PCB Designer Rules 即用来约束PCB走线或布局的规则条例。通常有如,PCB板厂所提供给你的最小线宽线距参数、最小字符宽高度、最小VIA&PAD内外径参数等,需要设计遵守的,否则会导致产品生产困难(乃至无法生产)或不良率的增加;约束条款即称为PCB Designer Rules;对于一个设计完的PCB,我们常常需要进行DRC规则检查,确保板子的电器连接及制作工艺在设定规则的范围内,确保电路板不出现不必要错误。在使用Altium Designer 22设计完成后的PCB项目文件,根据设计前设置好的规则会进行DRC规则检查,然后软件会出现提示一些警告、错误等问题,针对可能出现的一些常规的规则问题我们做以下规则的解析。
1. Clearance Constraint (Gap=10mil) (All),(All)
间隙约束,也就是约束PCB中的电气间距,比如阻容各类元件的焊盘间距小于规则中的设定值,即报警。
规则设置如下图:
如上图的表中,可以分别设置走线(Track)、贴片焊盘(SMD Pad)、通孔焊盘(TH Pad)、过孔(Via)、覆铜(Copper)、丝印字符(Text)、孔(Hole),这些两两之间的间距都可以设置约束值。
2. Short-Circuit Constraint (Allowed=No) (All),(All)
短路约束,即禁止不同网络的电气相接触。
设置如下图示:
3. Un-Routed Net Constraint ( (All) )
未布线的网络,即没有连线的网络或者断开的某条线。
设置图示:
4. Modified Polygon (Allow modified: No), (Allow shelved: No)
多边形覆铜调整未更新。这项检查是放置在电源分割、模拟地数字地分割时候,调整了分割范围、边框外形而未更新覆铜。
这个错误还是比较明显能够肉眼察觉,出现此错误时,执行菜单Tools->Polygon Pours->Repour Selected,对已选择的错误覆铜执行重新覆铜,或者选择Repour All对整个PCB的覆铜区域全部重新覆铜:
5. Width Constraint (Min=6mil) (Max=100mil) (Preferred=6mil) (All)
布线线宽约束。
规则设置如下:
6. Hole Size Constraint (Min=11.811mil) (Max=196.85mil) (All)
孔大小约束。这个参数主要是影响到PCB制板厂对钻孔工艺,对于设置太小或者太大的孔,制板厂未必会有这么细的钻头或者这么精准的工艺,同时也未必有太大的钻头。
规则设置如下图:
7. Hole To Hole Clearance (Gap=10mil) (All),(All)
孔到孔之间的间距约束规则。
有时候元器件的封装有固定孔,而与另一层的元件的固定孔距离太近,从而报错。
如下图中,TF卡座的定位孔与背面的贴片按键固定孔距离太近,出现违反规则的警告:
8. Minimum Solder Mask Sliver (Gap=10mil) (All),(All)
最小阻焊间隙。
一般的在焊盘周围都会包裹着阻焊层,组焊层存在的目的是生成工艺中,阻焊油、绿油的开窗范围。如下图中的D1两个焊盘,周围的紫色外框就是阻焊层,而与下边一个焊盘的组焊层距离小于9mil,而报警。
规则设置如下图:
9. Silk To Solder Mask (Clearance=5mil) (IsPad),(All)
丝印到阻焊距离。
如下图,丝印时一条在Top overlay的导线(制板后,该丝印是在PCB板表面的,一般白色),与阻焊层距离太近。
设置如下图、默认为5mil
10. Silk to Silk (Clearance=5mil) (All),(All)
丝印与丝印间距。
设置如下:
11. Net Antennae (Tolerance=0mil) (All)
网络天线。
这个规则的是指某些网络如果走线走到一半,并且走线长度超过设定值,而没有另一头接应,就形成天线效应。
如下图中的R6电阻的Pin2管脚,多出一根线而未走完或者本该不再走线,这样就致使天线效应的警报。
天线效应规则约束,可以设定走线长度阈值,并且超过此阈值则认为存在天线效应风险而产生警告:
总结
在PCB Designer工作中,只有对Rules正确的设置,才能保证PCB Designer的可制造性(即DFM)、Designer Rules Check的准确性;当然也有很多时候是因为Designer Rules设置不正确导致EQ修正困难或无法修正被要求重新Designer,特别是在impedance或differential控制的时候。整体而言,即所有的规则检查都是基于设计规则的,而非规则检查可以通过即认定无问题。正确的规则设置是对设计文件的负责,另外结构的适配也可通过规则来进行限制。如上所述就是PCB设计的常规设计规则检查;设计规则检查(DRC)是一项强大的自动功能,它可以检查设计逻辑和物理的完整性。检查是针对任何或所有启用的设计规则,并且可以在设计时在线检查,并以批量的方式检查,这样结果会列在消息面板中,并生成一个报告文件。