布线规则类型

概览

本文从实际应用出发,概述 Altium Designer 中的布线设计规则类型,重点介绍如何在 PCB 布局过程中定义和应用线宽、布线缩颈和布线拓扑规则。您将了解这些规则如何影响交互式布线、自动布线和设计规则检查(DRC),包括首选线宽、最小线宽和最大线宽、阻抗配置的作用方式、允许的缩颈长度,以及为实现特定布线目标而可指定的不同网络拓扑。如果您希望更清楚地了解布线规则如何指导整块电路板上的铜走线宽度和连接方式,请继续阅读,本文将帮助您更有把握地选择和使用这些选项。

- 了解 Altium Designer 中各类布线规则的适用范围,包括线宽、布线缩颈和布线拓扑。
- 了解这些规则如何影响交互式布线、自动布线,以及在线或批量 DRC 检查。
- 了解用于控制走线宽度、较窄布线段和网络连接拓扑的关键配置选项。
使用 AI 深入了解:

下面介绍 Routing 类别的设计规则。

Routing 类别的设计规则
Routing 类别的设计规则

了解有关 定义、限定作用范围和管理 PCB 设计规则的更多信息。

了解有关交互式布线的更多信息。

宽度

此约束定义在交互式布线和自动布线期间放置在铜(信号)层上的走线宽度,同时还定义在线和批量 DRC 期间允许的宽度。电路板通常会有多条宽度规则,分别针对所有网络(优先级最低的宽度规则)、特定网络以及网络类。 

约束

Constraint Manager – 宽度规则的约束,选择任一宽度列即可访问相应设置。

PCB Rules and Constraints Editor – 宽度规则的约束,在图像上方输入的值适用于所有层。

 

了解有关在交互式布线期间更改宽度的更多信息。

布线缩颈

在高级设置对话框中启用 PCB.Rules.RoutingNeckdown 选项后,此功能才可用。

网络在电路板上布线时,不同位置采用不同宽度是很常见的。例如,进入或离开 BGA 的布线通常需要扇出走线,其宽度小于所应用阻抗配置文件允许的首选布线宽度。 此约束可用于定义此类较窄走线允许的最大总长度,从而确保布线路径仍能满足所需的阻抗要求。

约束

Constraint Manager – 允许的缩颈约束,选择“布线缩颈”列即可访问相应设置。

PCB Rules and Constraints Editor – 允许的缩颈约束,可以为所有层或特定层定义该值。

 

了解有关布线期间自动缩颈的更多信息。

布线拓扑

此约束指定在电路板上进行网络布线时采用的拓扑结构。网络拓扑是引脚间连接的排列方式或模式。默认情况下,每个网络的引脚间连接均按总连接长度Shortest的方式排列。应用此拓扑后,每次移动元件时,都会重新分析并更新拓扑。

为网络应用特定拓扑有多种原因:对于必须尽量减小信号反射的高速设计,可将网络排列为菊花链拓扑;对于地网络,可采用星形拓扑,以确保所有走线都返回到一个公共点。

约束

Constraint Manager – 拓扑约束,默认值为最短。

PCB Rules and Constraints Editor – 拓扑约束,默认值为最短。

 

了解有关网络拓扑的更多信息。

布线优先级

此约束为规则所针对的网络分配布线优先级。自动布线器使用分配的优先级值来衡量设计中各网络的布线重要性,从而确定应先对哪些网络进行布线。

约束

Constraint Manager – 定义自动布线期间目标网络的布线优先级。值越大,优先级越高。请注意,必须在 Constraint Manager 中将此约束添加为高级规则,右键单击 Advanced Rules 标题可添加新的高级规则。

PCB Rules and Constraints Editor – 定义自动布线期间目标网络的布线优先级。值越大,优先级越高。

 

布线层

此约束指定允许使用哪些层进行布线。

约束

Constraint Manager – 启用所需的布线层。

PCB Rules and Constraints Editor – 启用所需的布线层。

 

进一步了解层和层叠。

布线拐角

此约束指定自动布线期间使用的拐角样式。 此约束适用于通过后处理实现 45° 布线的第三方自动布线器。Situs 自动布线器原生支持 45° 布线,因此不遵循此约束。

