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會引起傳送不穩、插件時翻板、通過波峰錫槽時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則形狀的PCB拼成矩形，

特別是4個角，如果有缺口，則補齊成矩形；

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

在電路板的設計中，須提出PCB板材的要求，并標注于電路板設計文件的技術要求中，內容包括：

PCB板材及等級（常用為環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，標稱規格有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%；

對醫療器械產品，板材厚度須≥1.6mm，A1、A2級；

對易燃易爆場合應用的儀器，應將阻燃等級標注于PCB板上。

1.3、鍍層

PCB鍍層類型有鍍錫（優選）、鍍鎳金，鍍錫PCB長時間暴露在空氣中易氧化，

廠房儲存時宜用真空包裝。

1.4、板層數

多面PCB板在電磁兼容防護方面具有突出的功效，

同時又具有較高的制版成本，

設計時宜根據信號要求折衷選擇。

fclk>5MHz、或tr<5ns（脈沖的上升沿或下降沿）時，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。

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、可生產性設計

PCB設計的時候，主要考慮為生產過程留足空間和基準，避免生產過程產生技術隱患。

裝聯焊接過程中，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，作為工藝邊。

如果PCB不能留工藝邊時，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上須設置裝聯過程用到的基準點（也稱光學MARK點，或MARK點），作為器件貼裝時的基準點，

基準點的焊盤形式、對稱布局方式，請與裝聯廠家的工藝工程師聯系確定。

MARK點周圍做一背景區，背景區內不能有其他焊盤，絲印和阻焊。

基準點的中心與板邊的距離大于5mm；每一種基準點至少有兩個，設置于對角且不對稱的位置上。

BGA及多引腳封裝應設置局部基準點，為防止運行過程中產生熱誤差，或PCB的累積誤差，使細間距腳器件的貼裝發生偏移導致貼片偏差。

BGA封裝器件及引腳數≥100的其他封裝器件，其對角必須放置一對局部基準點；

光學基準點應放置在器件外圍5mm以內；光學基準點周圍3mm內不可放置任何元件。

2、焊盤、過孔

2.1、焊盤

焊盤的質量直接影響到焊接的效果，因此焊盤的設計至關重要。

當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，

是焊接達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，避免產生焊接時吊橋、移位；

如違反此要求，回流焊時易焊接缺陷。

當插件元件每排引腳焊盤較多時，以焊盤排列方向平行于進板方向；

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

2.2、導通孔

導通孔設計規則：標準導通孔尺寸為：

孔徑：板厚≥（1：6）

高速信號時，一個導通孔產生1～4nH的電感，0.3～0.8pF的電容，敷設高速信號線時，導通孔應最少；對于高速信號并行線，例如地址線、數據線，如果層的改變不可避免，應確保并行信號線過孔數一樣。

2.3、安裝螺釘孔

PCB上的安裝螺釘，應有禁布區，禁布區直徑=（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，布局時應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，最好在一個功能區域內，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、插件元件焊盤外側與片式元件焊盤外側之間大于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。

可調可插拔元器件周圍板面3mm范圍內不布置SMT元器件，防止插拔應力損壞元器件；

遠離安裝柱的插拔連接器優選平插連接器。

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遠離發熱元器件，

如不能遠離，則須測試溫度，確保溫敏器件溫升在降額使用范圍內。

溫度敏感器件遠離發熱源

與焊接加工匹配的器件布局規則：

1為減少PCB加熱次數，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、發光二極管、插座等，必須在底面插裝，可采用手工補焊。

器件熱功率密度>0.4W/cm3,應加散熱器、或安裝在金屬機座、機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、布線規則

4.1、PCB布線鍍層

PCB銅箔線寬/厚度/承載電流的關系按照（圖4.1）確定：

印制導線通過電流引起溫升，當銅箔厚度一定時與導線寬度有關。

如果設計需要增加導線電流，又無法加寬導線時，應充分估計導線的溫升。

據標準SJ/Z1675-81，當導線的厚度一定時，不同寬度的導線，其負載電流與溫升的關系如圖所示。

圖4.1

4.2、布線規則

突出板邊的金手指、金手指所在板側的兩端(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），以上位置應倒角；

金手指內側端部無焊盤，焊盤及元件遠離金手指。

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

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%的電場不受串擾。

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。

BGA 器件周圍需留有3mm 禁布區，最佳為5mm 禁布區。

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

同一網格的布線寬度保持一致，線寬的變化會導致線路阻抗特性的不均勻，當傳輸信號的速度較高時會產生反射，在PCB布線中盡量避免這種情況。無法避免線寬變化時，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。

信號線及其回路構成閉環環路，在這個閉環線路上不允許出現浮空的布線；尤其注意在同一層面或不同層面可能出現自環，產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至少配一個地線引腳。

5、標識

5.1、標識類型

PCB上的以下區域及內容應做絲印標注，PCB版本號、管腳符號、器件極性、器件方向、安規標識、危險標識、關鍵點的參數值（如電源插座旁標注供電電壓,Vcc1 3.3V；

在關鍵IC的電壓引腳、關鍵電壓測試點標注電源電壓及參數，及其他功能參數如波形、頻率等）。

警示標識符全用大寫字母，說明性文字用大寫字母開頭的小寫字母。

標識要求

保險管標識應包括保險絲序號、熔斷特性、額定電流值、防爆特性、額定電壓值、英文警告標識等，若PCB 上沒有空間排布標識，可將警示性內容在產品使用說明書中說明。

PCB 板五項安規標識（認證標志、生產廠家、廠家型號、認證文件號、阻燃等級）齊全。

5.2、標識要求

絲印標號放置在相應元器件旁邊，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，每個單板內的標號保持方向一致，或在一個功能電路范圍內保持方向一致。

焊盤、錫道、導通孔、測試焊盤上不能有絲印。

絲印上應標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PCB單板面積較小時可重新設定。

6、可測試性設計

PCB上的ICT測試點應在焊接面；測試點焊盤尺寸≥24mil（0.6mm），兩個單獨測試點的最小間距為60mils(1.5mm)；

需要進行ICT測試的單板，PCB的對角上要設計兩個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。

當機器上電時，可用數字萬用表檢測單板總供電電壓，各功能電路供電電壓，關鍵元器件電壓，關鍵部位波形。

在設計PCB時，就要將這些測試焊盤設置出來，并用TP1、TP2……序號標注，在操作指導書中注明電壓值、測試波形。

測試點要求

7、線纜

非屏蔽信號線絞接準則：

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，磁環宜安裝在屏蔽層的內側。

機箱內電纜上的磁環宜用熱熔膠將其固定在電路板上或機箱壁上。

8、板級接地措施

10MHz以上信號，就近多點接地，地線層大面積覆銅。

高低頻混合電路接地規則：

≤1MHz則一點接地（但需注意共阻抗干擾）；

≥10MHz則多點就近接地；

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

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

然后再通過直聯、小電阻、磁珠、電容、大電阻等措施將地和地連接，

具體的連接方式決定于接地的目的。

接地目的分別如下：

1、 如果僅需要地——地等電位，則直聯；

2、 如果數字地上有脈沖電流，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