ECSS-Q-ST-70-12C -2025 印制电路板设计规则

墨华枫

一、标准概况
ECSS-Q-ST-70-12C Rev.1（2025年4月30日） 是欧洲空间标准化合作组织发布的航天印制电路板设计规则标准，由ESA-ESTEC要求与标准部出版，替代了2014年7月14日发布的旧版。本次修订的主要变化是引入了HDI PCB技术相关的要求，所有变更均通过修订标记标注。

本标准的适用范围极为广泛，涵盖顺序层压PCB、刚性PCB、柔性PCB、HDI PCB和RF PCB等所有类型，还可适用于采用增减材制造工艺、兼具机械与电气功能的其他产品（如滑环、汇流条）。

二、材料选择与PCB叠层设计
2.1 基材选择
基材材料的选择需综合考虑多个物理特性，包括玻璃化转变温度、杨氏模量、介电常数、CTE和吸湿性等。聚酰亚胺和环氧树脂是最常用的材料，聚酰亚胺在热循环和组装方面更具优势，但比环氧树脂更易吸湿。标准要求PCB成品应符合ECSS-Q-ST-70-02第5.5.3条或项目特定的放气要求，具体指标为CVCM＜0.1%，RML＜1.0%。

2.2 铜箔与铜层设计
基础铜厚度只能选用70μm、35μm或17μm。铜箔质量方面，铜覆板应使用HTE级铜，铜箔应使用JTC或HTE级铜。铜层分布应尽可能均匀，建议通过添加虚拟非功能铜来实现平衡，这对于70μm等厚铜层的局部平面尤为重要。信号走线不得布设在铜平面层上。当总铜设计厚度超过700μm时，必须在PCB定义文件中记录为Review Item。

2.3 介质层厚度
两条关键要求：

两个铜层之间至少使用两张半固化片作为绝缘层；

玻璃增强层压板中至少使用两层玻璃布。

若使用单层玻璃布增强，必须在PCB定义文件中记录为Review Item。Z方向绝缘距离应符合Table 13-7的要求，最小间距为100μm。

三、关键物理与电气设计参数
3.1 载流能力与温度控制
标准基于IPC-2152建立了载流能力计算模型。

温度控制要求：

强制要求：走线相对于介质基板的温升≤10℃，走线本体温度≤95℃；

推荐要求：温升≤5℃，温度≤85℃。

电流降额：

外层走线的载流能力降低10%；

厚度在1.5mm至1.8mm之间的PCB，走线温升增加20%；

连接到铜平面的过孔，载流能力可提高5倍；

短于2mm的连接铜平面走线，载流能力也可提高5倍。

对于功率分配，应使用≥35μm的铜厚度，低于35μm的薄铜不适用于功率分配。

3.2 绝缘电阻与介电强度
层内绝缘电阻：＞10¹⁰Ω

层间绝缘电阻：＞10¹¹Ω

介电强度：层内和层间均需达到1000Vrms/mm

3.3 线宽和间距
外层刚性PCB的制造后线宽和间距应符合Table 7-4的规定，设计值建议符合Table 13-7的规定。若设计值小于推荐值，需满足更严的制造公差、满足制造后尺寸要求，并在PCB定义文件中记录为Review Item。

推荐做法：

不应在外层走线；

若必须在外层走线，不应将走线布设在元器件下方。

3.4 布局分区与高速信号
分区管理：
PCB布局应采用分区管理，将不同功能模块（低速/静态链路、模拟链路、电源线、高速串行数字链路、RF信号等）物理上相互隔离。低速电路应与高速数字电路分开，高速信号不应穿越低速区域，以防止串扰。

接地平面：

高速数字应用必须使用接地平面；

所有数字应用应使用接地平面；

高速信号必须布设在连续平面（如Vcc或GND）之上；

应最小化高速信号的回路面积。

3.5 元器件与导体间距
间距类型        最小允许值        推荐值
走线距PCB边缘        0.7mm        —
走线距机械部件        1.0mm        2.0mm
走线距非镀覆通孔        0.4mm        —
导电表面距PCB边缘        0.25mm        —
螺钉孔边缘距PCB边缘        1.0mm        1.5mm
PCB边缘无元器件区域宽度        ≥5mm        —
这些间距要求均为制造后尺寸，设计时需要预留制造公差。

元器件间距（B1）：两元器件之间的间距要求为＞0mm（前提是采取预防措施防止振动损坏），推荐值为0.6mm。

四、PCB厚度与外层叠层对称性
4.1 厚度控制
标准对PCB总厚度虽未设定绝对硬性上限，但在引入Molybdenum或CIC等特殊层时，需包含在叠层设计记录为Review Item中。对于HDI PCB，核心板铜层数量须符合第7.3.4条要求。

4.2 对称性要求
层压板的双侧铜覆层厚度应相等（外层或半叠层除外），不对称叠层必须在PCB定义文件中记录为Review Item。原因在于不对称铜层分布会导致压合受力不均，引发填充空洞、裂纹或玻璃布挤压。

4.3 外层走线的限制性设计
ECSS航天标准对外层走线持严格限制态度——不应（should not） 在外层走线，若必须走线则不应（should not） 布设在元器件下方。其设计理念是将高速信号完全收纳于内层，利用完整参考平面进行屏蔽，仅在必要连接点处通过过孔引出。

五、柔性PCB特殊设计要求
柔性部分静态弯曲半径应≥12倍柔性板总厚度（针对50μm层压板+35μm双面铜+覆盖层配置），其他配置需通过供方资格认证；

弯曲不应设计在端子区域及其额外2mm范围内；

雕塑型柔性电路：单张铜箔构建，初始厚度为250μm或300μm，覆盖层厚度25μm（不含胶），丙烯酸粘合剂厚度50μm或75μm。

六、HDI PCB与2025版新增内容
2025年4月版的主要技术变化集中于HDI PCB技术的实施：

规定了微通孔层的最大数量（聚酰亚胺类最多2层微通孔层，高速类最多3.5层）；

微通孔层的铜厚度允许例外使用≥12μm（内层不包含微通孔时），这比传统17μm最小厚度更为灵活；

在AAD元件扇出区域，差分对内层线宽和间距可临时减小，但电流≤50mA且电压≤10V，超出元件占用区域后需恢复正常值，同时±20%的标准公差收紧至-10%/+20%。

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小李老师

这个必须学习一下

叶太平

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