策略l接地层需完整,避免分割,接地过孔间距≤50mil,降低接地阻抗。
l多层板采用 “电源层 - 地层” 交替叠层,减少跨层噪声耦合(参考第三章层叠设计)。
l板边高速信号附近需均匀分布地孔,形成低阻抗回流路径,抑制边缘辐射噪声,地孔间距≤50mil。
5.6布局策略l高频元件(如晶振、MOS 管)需靠近连接器或板边,缩短辐射路径。
l敏感模拟电路与数字电路保持≥20mm 距离,或用接地铜墙隔离。
l内电层、表层走线需内缩,避免走线靠近板边边缘(距板边≥2mm),减少边缘辐射;高速信号走线需约束在指定区域,避免随意跨层或扩散,降低 EMI 风险。
5.7层叠与阻抗l信号层与地层相邻,参考平面完整,阻抗控制(如单端 50Ω)减少反射辐射(参考第三章 SI 设计)。
l电源层与地层间距≤0.1mm,形成低阻抗平面,抑制高频噪声。
5.8连接器处理l屏蔽连接器(如 USB 3.0)外壳需与 PCB 接地层焊接,接触点≥4 个,确保屏蔽连续性。
l连接器滤波电容需贴近引脚放置(≤3mm),形成最短回流路径。
5.9测试与验证l预留 EMI 测试点(如电源输入、时钟线),位置避开屏蔽罩,便于频谱仪测量。
l采用近场探头(如 Loop Probe)扫描 PCB 表面,定位辐射热点并优化。
5.10特殊场景处理l高速差分线需包地并单点接地,包地铜箔宽度≥10mil,避免共模辐射。
l高压电路(如 AC-DC 模块)需与低压电路保持≥5mm 距离,爬电距离符合安规要求。
6.1焊盘设计规则lSMD 焊盘尺寸需符合 IPC 标准(如 0402 元件焊盘宽度≥0.5mm,长度≥0.6mm),确保焊锡量充足。
l引脚间距≤0.5mm 的 QFP 焊盘需设计防焊桥(≥0.1mm),避免短路。
l过孔与焊盘间距≥0.3mm,防止焊接时锡膏流入过孔。
6.2丝印与标识要求l丝印字符高度≥1mm,宽度≥0.2mm,避免生产时误读。
l极性元件(如电容、二极管)丝印需包含极性标识,且标识与元件本体对齐。
l板名,版本号,硬十logo等丝印字迹清晰,且不得覆盖焊盘、测试点或散热孔,防止影响焊接或散热。
6.3元件间距与布局l相邻 SMD 元件焊盘间距≥0.5mm,THT 元件引脚间距≥2.54mm(100mil),避免焊接短路。
l波峰焊元件需与板边保持≥5mm 距离,防止焊料溢出。
l连接器引脚需垂直于板边,便于自动化插装。
6.4工艺边与定位孔l工艺边宽度≥5mm,用于贴片机夹持,边缘无元件或焊盘。
l定位孔直径≥3mm,位置对称分布(如板角对角线处),孔边距板边≥3mm。
6.5拼板设计l拼板采用 V-CUT 连接时,槽宽≥0.3mm,深度≤板厚的 1/3,分板后毛刺≤0.1mm。
l拼板尺寸≤400mm×400mm,满足 SMT 设备最大加工范围。
lMARK 点需位于拼板对角,直径≥1mm,周围 5mm 内无遮挡。
6.6过孔与测试点l过孔阻焊需覆盖(盖油),防止焊锡短路。
l测试点直径≥0.8mm,间距≥1.5mm,便于探针接触。
l高压区域(如 AC 输入)过孔需增加焊盘直径(≥2mm),满足爬电距离要求。
6.7BGA 布局优化lBGA 焊盘直径≥0.5mm,间距≥0.8mm,满足锡球焊接要求。
lBGA 下方过孔需设计为盲孔 / 埋孔,或使用盘中孔(NPTH),避免焊盘损伤。
lBGA 周围需预留≥1mm 环形工艺边,便于返修。
6.8阻焊与字符处理l阻焊开窗尺寸比焊盘大≥0.05mm,确保焊盘完全裸露。
l字符与阻焊层间距≥0.1mm,避免油墨污染焊盘。
l接地铜箔需开网格(间距≤2mm),防止阻焊起泡。
l丝印布局需合理,生产前检查丝印是否压焊盘、遮挡测试点,确保符合 6.2 节丝印设计规则。
6.9特殊工艺要求l埋盲孔板需明确标注层对关系,孔径≤0.2mm 时需与厂商确认能力。
l厚铜箔(≥3oz)需增加预镀铜工艺,避免蚀刻不均。
l沉金板需控制金厚≤0.05μm,防止焊接不良。
6.10生产文档规范lGerber 文件需包含丝印层、阻焊层、钻孔文件,格式为 RS-274X。
l坐标文件(CSV 格式)需包含元件位号、坐标、旋转角度,与 BOM 表对应。
l特殊工艺说明(如混装工艺、散热片涂胶)需在生产指示中明确标注。
7.1测试点设计l关键信号(如时钟、复位、总线)需预留测试焊盘,直径≥0.8mm,间距≥1.5mm,便于探针接触(参考第六章 DFM 焊盘规则)。
l测试点位置需避开屏蔽罩、散热器等障碍物,距离板边≥5mm,确保探针可达。
7.2边界扫描(JTAG)设计l支持 IEEE 1149.1 标准,JTAG 接口需包含 TCK、TMS、TDI、TDO、TRST 引脚,通过 2×5 排针引出。
lJTAG 链需覆盖所有可编程器件(如 FPGA、MCU),长度≤16 个器件,避免过长导致时序问题。
7.3在线测试(ICT)支持l每 10cm² 面积内至少设置 4 个 ICT 定位点(直径≥1mm),位置对称分布,便于探针定位。
l测试点需与 PCB 表面垂直,高度差≤0.1mm,确保探针接触可靠。
7.4可访问性优化l测试点需位于同一平面,避免多层板通孔测试,减少测试成本。
lBGA 下方信号需通过过孔引出至表层测试点,过孔直径≤0.3mm,焊盘直径≥0.8mm。
7.5测试向量生成l使用 ATE(自动测试设备)生成测试向量,覆盖电源、时钟、复位等关键信号。
l测试向量需包含开路、短路、功能验证等场景,故障覆盖率≥95%。
7.6故障诊断支持l设计内置自测试(BIST)电路,用于芯片级功能验证,如 SRAM、ADC 的自测模块。
l关键节点需添加状态指示灯(如 LED),实时反馈工作状态。
7.7测试模式控制l通过跳线或寄存器设置测试模式,避免正常工作时误触发测试功能。
l测试模式需与量产模式隔离,防止测试数据干扰系统运行。
7.8测试文档规范l提供测试点位置图(Gerber 格式)、测试向量文件(如 STIL 格式)及测试步骤说明。
lBOM 表需标注可测试元件(如 JTAG 接口型号),便于测试设备配置。
7.9特殊场景处理l高频信号测试点需串联 100Ω 电阻(如 0402 封装),防止测试设备引入负载效应。
l敏感模拟电路测试点需添加保护二极管(如 TVS 管),避免静电损伤。
7.10与 DFM 协同设计l测试点布局需与 SMT 钢网开口协调,避免锡膏覆盖测试焊盘。
l拼板分板处需预留测试点,确保单板分板后仍可独立测试。
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来源:硬件十万个为什么