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PCB設計的六個檢查階段

發(fā)布時間 :2019-03-05 11:34 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷PCB設計部
深圳宏力捷電子是一家專業(yè)從事電子產(chǎn)品設計(layout布線設計)PCB設計公司,主要承接多層、高密度的PCB設計畫板業(yè)務。擁有平均超過10年工作經(jīng)驗的PCB設計團隊,能熟練運用市場主流PCB設計軟件,專業(yè)高效溝通保證PCB設計進度。
 
為了保證PCB設計的準確性,整個PCB設計過程中需要進行多次檢查,接下來為大家介紹PCB設計的六個檢查階段
PCB設計的六個檢查階段
 
一、資料輸入階段
1、在流程上接收到的資料是否齊全(包括:原理圖、*.brd文件、料單、PCB設計說明以及PCB設計或更改要求、標準化要求說明、工藝設計說明文件);
2、確認PCB模板是最新的;
3、確認模板的定位器件位置無誤;
4、PCB設計說明以及PCB設計或更改要求、標準化要求說明是否明確;
5、確認外形圖上的禁止布放器件和布線區(qū)已在PCB模板上體現(xiàn);
6、比較外形圖,確認PCB所標注尺寸及公差無誤, 金屬化孔和非金屬化孔定義準確;
7、確認PCB模板準確無誤后最好鎖定該結(jié)構(gòu)文件,以免誤操作被移動位置。
 
二、布局后檢查階段
1、器件檢查
1)確認所有器件封裝是否與公司統(tǒng)一庫一致,是否已更新封裝庫(用viewlog檢查運行結(jié)果)如果不一致,一定要Update Symbols;
2)母板與子板,單板與背板,確認信號對應,位置對應,連接器方向及絲印標識正確,且子板有防誤插措施,子板與母板上的器件不應產(chǎn)生干涉;
3)元器件是否100% 放置;
4)打開器件TOP和BOTTOM層的place-bound, 查看重疊引起的DRC是否允許;
5)Mark點是否足夠且必要;
6)較重的元器件,應該布放在靠近PCB支撐點或支撐邊的地方,以減少PCB的翹曲;
7)與結(jié)構(gòu)相關的器件布好局后最好鎖住,防止誤操作移動位置;
8)壓接插座周圍5mm范圍內(nèi),正面不允許有高度超過壓接插座高度的元件,背面不允許有元件或焊點;
9)確認器件布局是否滿足工藝性要求(重點關注BGA、PLCC、貼片插座);
10)金屬殼體的元器件,特別注意不要與其它元器件相碰,要留有足夠的空間位置;
11)接口相關的器件盡量靠近接口放置,背板總線驅(qū)動器盡量靠近背板連接器放置;
12)波峰焊面的CHIP器件是否已經(jīng)轉(zhuǎn)換成波峰焊封裝;
13)手工焊點是否超過50個;
14)在PCB上軸向插裝較高的元件,應該考慮臥式安裝。留出臥放空間。并且考慮固定方式,如晶振的固定焊盤;
15)需要使用散熱片的器件,確認與其它器件有足夠間距,并且注意散熱片范圍內(nèi)主要器件的高度。
 
2、功能檢查
1)數(shù)?;旌习宓臄?shù)字電路和模擬電路器件布局時是否已經(jīng)分開,信號流是否合理;
2)A/D轉(zhuǎn)換器跨模數(shù)分區(qū)放置;
3)時鐘器件布局是否合理;
4)高速信號器件布局是否合理;
5)端接器件是否已合理放置(源端匹配串阻應放在信號的驅(qū)動端;中間匹配的串阻放在中間位置;終端匹配串阻應放在信號的接收端);
6)IC器件的去耦電容數(shù)量及位置是否合理;
7)信號線以不同電平的平面作為參考平面,當跨越平面分割區(qū)域時,參考平面間的連接電容是否靠近信號的走線區(qū)域;
8)保護電路的布局是否合理,是否利于分割;
9)單板電源的保險絲是否放置在連接器附近,且前面沒有任何電路元件;
10)確認強信號與弱信號(功率相差30dB)電路分開布設;
11)是否按照設計指南或參考成功經(jīng)驗放置可能影響EMC實驗的器件。(如:面板的復位電路要稍靠近復位按鈕。)
 
3、發(fā)熱
1)對熱敏感的元件(含液態(tài)介質(zhì)電容、晶振)盡量遠離大功率的元器件、散熱器等熱源;
2)布局是否滿足熱設計要求,散熱通道(根據(jù)工藝設計文件來執(zhí)行)。
 
