PCB布線(xiàn)约束

2020-07-08

设置用(yòng)于印刷電(diàn)路板布線(xiàn)的规则和约束不应被视為(wèi)对我们工作的负面影响。这可(kě)能(néng)会花(huā)费一些时间，需要进行研究和手动输入，但是设置这些约束并按照规则进行電(diàn)路板布線(xiàn)可(kě)以使您的设计免于陷入灾难。我们将研究PCB布線(xiàn)约束很(hěn)重要的一些原因，然后说明如何使用(yòng)它们可(kě)以為(wèi)您的下一个设计增加很(hěn)多(duō)价值。

在PCB布線(xiàn)中不使用(yòng)规则和约束的问题

出于多(duō)种原因，PCB设计中使用(yòng)了约束和规则。它们将帮助您组织设计并在原理(lǐ)图和布局之间传达重要信息。但是，它们主要是用(yòng)来防止制造问题并确保電(diàn)路板的電(diàn)气性能(néng)。以下是约束旨在解决的一些问题：

彼此放置太近或方向不正确的组件可(kě)能(néng)难以正确组装或焊接。此外，自动插入机械可(kě)能(néng)无法根据需要放置零件，并且进行手动组装的技术人员可(kě)能(néng)无法将其工具和焊料填充到狭窄的區(qū)域。这些零件之间的距离越近，潜在的附带损坏的可(kě)能(néng)性就越大，因為(wèi)热烙铁或其他(tā)工具会冲击附近的组件。

電(diàn)路板上的金属太靠近其他(tā)金属物(wù)體(tǐ)也可(kě)能(néng)在制造过程中引起问题。可(kě)能(néng)会形成焊锡条，导致断续的短路，很(hěn)难找到和纠正。焊料还可(kě)能(néng)在走線(xiàn)或焊盘之间桥接，从而导致直接短路。如果没有(yǒu)正确的散热措施，则连接到大面积金属的零件（例如连接到接地平面的小(xiǎo)型表面安装旁路電(diàn)容器）可(kě)能(néng)无法正确焊接。

電(diàn)气性能(néng)：

用(yòng)于传导功率的走線(xiàn)不够宽，可(kě)能(néng)不足以承载電(diàn)流。一些走線(xiàn)还必须具有(yǒu)精确的宽度以控制其阻抗。其他(tā)走線(xiàn)需要路由到特定長(cháng)度或匹配类似网络的長(cháng)度。差分(fēn)对必须完美并排布線(xiàn)。尽管如此，可(kě)能(néng)还需要以特定的模式或“拓扑”来路由其他(tā)迹線(xiàn)。所有(yǒu)迹線(xiàn)并排，上方或下方与其他(tā)迹線(xiàn)之间可(kě)能(néng)有(yǒu)间距要求，也可(kě)能(néng)没有(yǒu)间距要求。

过去，您可(kě)以进行PCB设计，然后将其放入自动布線(xiàn)器中，最后得到一块可(kě)以完美工作的完全布線(xiàn)板。这已不再是这种情况。如果没有(yǒu)适当注意走線(xiàn)布線(xiàn)的宽度，间距，長(cháng)度和拓扑结构，最终可(kě)能(néng)会出现过多(duō)的信号完整性问题。这些影响范围包括串扰，反射，地面反弹和電(diàn)磁干扰。

使用(yòng)PCB设计规则和约束不再是奢侈的事情；满足设计的各种制造和電(diàn)气性能(néng)要求是必需的。因此，下一个问题是，可(kě)以使用(yòng)哪些设计工具中的约束 

您可(kě)以為(wèi)布線(xiàn)PCB设计设置许多(duō)不同的规则和约束，我们将在此处列出其中一些示例。我们将从对组件的一些非路由约束开始，因為(wèi)即使这些约束最终也会对您的路由产生影响。

组件：可(kě)以為(wèi)组件设置的约束包括与其他(tā)零件的间隙，或对象和電(diàn)路板轮廓特征（例如切口）。这些零件许可(kě)可(kě)以是单个零件，也可(kě)以是零件组（类）。您还可(kě)以设置约束，以限制部件可(kě)以放置在板的哪一侧，或者由于高度或性能(néng)原因而限制将其放置在特定區(qū)域中。

迹線(xiàn)宽度：对于设计中的大多(duō)数网络，特定网络或网络类别，可(kě)以将迹線(xiàn)的宽度设置為(wèi)默认值。这些约束可(kě)以附加到受控的阻抗布線(xiàn)宽度，差分(fēn)对宽度或其他(tā)敏感网络（例如时钟線(xiàn)）上。在某些情况下，可(kě)能(néng)需要减小(xiǎo)迹線(xiàn)的宽度以进行紧凑的區(qū)域布線(xiàn)，这称為(wèi)迹線(xiàn)颈缩。您可(kě)能(néng)还需要以超大宽度布線(xiàn)，以满足功率要求，或者经常更改宽度以用(yòng)于RF设计。

迹線(xiàn)间隙：可(kě)以设置这些约束来控制迹線(xiàn)到迹線(xiàn)，迹線(xiàn)到焊盘，迹線(xiàn)到通孔，迹線(xiàn)到其他(tā)金属以及迹線(xiàn)到其他(tā)特征（例如钻头）的间隙。孔或板边缘。根据设计要求，还可(kě)能(néng)為(wèi)電(diàn)路板的特定區(qū)域或层设置其他(tā)间隙规则。

走線(xiàn)布線(xiàn)：除了基本的宽度和间隙设置外，您可(kě)能(néng)还需要更好地控制走線(xiàn)的布線(xiàn)方式。这可(kě)以包括一条迹線(xiàn)的最小(xiǎo)和最大長(cháng)度，或者使用(yòng)蛇形布線(xiàn)将一条迹線(xiàn)的長(cháng)度与其他(tā)迹線(xiàn)的長(cháng)度匹配。您可(kě)能(néng)还需要在跟踪上放置拓扑约束，以确保它遵循特定的模式，例如“ T拓扑”或“飞越拓扑”，这两种模式都用(yòng)于DDR内存路由模式。

过孔：具有(yǒu)约束，您可(kě)以指定过孔的类型  。这些将包括通孔，盲孔，埋孔和微孔。您还可(kě)以指定这些通孔的结构，例如盲孔和埋孔的层间距。您将可(kě)以控制板上组件和其他(tā)对象的通孔间隙。

平面：通过约束，您可(kě)以控制如何将電(diàn)源平面和接地平面连接到带有(yǒu)散热装置的走線(xiàn)和组件。您可(kě)以指定平面中允许的最小(xiǎo)金属宽度量，以及该金属宽度是由实心图案还是剖面線(xiàn)图案组成。与其他(tā)约束一样，您可(kě)以控制平面与走線(xiàn)，过孔和其他(tā)電(diàn)路板对象的间隙。