電源PCB設計規範

2023-01-08 18:27:05 字數 4408 閱讀 9795

2015/12/12

起草審核批准:________

日期日期日期:________

1.目的

規範電源產品的pcb布局設計、pcb工藝設計、pcb安規及emc設計,規定pcb設計的相關引數,使得pcb的設計滿足可生產性、可測試性、符合安規、emc等的技術規範要求,在產品設計過程中構建產品的工藝、技術、質量、成本優勢。體現dfm(designformanufacture)的原則,提高生產效率和改善產品的質量。

2.適用範圍

本規範適用於驅動電源的pcb工藝設計,設計與改進審查等活動。

3.說明

電源設計必須遵守的技術設計規範。在評審、驗證和確認的各環節都必須得到嚴格的檢查與確認。盡量遵守的設計規範。

當評審、驗證或確認時明確評價符合該規範存在難度或不適宜時,可以違反此規範。

4.引用/參考標準或資料

ts—s0902010001《資訊科技裝置pcb安規設計規範》

ts—soe0199001《電子裝置的強迫風冷熱設計規範》

ts—soe0199002《電子裝置的自然冷卻熱設計規範》

iec60194《印製板設計、製造與組裝術語》(printedcircuitboarddesignmanufactureandassembly-termsanddefinitions)

ipc—a—600f《印製板的驗收條件》(acceptablyofprintedboard)iec6095。

5.規範內容

基板規範

5.0.1一般情況下,工程師可在上述基本原則的前提下,根據電路的實際需要自行選用單面板或雙面板。

例如fr—4、鋁基板、陶瓷基板、紙芯板等,若選用高tg值的板材,應在檔案中註明厚度公差。

5.0.2確定pcb的表面處理鍍層確定pcb銅箔的表面處理鍍層,例如鍍錫、鍍鎳金或osp等,並在檔案中註明。

5.0.3pcb板應採用玻璃纖維板fr-4或更經濟的板材。

5.0.4在滿足空間布局與線路的前提下,力求形狀規則簡單。

最好能做成長寬比例不太懸殊的長方形 。印製板的兩條長邊應平行,不平行的要加工藝邊,以便於生產加工過程中的裝置傳輸。一般工藝邊的寬度為5mm。

5.0.5製板材料的效能應符合公司相關標準的要求。公司未使用過的規格或品牌的pcb板,使用須經與工藝部門評審,以保證其工藝性。

5.0.6制電路板的工藝要求原則上應該是噴錫板,特殊情況經過適當的評審後使用。

5.1. 元器件的封裝和孔的設計

5.1.1. 定元件的封裝

a.開啟網路表(可以利用一些編輯器輔助編輯),將所有封裝瀏覽一遍,確保所有元件的封裝都正確無誤並且元件庫中包含所有元件的封裝,網路表中所有資訊全部大寫,一面載入出問題,或pcb bom不連續。元件具體命名規則詳見 。

b.標準元件全部採用公司統一元件庫中的封裝。

5.1.2.元件庫中不存在的封裝,應讓硬體工程師提供元件datasheet或實物由專人建庫並請對方確認

5.1.3.元器件封裝庫優先選擇經公司使用過的封裝庫,避免產生工藝問題。

5.1.4.

外掛程式電容、熱敏電阻、壓敏電阻、水泥電阻、繼電器、插座、插片、蜂鳴器、接收頭、陶瓷諧振器、數碼管、輕觸按鍵、液晶屏、保險管等器件採用與其腳距一致的封裝形式。pcb元件孔間距與元件腳間距必須匹配。

