PCB設(shè)計(jì)之電氣（Electrical）規(guī)則設(shè)置

電氣（Electrical）規(guī)則設(shè)置是設(shè)置電路板在布線時(shí)必須遵守的規(guī)則，包括安全距離、開路、短路方面的設(shè)置。這幾個(gè)參數(shù)的設(shè)置會(huì)影響所設(shè)計(jì)PCB的生產(chǎn)成本、設(shè)計(jì)難度及設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)對待。

1．安全距離（間距）規(guī)則設(shè)置

（1）在“Clearance”上單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單中選擇“新規(guī)則...”選項(xiàng)，新建一個(gè)間距規(guī)則，如圖10-10所示。系統(tǒng)將自動(dòng)以當(dāng)前設(shè)計(jì)規(guī)則為準(zhǔn)，生成名為“Clearance_1”的新設(shè)計(jì)規(guī)則，不過可以對規(guī)則進(jìn)行重命名，如圖10-11所示。

（2）對網(wǎng)絡(luò)適配范圍進(jìn)行選擇，Altiumdesigner提供5種范圍。

① Different Nets Only：設(shè)置規(guī)則僅對不同網(wǎng)絡(luò)起作用。

② Same Nets Only：設(shè)置規(guī)則僅對相同網(wǎng)絡(luò)起作用。

③ Any Net：設(shè)置規(guī)則對所有網(wǎng)絡(luò)都起作用。

④ Different Differential Pairs：設(shè)置規(guī)則對不同的差分對起作用。

⑤ Same Differential Pairs：設(shè)置規(guī)則對相同的差分對起作用。

圖10-10規(guī)則的新建

圖10-11規(guī)則設(shè)置界面

（3）在“約束”選項(xiàng)區(qū)域中的“最小間距”文本框里輸入需要設(shè)置的參數(shù)值，這個(gè)參數(shù)值就是需要設(shè)置的間距參數(shù)。

（4）“忽略同一封裝內(nèi)的焊盤間距”指對于封裝本身的間距不計(jì)算到設(shè)計(jì)的規(guī)則當(dāng)中。這是為什么呢？因?yàn)槿鐖D10-12所示，我們創(chuàng)建的封裝因?yàn)?a href="http://wenjunhu.com/tags/pi/" target="_blank">Pitch間距比較小，焊盤和焊盤之間的間距是5.905mil，如果設(shè)計(jì)規(guī)則為6mil的話，按理這個(gè)封裝是不滿足設(shè)計(jì)規(guī)則的，但是因?yàn)榉庋b規(guī)格就是如此，我們就不想這個(gè)封裝自身進(jìn)行報(bào)錯(cuò)提示，這時(shí)可以勾選這個(gè)選項(xiàng)，就不會(huì)再進(jìn)行報(bào)錯(cuò)提示了。

圖10-12忽略元件封裝本身的間距報(bào)錯(cuò)

（5）Altium Designer 19提供“簡單”和“高級”兩種對象與對象的間距設(shè)置，不再像低版本那樣對每一個(gè)對象與對象的間距設(shè)置規(guī)則進(jìn)行疊加。

① 簡單：這個(gè)選項(xiàng)主要是pcb設(shè)計(jì)當(dāng)中最常用規(guī)則之間的對象配對。例如，想設(shè)置Via和Via之間的間距為5mil，只需要在十字交叉處更改自己想用的數(shù)據(jù)即可；又如，想設(shè)置Via和Track之間的間距為6mil，同樣在十字交叉處更改自己想用的數(shù)據(jù)即可，如圖10-13所示?！昂唵巍币?guī)則提供常用的對象規(guī)則，“簡單”規(guī)則對象釋義如表10-1所示。

圖10-13 “簡單”規(guī)則設(shè)置

表10-1 “簡單”規(guī)則對象釋義

② 高級：和“簡單”規(guī)則基本相同，只是增加了更多的對象選擇，如表10-2所示。

表10-2 “高級”規(guī)則對象釋義

（1）個(gè)人經(jīng)驗(yàn)理解是Copper=Polygon+Region+Fill。

（2）板框和電氣對象之間的間距怎么設(shè)置？它是由Region to Object及Board Outline Clearance規(guī)則設(shè)置中最大值決定的。

（3）常用對象推薦間距設(shè)置如表10-3所示。

表10-3常用對象推薦間距設(shè)置

（6）Altium Designer 19也提供類似低版本那樣的多個(gè)間距規(guī)則疊加的方法設(shè)置，通過選擇第一個(gè)適配對象和第二個(gè)適配對象來篩選規(guī)則應(yīng)用對象和范圍。