约束

Constraint Manager – 选择自动布线期间使用的拐角样式。 请注意,必须在 Constraint Manager 中将此约束添加为高级规则,右键单击 Advanced Rules 标题即可添加新的高级规则。

PCB Rules and Constraints Editor – 选择自动布线期间使用的拐角样式。

 

布线过孔样式

此约束指定布线时可使用的过孔样式。您可以在规则约束中为过孔直径和孔径定义具体的最小值、最大值和首选值,也可以使用电路板设计中可用的模板。

布线 Via Style 设计规则定义过孔的 X-Y 属性。Via Type 定义每个过孔在 Z 平面跨越的层,这些层在 Layer Stack Manager 的 Via Types 选项卡中配置。进一步了解定义过孔类型。

约束

Constraint Manager – 定义交互式布线和自动布线期间使用的布线过孔样式。可通过单击 Min/Max Preferred 按钮以数值方式定义,也可以通过选择过孔模板来定义。

Constraint Manager – 定义交互式布线和自动布线期间使用的布线过孔样式。可以用数值定义,也可以通过选择过孔模板来定义(单击 Templates 按钮)。

PCB Rules and Constraints Editor – 定义交互式布线和自动布线期间使用的布线过孔样式。可以用数值定义(选择 Min/Max Preferred),也可以通过选择过孔模板来定义。

PCB Rules and Constraints Editor – 定义交互式布线和自动布线期间使用的布线过孔样式。可以用数值定义,也可以通过选择过孔模板来定义,如图所示。

 

了解有关使用焊盘和过孔的更多信息。

了解有关在布线期间更改过孔的更多信息。

扇出控制

此约束指定扇出选项,用于对设计中连接到信号网络和/或电源平面网络的表面贴装元件焊盘进行扇出。从布线角度来看,扇出通过添加过孔及连接走线,实际上将 SMT 焊盘转换为通孔焊盘。这样可以使信号连接到所有布线层,而不仅仅是顶层或底层,从而大大提高电路板成功布通的概率。对于布线空间非常紧张的高密度设计,这一点尤为重要。

约束

Constraint Manager – 根据器件工艺配置扇出控制。

PCB Rules and Constraints Editor – 根据器件工艺配置扇出控制。

 

了解有关扇出和逃逸布线的更多信息。

引线键合

此约束定义相邻键合线之间的允许距离(Wire To Wire)、 Min Wire Length和 Max Wire Length,以及 Bond Finger Margin,后者是指键合线与其所连接的键合指焊盘边缘之间的距离/边距。 

Constraints

Constraint Manager – 为目标元件配置引线键合要求。 请注意,此约束必须在 Constraint Manager 中作为高级规则添加,右键单击 Advanced Rules 标题即可添加新的高级规则。

PCB Rules and Constraints Editor – 为目标元件配置引线键合要求。

 

了解有关 引线键合的更多信息。

差分对布线

此约束定义差分对中每条网络的布线宽度,以及该差分对中两条网络之间的间距(或间隙)。差分对通常采用特定的线宽和间隙设置进行布线,以实现该网络对所需的差分阻抗。这些设置可以手动定义;如果已在 Layer Stack Manager 中定义差分对阻抗配置,也可以选择一个阻抗配置,自动定义首选线宽和间隙设置。

约束

Constraint Manager – 定义差分对布线的属性,或选择阻抗配置(在 Layer Stack Manager 中定义)。请注意,差分对间隙 (0.12446mm) 小于 All Nets 间距 (0.2mm)。为避免间距违规,已将 All Differential Pairs 间距设置为与差分对间隙 (0.12446mm) 相同的值。

PCB Rules and Constraints Editor – 定义差分对布线的属性,或选择阻抗配置(在 Layer Stack Manager 中定义)。请注意,首选差分对间隙为 0.127mm。

PCB Rules and Constraints Editor – 对于此电路板,All Net 间距为 0.2mm,大于差分对间隙 (0.12446mm)。这将导致差分对中两条网络之间出现间距违规。

PCB Rules and Constraints Editor – 为避免差分对中两条网络之间出现间距违规,添加了第二个间距约束,针对 Same Differential Pair 中的网络,将间距指定为与差分对间隙相同的值。仅当差分对间隙小于常规网络间距时,才需要这样设置。

 

了解有关差分对布线的更多信息

了解有关受控阻抗布线的更多信息

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