4、電源
1)是否IC電源距離IC過遠;
2)LDO及周圍電路布局是否合理;
3)模塊電源等周圍電路布局是否合理;
4)電源的整體布局是否合理。
 
5、規(guī)則設置
1)是否所有仿真約束都已經(jīng)正確加到Constraint Manager中;
2)是否正確設置物理和電氣規(guī)則(注意電源網(wǎng)絡和地網(wǎng)絡的約束設置);
3)Test Via、Test Pin的間距設置是否足夠;
4)疊層的厚度和方案是否滿足設計和加工要求;
5)所有有特性阻抗要求的差分線阻抗是否已經(jīng)經(jīng)過計算,并用規(guī)則控制。
PCB設計的六個檢查階段
三、布線后檢查階段
1、數(shù)模
1)數(shù)字電路和模擬電路的走線是否已分開,信號流是否合理;
2)A/D、D/A以及類似的電路如果分割了地,那么電路之間的信號線是否從兩地之間的橋接點上走(差分線例外)?
3)必須跨越分割電源之間間隙的信號線應參考完整的地平面;
4)如果采用地層設計分區(qū)不分割方式,要確保數(shù)字信號和模擬信號分區(qū)布線。
 
2、時鐘和高速部分
1)高速信號線的阻抗各層是否保持一致;
2)高速差分信號線和類似信號線,是否等長、對稱、就近平行地走線;
3)確認時鐘線盡量走在內(nèi)層;
4)確認時鐘線、高速線、復位線及其它強輻射或敏感線路是否已盡量按3W原則布線;
5)時鐘、中斷、復位信號、百兆/千兆以太網(wǎng)、高速信號上是否沒有分叉的測試點?
6)LVDS等低電平信號與TTL/CMOS信號之間是否盡量滿足了10H(H為信號線距參考平面的高度)?
7)時鐘線以及高速信號線是否避免穿越密集通孔過孔區(qū)域或器件引腳間走線?
8)時鐘線是否已滿足(SI約束)要求(時鐘信號走線是否做到少打過孔、走線短、參考平面連續(xù),主要參考平面盡量是GND;若換層時變換了GND主參考平面層,在離過孔200mil范圍之內(nèi)是GND過孔) 若換層時變換不同電平的主參考平面,在離過孔200mil范圍之內(nèi)是否有去耦電容)?
9)差分對、高速信號線、各類BUS是否已滿足(SI約束)要求。
 
3、EMC與可靠性
1)對于晶振,是否在其下布一層地?是否避免了信號線從器件管腳間穿越?對高速敏感器件,是否避免了信號線從器件管腳間穿越?
2)單板信號走線上不能有銳角和直角(一般成 135 度角連續(xù)轉(zhuǎn)彎,射頻信號線最好采用圓弧形或經(jīng)過計算以后的切角銅箔);
3)對于雙面板,檢查高速信號線是否與其回流地線緊挨在一起布線;對于多層板,檢查高速信號線是否盡量緊靠地平面走線;
4)對于相鄰的兩層信號走線,盡量垂直走線;
5)避免信號線從電源模塊、共模電感、變壓器、濾波器下穿越;
6)盡量避免高速信號在同一層上的長距離平行走線;
7)板邊緣還有數(shù)字地、模擬地、保護地的分割邊緣是否有加屏蔽過孔?多個地平面是否用過孔相連?過孔距離是否小于最高頻率信號波長的1/20?
8)浪涌抑制器件對應的信號走線是否在表層短且粗?
9)確認電源、地層無孤島、無過大開槽、無由于通孔隔離盤過大或密集過孔所造成的較長的地平面裂縫、無細長條和通道狹窄現(xiàn)象;
10)是否在信號線跨層比較多的地方,放置了地過孔(至少需要兩個地平面)。
 
4、電源和地
1)如果電源/地平面有分割,盡量避免分割開的參考平面上有高速信號的跨越;
2)確認電源、地能承載足夠的電流。過孔數(shù)量是否滿足承載要求(估算方法:外層銅厚1oz時1A/mm線寬,內(nèi)層0.5A/mm線寬,短線電流加倍);
3)對于有特殊要求的電源,是否滿足了壓降的要求;
4)為降低平面的邊緣輻射效應,在電源層與地層間要盡量滿足20H原則。(條件允許的話,電源層的縮進得越多越好);
5)如果存在地分割,分割的地是否不構(gòu)成環(huán)路?
6)相鄰層不同的電源平面是否避免了交疊放置?
7)保護地、-48V地及GND的隔離是否大于2mm?
8)-48V地是否只是-48V的信號回流,沒有匯接到其他地?如果做不到請在備注欄說明原因;
9)靠近帶連接器面板處是否布10~20mm的保護地,并用雙排交錯孔將各層相連?
10)電源線與其他信號線間距是否距離滿足安規(guī)要求?
 