① Where The First Object Matches：選擇規(guī)則第一個(gè)適配對象。

• All：針對所有對象。
• Net：針對單個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
• Net Class：針對所設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)類。
• Net and Layer：針對網(wǎng)絡(luò)與層。
• Custom Query：自定義適配項(xiàng)。

② Where The Second Object Matches：選擇規(guī)則第二個(gè)適配對象，與第一個(gè)適配對象勾選對象的篩選，即完成規(guī)則定義的范圍。

下面通過幾個(gè)例子來說明。

A．過孔與走線的間距規(guī)則設(shè)置

（a）如圖10-14所示，在“Where The First Object Matches”欄中，單擊“Custom Query”。

圖10-14自定義選擇對象

（b）再單擊“查詢構(gòu)建器......”，在彈出的復(fù)選框中選擇“Object Kind is”。

（c）在彈出的復(fù)選框中選擇對象“Via”，這時(shí)可以看到自定義對象出現(xiàn)一個(gè)代碼“IsVia”。

（d）在“Where The Second Object Matches”欄中，進(jìn)行同樣操作選擇規(guī)則對象“IsTrack”。

（e）在“約束”選項(xiàng)區(qū)域中的“最小間距”文本框里輸入需要設(shè)置的參數(shù)值，如5mil。

后期如果對規(guī)則代碼比較熟悉了，可以在“Custom Query”窗口中直接輸入相關(guān)規(guī)則代碼，在輸入過程中，一般會(huì)提示，直接選擇即可，如圖10-15所示。

圖10-15過孔與走線的間距規(guī)則設(shè)置

B．走線與焊盤的間距規(guī)則設(shè)置

參考上述方法，可以設(shè)置走線與焊盤的間距規(guī)則，如圖10-16所示。

C．銅皮與所有對象的間距規(guī)則設(shè)置

參考上述方法，可以設(shè)置銅皮與所有對象的間距規(guī)則，如圖10-17所示。值得注意的是，對應(yīng)銅皮前綴不再是“Is”而是“In”，在選擇時(shí)注意代碼的變化。

規(guī)則設(shè)置好之后，可以對所創(chuàng)建的規(guī)則進(jìn)行命名，方便對規(guī)則的識別讀取，如圖10-18所示。

2．規(guī)則的使能及優(yōu)先級設(shè)置

?1）規(guī)則的使能設(shè)置

規(guī)則設(shè)計(jì)好之后，需要對規(guī)則進(jìn)行使能，否則設(shè)計(jì)的規(guī)則不會(huì)起作用。具體設(shè)計(jì)當(dāng)中很多網(wǎng)友反饋?zhàn)约好髅髟O(shè)計(jì)好了規(guī)則，但是就是不起作用，一般就是這種問題引起的。如圖10-19所示，勾選“使能”選項(xiàng)以便啟用設(shè)計(jì)的規(guī)則。

2）規(guī)則的優(yōu)先級設(shè)置

如果利用了規(guī)則疊加的方法進(jìn)行規(guī)則設(shè)置，因?yàn)榭紤]到有些對象是包含與被包含的關(guān)系，需要設(shè)置規(guī)則的優(yōu)先級來進(jìn)行適配對象的區(qū)分。比如“All”，這個(gè)代碼是包含“IsTrack”“IsVia”等對象的，假如設(shè)置了“IsTrack-All”的間距為6mil，“All-All”的間距為5mil，這時(shí)必須把“IsTrack-All”間距規(guī)則放在“All-All”的前面，否則系統(tǒng)無法識別。

單擊規(guī)則設(shè)置界面中的“優(yōu)先級”按鈕，進(jìn)入“編輯規(guī)則優(yōu)先級”窗口，如圖10-20所示，可以通過“增加優(yōu)先級”和“降低優(yōu)先級”按鈕來進(jìn)行優(yōu)先級的調(diào)整。優(yōu)先的規(guī)則，其前面的“優(yōu)先級”序號必須更小。

圖10-20 “編輯規(guī)則優(yōu)先級”窗口

3．短路規(guī)則設(shè)置

在電路設(shè)計(jì)中，是不允許出現(xiàn)短路的板卡的，因?yàn)槎搪肪鸵馕吨锌赡芩O(shè)計(jì)的電路板會(huì)報(bào)廢。所以，一般設(shè)計(jì)當(dāng)中，不要去勾選“允許短路”選項(xiàng)，如圖10-21所示。

4．開路規(guī)則設(shè)置

和短路規(guī)則一樣，也不允許開路的存在。對于這個(gè)開路規(guī)則的選項(xiàng)，適配“All”，對所有的選項(xiàng)都不允許開路的存在。勾選“檢查不完全連接”選項(xiàng)，對連接不完善或者說“接觸不良”的線段進(jìn)行開路檢查，如圖10-22所示。