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RK3588 PCB Layout通用布局规范

2023-08-17 17:05 作者:华秋电路  | 我要投稿

在PCB的布局设计中,元器件的布局至关重要,它决定了板面的整齐美观程度和印制导线的长短与数量,对整机的可靠性有一定的影响。一块好的电路板,除了实现原理功能之外,还要考虑EMI、EMC、ESD(静电释放)、信号完整性等电气特性,也要考虑机械结构、大功耗芯片的散热问题等。本章对PCB的通用性布局做出一些建议,用户可以进行借鉴参考。

常规PCB布局规范要求

1、阅读设计说明文档,满足特殊结构、特殊模块等布局要求。

2、设置布局格点:25mil,可通过格点对齐,等间距;对齐方式为,先大后小(大器件和大器件先对齐),归中对齐的方式,如图3-1所示。


图3-1 PCB布局的对齐原则

3、满足禁布区:限高、结构和特殊器件的布局、禁布区要求。

① 如图3-2,限高要求,在机械层或者标注层标注清楚,方便后期交叉检查核对。

图3-2 限高要求

② 如图3-3,布局之前设置禁布区域,要求器件离板边5mm不要布局器件,除非特殊要求或者后续板子设计可以添加工艺边。

图3-3 禁布区域的设置

③ 如图3-4,结构和特殊器件的布局,可通过坐标精准定位或按元件外框或中线坐标来定位。

图3-4 结构的精准定位

4、布局要先有预布局,不要拿到板子就直接就开始布局,预布局可以基于模块抓取之后,在PCB板内进行画线信号流向的分析,之后再基于信号流向分析,在PCB板里面绘制模块辅助线,评估模块在PCB里面的大概位置和占用范围大小,绘制辅助线线宽40mil,并通过以上操作评估模块和模块之间的布局合理性,如图3-5与图3-6所示。

图3-5 模块化信号流向分析


图3-6 绘制模块辅助线

5、布局需要考虑留有电源走线的通道,不宜太紧太密,通过规划顺带弄清楚电源从哪里来到哪里去,梳理电源树,如图3-7。

图3-7 电源走线的规划

6、热敏元件(如电解电容器、晶体振荡器)布局时应尽量远离电源等高热器件,尽量布局在上风口,如图3-8。

图3-8 电源布局

7、满足敏感模块的区分、整板布局均衡度,整板的布线通道预留等,如图3-9、图3-10

图3-9 布线通道的规划


图3-10 模块和模块的布局规划

① 高电压、大电流信号与小电流,低电压的弱信号完全分开,高压部分采取所有层挖空处理,不要额外的铺铜,高压之间的爬电间距,按照规范的表格进行查表,如图3-11与图3-12。

图3-11 高低压的布局

图3-12 爬电间距查表

② 模拟信号与数字信号分开,分割宽度至少20mil,且模拟和射频按照模块化设计里面的要求‘一’字型或'L'型布局,如图3-13。

图3-13 模数混合板布局

③ 高频信号与低频信号分开,隔开距离至少保证3mm以上,不能交叉布局,如图3-14。

图3-14 高频和低频的布局

④ 晶振、时钟驱动等关键信号器件的布局,需远离接口电路布局,不要布局在板边,离板边至少要有10mm以上的距离,晶体和晶振靠近芯片放置,同层放置,不要打孔,预留包地的空间,如图3-15。

图3-15 晶体与晶振的布局要求

⑤ 相同结构电路,采用“对称式”标准布局(直接相同模块复用),满足信号的一致性,如图3-16。

图3-16 相同模块的复用

3.2 符合可制造性的布局

满足可制造性、可装配性、可维修性要求,方便调试的时候于检测和返修,能够方便的拆卸器件:

1、极性器件的方向不要超过2种,最好都进行统一方向等要求,如图3-17所示。

图3-17 极性器件方向统一摆放

2、弯/公、弯/母压接连接器与压接件同面,压接件周边3mm不得布局任何的高器件(大于3mm),周边1.5mm不得布局任何的焊接件,在压接件的背面,距离压接件的管脚2.5mm范围内不得布局任何的元器件,如图3-18。

图3-18 弯/公、弯/母压接连接器件布局禁布区

3、直/公、直/母压接连接器压接器件周边1mm不得布局任何的元器件,背面需安装护套时,周边1mm不得布局任何的元器件,没有安装护套时距离压接件管脚2.5mm范围内不得布局任何的元器件,如图3-19所示。

图3-19 直/公、直/母压接连接器布局禁布区

4、常规后焊器件(接插件),同层布局时,器件保证和接插件1.5mm及以上间距,背面布局器件时,保证至少3mm及以上间距要求。插拔器件或板边连接器周围3mm范围内尽量不布置SMD器件,以防止连接器插拔时产生的应力损伤器件,如图3-20所示。

图3-20 拔插器件器件的布局

5、BGA器件:同面器件布局在BGA器件周边5mm以外,在空间拥挤的情况下,同面器件也可布局在3mm以外,如图3-21所示。

图3-21 BGA周边布局范围

6、BGA器件的电源滤波电容背面布局,尽量靠近相应的电源管脚布局,布局在BGA的两相邻焊盘的对称中心上,(部分客户要求:不要盖住BGA的焊盘,避免作X射线检测时照射不到BGA的焊盘),如图3-22所示。

图3-22 BGA背面电容布局

7、BGA器件双面布局,一般情况下, BGA器件不允许布局在背面,当背面有布局BGA器件时,不能在正面BGA器件周围8mm的投影范围内放置BGA器件,图3-23所示。

图3-23 BGA背面区域布局

8、双面布局器件,除非有特需要求,大器件和芯片统一放置到TOP层,背面放置0805、0603、0402的电阻容器件,如图3-24所示。

图3-24 顶底器件的布局

9、小元件(电阻容及Chip类器件)周围不能被高器件包围,要有足够的空间(左右至少3mm),方便拆卸,如图3-25及图3-26所示,高矮器件布局原则,高器件布局在低矮器件的后面,并且沿风阻最小的方向布局,防止风道受阻。

图3-25 器件布局要求示意
图3-26 高器件包围CHIP类器件布局

10、金属壳体器件,不同属性的金属件(如散热片、屏蔽罩)或金属壳体器件不能相碰,确保不与其它器件相碰,确保最小1mm的距离满足安装空间要求,如图3-27所示。

图3-27 器件保持与屏蔽罩间距1mm

11、 推荐器件布局方向为0度,90度,除非特殊情况,请不要45°摆放,如图3-28所示。

图3-28 器件摆放角度

12、器件与器件之间要有可操作的空间(如斜插的内存条),方便拔插等操作,如图3-29。

图3-29 器件和器件的间距操作空间预留

13、有开窗的PCB的布局对有开窗要求的PCB,布局时器件离开窗处确保至少有2mm以上的距离,如图3-30所示。

图3-30 器件与开窗位置的布局间距要求

14、板边5mm内没贴片器件可不加5mm传送边,以节约板材,但是如果有,直接建议客户进行添加工艺辅助边;一般长边做传送边,短边与长边比大于80%时,短边也可做传送边。器件布局不能满足传送边宽度要求(板边5mm禁布)时,应该采用加辅助边的方法。添加辅助边的宽度一般要求:无需拼板的PCB辅助边的宽度为5mm,拼板的PCB辅助边的宽度最小为8mm。如果采用邮票孔的拼版方式,请注意邮票孔的参数设置。

15、交货时,一定检查Mark点的布局,数量是否足够,距离板边距离是否5mm以上如图3-31所示。

图3-31 邮票孔拼版的参数设置

16、考虑整体布局美观、实用。

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