5、禁布區(qū)
1)金屬殼體器件和散熱器件下,不應有可能引起短路的走線、銅皮和過孔;
2)安裝螺釘或墊圈的周圍不應有可能引起短路的走線、銅皮和過孔;
3)設計要求中預留位置是否有走線;
4)非金屬化孔內(nèi)層離線路及銅箔間距應大于0.5mm(20mil),外層0.3mm(12mil),單板起拔扳手軸孔內(nèi)層離線路及銅箔間距應大于2mm(80mil);
5)銅皮和線到板邊 推薦為大于2mm 最小為0.5mm;
6)內(nèi)層地層銅皮到板邊 1 ~ 2 mm, 最小為0.5mm。
 
6、焊盤出線
1)對于兩個焊盤安裝的CHIP元件(0805及其以下封裝),如電阻、電容,與其焊盤連接的印制線最好從焊盤中心位置對稱引出,且與焊盤連接的印制線必須具有一樣的寬度,對于線寬小于0.3mm(12mil)的引出線可以不考慮此條規(guī)定;
2)與較寬印制線連接的焊盤,中間最好通過一段窄的印制線過渡(0805及其以下封裝)?
3)線路應盡量從SOIC、PLCC、QFP、SOT等器件的焊盤的兩端引出。
 
7、絲印
1)器件位號是否遺漏,位置是否能正確標識器件;
2)器件位號是否符合公司標準要求;
3)確認器件的管腳排列順序, 第1腳標志,器件的極性標志,連接器的方向標識的正確性;
4)母板與子板的插板方向標識是否對應;
5)背板是否正確標識了槽位名、槽位號、端口名稱、護套方向;
6)確認設計要求的絲印添加是否正確;
7)確認已經(jīng)放置有防靜電和射頻板標識(射頻板使用)。
 
8、編碼/條碼
1)確認PCB編碼正確且符合公司規(guī)范;
2)確認單板的PCB編碼位置和層面正確(應該在A面左上方,絲印層);
3)確認背板的PCB編碼位置和層面正確(應該在B右上方,外層銅箔面);
4)確認有條碼激光打印白色絲印標示區(qū);
5)確認條碼框下面沒有連線和大于0.5mm導通孔;
6)確認條碼白色絲印區(qū)外20mm范圍內(nèi)不能有高度超過25mm的元器件。
 
9、過孔
1)在回流焊面,過孔不能設計在焊盤上。(正常開窗的過孔與焊盤的間距應大于0.5mm (20mil),綠油覆蓋的過孔與焊盤的間距應大于0.1 mm (4mil),方法:將Same Net DRC打開,查DRC,然后關閉Same Net DRC);
2)過孔的排列不宜太密,避免引起電源、地平面大范圍斷裂;
3)鉆孔的過孔孔徑最好不小于板厚的1/10。
 
10、工藝
1)器件布放率是否100%,布通率是否100%(沒有達到100%的需要在備注中說明);
2)Dangling線是否已經(jīng)調(diào)整到最少,對于保留的Dangling線已做到一一確認;
3)工藝科反饋的工藝問題是否已仔細查對;
 
11、大面積銅箔
1)對于Top、bottom上的大面積銅箔,如無特殊的需要,應用網(wǎng)格銅[單板用斜網(wǎng),背板用正交網(wǎng),線寬0.3mm (12 mil)、間距0.5mm (20mil)];
2)大面積銅箔區(qū)的元件焊盤,應設計成花焊盤,以免虛焊;有電流要求時,則先考慮加寬花焊盤的筋,再考慮全連接;
3)大面積布銅時,應該盡量避免出現(xiàn)沒有網(wǎng)絡連接的死銅(孤島);
4)大面積銅箔還需注意是否有非法連線,未報告的DRC。
 
12、測試點
1)各種電源、地的測試點是否足夠(每2A電流至少有一個測試點);
2)確認沒有加測試點的網(wǎng)絡都是經(jīng)確認可以進行精簡的;
3)確認沒有在生產(chǎn)時不安裝的插件上設置測試點;
4)Test Via、Test Pin是否已Fix(適用于測試針床不變的改板)。
 
