设计规则是否合理将直接影响布线的质量和成功率 第13章 PCB的设计规则 设计规则是否合理将直接影响布线的质量和成功率

第13章 PCB的设计规则 13.1 电气相关的设计规则 13.2 布线相关的设计规则 13.3 SMD布线相关的设计规则 13.1 电气相关的设计规则 13.2 布线相关的设计规则 13.3 SMD布线相关的设计规则 13.4 焊盘收缩量相关的设计规则 13.5 内层相关的设计规则 13.6 测试点相关的设计规则 13.7 电路板制造相关的设计规则 13.8 高频电路设计相关的规则 13.9 元件布置相关规则 13. 10 信号完整性分析相关的设计规则

第13章 PCB的设计规则 命令【Design】/【Rules…】

第13章 PCB的设计规则 PCB编辑器将设计规则分成10大类我们将对经常用到的设计规则做较详细介绍

13.1 电气相关的设计规则 “Electrical（电气）”设计规则设置在电路板布线过程中所遵循的电气方面的规则，包括4个方面

13.1.1 安全间距设计规则 Clearance——安全间距设计规则用于设定在PCB的设计中导线、导孔、焊盘、矩形敷铜填充等组件相互之间的安全距离。 具体步骤如下： （1）在 “Clearance”上右击，弹出修改规则命令菜单

13.1.1 安全间距设计规则 （2）选择“建立新规则”命令，则系统自动在“Clearance”的上面增加一个名称为“Clearance_1”的新规则

13.1.1 安全间距设计规则 （3）在Where The First Object Matches单元中单击网络（Net），在Full Query单元里出现InNet（）。单击“All”右侧的下拉菜单，从网络表中选择VCC。此时，Full Query单元会更新为InNet（'VCC'）；按照同样的操作在Where The Second Object Matches单元中设置网络“GND”；将光标移到Constraints单元，将“Minimum Clearance”改为20mil

13.1.1 安全间距设计规则

13.1.1 安全间距设计规则 （4）此时在PCB的设计中同时有两个电气安全距离规则，因此必须设置它们之间的优先权。单击优先权设置“Priorities”按钮

13.1.2 短路许可设计规则 Short-Circuit——短路许可设计规则设定电路板上的导线是否允许短路。在“Constraints”单元中，勾选“Allow Short Circuit”复选框，允许短路；默认设置为不允许短路

13.1.3 网络布线检查设计规则 Un-Routed Net——网络布线检查设计规则用于检查指定范围内的网络是否布线成功，如果网络中有布线不成功的，该网络上已经布的导线将保留，没有成功布线的将保持飞线。

13.1.4 元件引脚连接检查设计规则 Un-Connected Pin——元件引脚连接检查设计规则用于检查指定范围内的元件封装的引脚是否连接成功。

13.2 布线相关的设计规则 此类规则主要是与布线参数设置有关的规则。共分为8类

13.2.1 设置导线宽度 Width——设置导线宽度设计规则用于布线时的导线宽度设定。

13.2.2 设置布线方式 Routing Topology——设置布线方式设计规则用于定义引脚到引脚之间的布线规则。此规则含7种方式。

13.2.2 设置布线方式 （1）Shortest——连线最短（默认）方式是系统默认使用的拓扑规则。它的含义是生成一组飞线能够连通网络上的所有节点，并且使连线最短。

13.2.2 设置布线方式 （2）Horizontal——水平方向连线最短方式。它的含义是生成一组飞线能够连通网络上的所有节点，并且使连线在水平方向最短。

13.2.2 设置布线方式 （3）Vertical——垂直方向连线最短方式。它的含义是生成一组飞线能够连通网络上的所有节点，并且使连线在垂直方向最短。

13.2.2 设置布线方式 （4）Daisy-Simple——任意起点连线最短方式。该方式需要指定起点和终点，其含义是在起点和终点之间连通网络上的各个节点，并且使连线最短

13.2.2 设置布线方式 （5）Daisy-Mid Driven——中心起点连线最短方式。其含义是以起点为中心向两边的终点连通网络上的各个节点，起点两边的中间节点数目不一定要相同，但要使连线最短

13.2.2 设置布线方式 （6）Daisy-Balanced——平衡连线最短方式，其含义是将中间节点数平均分配成组，所有的组都连接在同一个起点上，起点间用串联的方法连接，并且使连线最短