二極體類,外掛程式電阻等引腳型零件腳距必須是2.5mm的整數倍,其它規格應以滿足公司製程能力為準。

對有必要使用替換元件的位置,電路板應留有替換元件的孔位。

孔間距相鄰兩個元器件的孔距應保證1.5mm以上。

孔徑的設計如下表

元件孔徑設計表

5.1.5.金屬化孔

只作貫通連線的導通孔,在滿足佈線要求的前提下,一般不作特別要求,一般採用孔直徑為1.0mm的孔,最小可以為0.5mm。

應盡量避免在焊盤上設計金屬化孔(過孔),以及金屬化孔和焊點靠得太近(小於0.5mm),過孔由於毛細管作用可能把熔化的焊錫從元器件上吸走,造成焊點不飽滿或虛焊。

5.1.6.整個焊盤直徑最大不大於元件孔徑的3倍。

5.1.7.一般情況下,通孔元件採用圓型焊盤,焊盤直徑大小為插孔孔徑的1.8倍以上,單面板焊盤直徑不小於2mm,雙面板焊盤尺寸與通孔直徑最佳比為2.5。

5.2.器件的標識

5.2.1. 原理圖及pcb板上元件的命名編號標識以下表為準。如電阻命名為r1,r2…;聯結器命名cn1,cn2…。依此類推。

5.3.建立pcb檔案

5.3.1.建立pcb檔案:首先確定板的屬性,如:單面板、雙面板等等。

設計工程師將初始pcb圖(由原理圖設計人員提供的已匯入元器件封裝的pcb檔案)轉入到已建立的pcb檔案中,並確認轉入前後的一致性。

設計工程師對pcb檔案進行相關規則屬性設定。

5.3.4.建立pcb板框

1. 根據pcb結構圖,或相應的模板建立pcb檔案,包括安裝孔、禁布區等相關資訊。

2. 尺寸標註。在鑽孔層中應標明pcb的精確結構,且不可以形成封閉尺寸標註。

5.3.5.載入網路

1. 載入網表並排除所有載入問題,具體請看《atium designer 15技術大全》。其他軟體載入問題有很多相似之處,可以借鑑。

2. 如果使用atium designer,網表須載入兩次以上(沒有任何提示資訊)才可以確認載入無誤。

布局5.4.1. 首先要確定參考原點。一般參考點都設定在左邊和底邊的邊框線的交點(或延長線的交點)上或印製板件的第乙個焊盤。

5.4.2.一但參考點確定以後,元件布局、佈線均以此參考點為準。布局推薦使用25mil網格。

5.4.3. 相同結構電路部分應盡可能採取對稱布局。

5.4.4.按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標準來優化布局。

5.4.5.同類行的元件應該在x或y方向上一致。同一類行的有極性分立元件也要力爭在x或y方向上一致,以便於生產和除錯。

5.4.6.元件的放置要便於除錯和維修,大元件邊上不能放置小組件,需要除錯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於散熱。熱敏元件應遠離發熱元件。

5.4.7.積體電路的去偶電容應盡量靠近晶元的電源腳,高頻最靠近為原則。使之與電源和地之間形成迴路最短。

5.4.8.旁路電容應均勻分布在積體電路周圍。

5.4.9.元件布局時候,使用同一種電源的元件應考慮盡量放在一起,以便於將來的電源分割。

5.4.10. 用於阻抗匹配目的的阻容器件的放置,應根據其屬性合理布局。

a. 匹配電容電阻的的布局要分清楚其用法,對於多負載的終端匹配一定要放在訊號的最遠端進行匹配。

b. 聯匹配電阻布局時候要靠近該訊號的驅動端,距離一般不超過500mil。

5.4.11.根據結構圖設定板框尺寸;布置安裝孔、接外掛程式等需要定位的器件,賦予這些安裝孔和器件不可移動屬性。

5.4.12.根據結構和生產工藝要求設定印製板的禁止佈線區、禁止布局區。如:安裝孔周圍,工藝邊附近(工藝邊的寬度為》1mm以上間距)。

5.4.13.. 根據要求先將所有有定位要求的元件固定並鎖定。

5.4.14. 布局的基本原則:

a、要依照各模組電路的特性,遵照「先大後小,先難後易」的布置原則,即重要的單元電路、核心元器件應當優先布局。

b、布局可以參考硬體工程師提供的原理圖和大致的布局,根據訊號流向規律放置主要原器件。

c、要考慮各元件立體空間協調與安規距離的符合。

d、總的連線盡可能的短,關鍵訊號線最短。

e、強訊號、弱訊號、高電壓訊號和弱電壓訊號要完全分開。

f、高頻元件間隔要充分。

g、 模擬訊號、數碼訊號分開。

5.4.15.

過錫方向分析,散熱分析,風向及風流量考慮(如:散熱片應怎樣放、多厚、散熱牙(翼)方向、散熱面積多大最利於散熱、散熱片材質要求、輔助散熱、風道方向、pin腳穩固性、可靠度等)。

5.4.16.

布局應盡量滿足以下要求:初級電路與次級電路分開布局;交流迴路,pfc、pwm迴路,整流迴路,濾波迴路這四大迴路包圍的面積盡量小,各迴路中功率元件引腳彼此盡量靠近,控制ic要盡量靠近被控制的mos管,控制ic周邊的元件盡量靠近ic布置。

5.4.17.電解電容不可觸及高發熱元件,如大功率電阻,變壓器,散熱片。

5.4.18.所有金屬管腳不能緊靠在相鄰元件本體上,以防過錫時高溫使元件管腳燙傷其它元件外殼而短路或爆裂。

5.4.19.發熱元件一般應均勻分布,以利於單板和整機的散熱,除溫度檢測元件以外的溫度敏感器件應遠離發熱量大的元器件。

5.4.20.跳線不要放在ic及其它大體積塑膠外殼的元件下,避免短路或燙傷別的元器件。

封裝的ic擺放的方向必需與過錫爐的方向成平行,不可垂直,如下圖:

封裝的ic兩端盡可能要預留2.0mm的空間不能擺元件,為了預防兩端smd元件吃錫不良。如果布局上有困難,可允許預留1.0mm的空間。

5.4.23.多腳元件應有第1腳及規律性的腳位標識(雙列16pin以上和單排10pin以上均應進行腳位標識)pfcmos和pwmmos散熱片必須接地,以減少共模干擾。

5.4.24.對熱敏感元件(如電解電容、ic、功率管等)應遠離熱源,變壓器、電感、整流器等;發熱量大的元件應放在出風口或邊緣;散熱片要順著風的流向擺放;發熱器件不能過於集中。

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