13、DRC
1)Test via 和Test pin 的Spacing Rule應先設置成推薦的距離,檢查DRC,若仍有DRC存在,再用最小距離設置檢查DRC;
2)打開約束設置為打開狀態(tài),更新DRC,查看DRC中是否有不允許的錯誤;
3)確認DRC已經(jīng)調(diào)整到最少,對于不能消除DRC要一一確認。
 
14、光學定位點
1)確認有貼裝元件的PCB面已有光學定位符號;
2)確認光學定位符號未壓線(絲印和銅箔走線);
3)光學定位點背景需相同,確認整板使用光學點其中心離邊≥5mm;
4)確認整板的光學定位基準符號已賦予坐標值(建議將光學定位基準符號以器件的形式放置),且是以毫米為單位的整數(shù)值;
5)管腳中心距<0.5mm的IC,以及中心距小于0.8 mm(31 mil)的BGA器件,應在元件對角線附近位置設置光學定位點。
 
15、阻焊檢查
1)確認是否有特殊需求類型的焊盤都正確開窗(尤其注意硬件的設計要求);
2)BGA下的過孔是否處理成蓋油塞孔;
3)除測試過孔外的過孔是否已做開小窗或蓋油塞孔;
4)光學定位點的開窗是否避免了露銅和露線;
5)電源芯片、晶振等需銅皮散熱或接地屏蔽的器件,是否有銅皮并正確開窗。由焊錫固定的器件應有綠油阻斷焊錫的大面積擴散。
 
四、出加工文件
1、鉆孔圖
1)Notes的PCB板厚、層數(shù)、絲印的顏色、翹曲度,以及其他技術說明是否正確;
2)疊板圖的層名、疊板順序、介質(zhì)厚度、銅箔厚度是否正確;是否要求作阻抗控制,描述是否準確。疊板圖的層名與其光繪文件名是否一致;
3)將設置表中的Repeat code 關掉,鉆孔精度應設置為2-5;
4)孔表和鉆孔文件是否最新 (改動孔時,必須重新生成);
5)孔表中是否有異常的孔徑,壓接件的孔徑是否正確;孔徑公差是否標注正確;
6)要塞孔的過孔是否單獨列出,并標注“filled vias”。
 
2、光繪
1)光繪文件輸出盡量采用RS274X格式,且精度應設置為5:5;
2)art_aper.txt 是否已最新(274X可以不需要);
3)輸出光繪文件的log文件中是否有異常報告;
4)負片層的邊緣及孤島確認;
5)使用光繪檢查工具檢查光繪文件是否與PCB 相符(改板要使用比對工具進行比對)。
 
五、文件齊套
1)PCB文件:產(chǎn)品型號_規(guī)格_單板代號_版本號.brd;
2)背板的襯板設計文件:產(chǎn)品型號_規(guī)格_單板代號_版本號-CB[-T/B].brd;
3)PCB加工文件:PCB編碼.zip(含各層的光繪文件、光圈表、鉆孔文件及ncdrill.log;拼板還需要有工藝提供的拼板文件*.dxf),背板還要附加襯板文件:PCB編碼-CB[-T/B].zip (含drill.art、*.drl、ncdrill.log);
4)工藝設計文件:產(chǎn)品型號_規(guī)格_單板代號_版本號-GY.doc;
5)SMT坐標文件:產(chǎn)品型號_規(guī)格_單板代號_版本號-SMT.txt,(輸出坐標文件時,確認選擇 Body center,只有在確認所有SMD器件庫的原點是器件中心時,才可選Symbol origin);
6)PCB板結(jié)構(gòu)文件:產(chǎn)品型號_規(guī)格_單板代號_版本號-MCAD.zip(包含結(jié)構(gòu)工程師提供的.DXF與.EMN文件);
7)測試文件:產(chǎn)品型號_規(guī)格_單板代號_版本號-TEST.ZIP(包含testprep.log 和 untest.lst或者*.drl測試點的坐標文件);
8)歸檔圖紙文件:產(chǎn)品型號規(guī)格-單板名稱-版本號.pdf,(包括:封面、首頁、各層絲印、各層線路、鉆孔圖、背板含有襯板圖)。
 
六、標準化
1)確認封面、首頁信息正確;
2)確認圖紙序號(對應PCB各層順序分配)正確的;
3)確認圖紙框上PCB編碼是正確的。


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