13.2.2 设置布线方式 （7）Starburst——中心放射连线最短方式，该方式是指网络中的每个节点都直接和起点相连接。

13.2.3 设置布线次序 Routing Priority ——设置布线次序规则用于设置布线的优先次序。设置布线次序规则的添加、删除和规则使用范围的设置等操作方法与前述相似。 在“布线的优先次序”栏里指定其布线的优先次序，其设定值范围是从0到100，0的优先次序最低，100最高。

13.2.4 设置布线板层 Routing Layers——设置布线板层规则用于设置布线板层。布线层规则的添加、删除和规则的使用范围的设置等操作方法与前述布线层设置相同。

13.2.5 设置导线转角方式 Routing Corners——设置导线转角方式规则用于设置导线的转角方式。

13.2.5 设置导线转角方式 系统提供3种转角形式，其他形式是45 Degree（45°转角）和90 Degree（90°转角）

13.2.6 设置导孔规格 Routing Via Style——设置导孔规格规则用于设置布线中导孔的尺寸。

13.2.7 扇出控制布线设置 Fanout Control——扇出控制布线设置规则，主要用于“球栅阵列”、“无引线芯片座”等4类的特殊器件布线控制。

13.2.8 差分对布线设置 Differential Pairs Routing——差分对布线设置规则，主要用于设置一组差分对约束的各种规则。

13.3 SMD布线相关的设计规则 （1）SMD To Corner——表贴式焊盘引线长度规则，用于设置SMD元件焊盘与导线拐角之间的最小距离。表贴式焊盘的引出导线一般都是引出一段长度后才开始拐弯，这样就不会出现和相邻焊盘太近的情况。 （2）SMD To Plane——表贴式焊盘与内地层的连接间距规则，用于设置SMD与内层（Plane）的焊盘或导孔之间的距离。表贴式焊盘与内地层的连接只能用过孔来实现，该设置指出要离焊盘中心多远才能使用过孔与内地层连接。默认值为“0mil”。 （3）SMD Neck-Down——表贴式焊盘引出导线宽度规则，用于设置SMD引出导线宽度与SMD元件焊盘宽度之间的比值关系。默认值为50%。

13.3 SMD布线相关的设计规则 图13-27 SMD布线相关的设计规则的分类 图13-28 表贴式焊盘引线长度设置

13.4 焊盘收缩量相关的设计规则 此类规则用于设置焊盘周围的收缩量，共有两种

13.4.1 焊盘的收缩量 Solder Mask Expansion——焊盘的收缩量规则，用于设置防焊层中焊盘的收缩量，或者说是阻焊层中的焊盘孔比焊盘要大多少。

13.4.2 SMD焊盘的收缩量 Paste Mask Expansion——焊盘的收缩量规则，用于设置SMD焊盘的收缩量，该收缩量是SMD焊盘与钢模板（锡膏板）焊盘孔之间的距离。

13.5 内层相关的设计规则 此类规则用于设置电源层和敷铜层的布线规则，共有3个种类

13.5.1 电源层的连接方式 Power Plane Connect Style——电源层的连接方式规则，用于设置过孔或焊盘与电源层连接的方法。

13.5.1 电源层的连接方式 电源层与过孔或焊盘的连接方式有3种。单击连接方式的下拉按钮，弹出菜单，有3种方法供选择

13.5.2 电源层的安全间距 Power Plane Clearance——电源层的安全间距规则，用于设置电源板层与穿过它的焊盘或过孔间的安全距离。

13.5.3 敷铜层的连接方式 Polygon Connect Style——敷铜层的连接方式规则，用于设置敷铜与焊盘之间的连接方法。

13.6 测试点相关的设计规则 此类规则用于设置测试点的形状大小及其使用方法

13.6.1 测试点规格 Testpoint Style——测试点规格规则，用于设置测试点的形状和大小。

13.6.2 测试点用法 Testpoint Usage——测试点用法规则用于设置测试点的用法。

13.7 电路板制造相关的设计规则 此类规则主要设置与电路板制造有关的设置规则，共有3个种类

13.7.1 设置最小环宽 Minimum Annular Ring——设置最小环宽规则用于设置最小环宽，即焊盘或导孔与其通孔之间的直径之差。

13.7.2 设置最小夹角 Minimum Angle——设置最小夹角规则用于设置具有电气特性的导线与导线之间的最小夹角。

13.7.3 设置最小孔径 Hole Size——设置最小孔径规则用于孔径尺寸设置。

13.7.4 板层对许可 Layer Pairs——板层对许可规则用于设置是否允许使用板层对。

13.8 高频电路设计相关的规则 此规则用于设置与高频电路设计有关的规则，共分为6种

13.8.1 导线长度和间距 Parallel Segment——导线长度和间距规则用于设置并行导线的长度和距离。

13.8.2 网络长度 Length——网络长度规则用于设置网络的长度。

13.8.3 匹配网络长度 Matched Net Lengths——匹配网络长度规则用于设置网络等长走线。

13.8.4 支线长度 Daisy Chain Stub Length——支线长度规则用于设置用菊花链走线时支线的最大长度。

13.8.5 SMD焊盘过孔许可 Vias Under SMD——SMD焊盘过孔许可规则用于设置是否允许在SMD焊盘下放置导孔。

13.8.6 导孔数限制 Maximum Via Count——导孔数限制规则。

13.9 元件布置相关规则 此规则与元器件的布置有关，共有6种

13.9.1 元件盒 Room Definition——元件盒规则用于定义元件盒的尺寸及其所在的板层。

13.9.1 元件盒 （1）用鼠标定义元件盒的大小。单击 按钮后，光标变成十字状并激活PCB编辑区，可用鼠标确定元件盒的大小； 13.9.1 元件盒 （1）用鼠标定义元件盒的大小。单击 按钮后，光标变成十字状并激活PCB编辑区，可用鼠标确定元件盒的大小； （2）元件盒所在的板层和元件所在区域栏均有下拉菜单

13.9.2 元件间距 Component Clearance——元件间距规则用于设置元件封装间的最小距离。

13.9.3 元件的方向 Component Orientations——元件的方向规则用于设置元件封装的放置方向。

13.9.4 元件的板层 Permitted Layers——元件的板层规则用于设置自动布局时元件封装的放置板层。

13.9.5 网络的忽略 Nets to Ignore——网络的忽略规则用于设置自动布局时忽略的网络。

13.9.6 元件的高度 Height——元件的高度规则用于设置布局的元件高度。

13. 10 信号完整性分析相关的设计规则 此规则用于信号完整性分析规则设置，共分为13种

13. 10 信号完整性分析相关的设计规则 （1）激励信号——Signal Stimulus规则用于设置电路分析的激励信号。 13. 10 信号完整性分析相关的设计规则 （1）激励信号——Signal Stimulus规则用于设置电路分析的激励信号。 （2）下降沿超调量——Overshoot-Falling Edge规则用于设置信号下降沿超调量。 （3）上升沿超调量——Overshoot-Rising Edge规则用于设置信号上升沿超调量。 （4）下降沿欠调电压——Undershoot-Falling Edge规则用于设置信号下降沿欠调电压的最大值。 （5）上升沿欠调电压——Undershoot-Rising Edge规则用于设置信号上升沿欠调电压的最大值。 （6）阻抗——Impedance规则用于设置电路的最大阻抗和最小阻抗。

13. 10 信号完整性分析相关的设计规则 （7）高电平阈值电压——Signal Top Value规则用于设置高电平信号最小电压。 13. 10 信号完整性分析相关的设计规则 （7）高电平阈值电压——Signal Top Value规则用于设置高电平信号最小电压。 （8）低电平阈值电压——Signal Base Value规则用于设置信号电压基值。 （9）上升沿延迟时间——Flight Time-Rising Edge规则用于设置信号上升沿延迟时间。 （10）下降沿延迟时间——Flight Time-Falling Edge规则用于设置信号下降沿延迟时间。 （11）上升延迟时间——Slope-Rising Edge规则用于设置信号从阈值电压上升到高电平的最大延迟时间。

13. 10 信号完整性分析相关的设计规则 （12）下降延迟时间——Slope-Falling Edge规则用于设置信号下降沿从阈值电压下降到低电平的最大延迟时间。 （13）网络电源——Supply Nets规则用于设置电路板中网络的电压值。

习 题 1．简述PCB设计规则项目和含义。 2．练习电气对象之间允许距离设计规则的设置。