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技術(shù)專題
PCB布線約束
設(shè)置用于印刷電路板布線的規(guī)則和約束不應(yīng)被視為對(duì)我們工作的負(fù)面影響。這可能會(huì)花費(fèi)一些時(shí)間，需要進(jìn)行研究和手動(dòng)輸入，但是設(shè)置這些約束并按照規(guī)則進(jìn)行電路板布線可以使您的設(shè)計(jì)免于陷入災(zāi)難。我們將研究PCB布線約束很重要的一些原因，然后說明如何使用它們可以為您的下一個(gè)設(shè)計(jì)增加很多價(jià)值。
在PCB布線中不使用規(guī)則和約束的問題
出于多種原因，PCB設(shè)計(jì)中使用了約束和規(guī)則。它們將幫助您組織設(shè)計(jì)并在原理圖和布局之間傳達(dá)重要信息。但是，它們主要是用來防止制造問題并確保電路板的電氣性能。以下是約束旨在解決的一些問題：
彼此放置太近或方向不正確的組件可能難以正確組裝或焊接。此外，自動(dòng)插入機(jī)械可能無法根據(jù)需要放置零件，并且進(jìn)行手動(dòng)組裝的技術(shù)人員可能無法將其工具和焊料填充到狹窄的區(qū)域。這些零件之間的距離越近，潛在的附帶損壞的可能性就越大，因?yàn)闊崂予F或其他工具會(huì)沖擊附近的組件。
電路板上的金屬太靠近其他金屬物體也可能在制造過程中引起問題。可能會(huì)形成焊錫條，導(dǎo)致斷續(xù)的短路，很難找到和糾正。焊料還可能在走線或焊盤之間橋接，從而導(dǎo)致直接短路。如果沒有正確的散熱措施，則連接到大面積金屬的零件（例如連接到接地平面的小型表面安裝旁路電容器）可能無法正確焊接。
電氣性能：
用于傳導(dǎo)功率的走線不夠?qū)挘赡懿蛔阋猿休d電流。一些走線還必須具有精確的寬度以控制其阻抗。其他走線需要路由到特定長(zhǎng)度或匹配類似網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度。差分對(duì)必須完美并排布線。盡管如此，可能還需要以特定的模式或“拓?fù)?/span>”來路由其他跡線。所有跡線并排，上方或下方與其他跡線之間可能有間距要求，也可能沒有間距要求。
過去，您可以進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)，然后將其放入自動(dòng)布線器中，最后得到一塊可以完美工作的完全布線板。這已不再是這種情況。如果沒有適當(dāng)注意走線布線的寬度，間距，長(zhǎng)度和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最終可能會(huì)出現(xiàn)過多的信號(hào)完整性問題。這些影響范圍包括串?dāng)_，反射，地面反彈和電磁干擾。
使用PCB設(shè)計(jì)規(guī)則和約束不再是奢侈的事情；滿足設(shè)計(jì)的各種制造和電氣性能要求是必需的。因此，下一個(gè)問題是，可以使用哪些設(shè)計(jì)工具中的約束
您可以為布線PCB設(shè)計(jì)設(shè)置許多不同的規(guī)則和約束，我們將在此處列出其中一些示例。我們將從對(duì)組件的一些非路由約束開始，因?yàn)榧词惯@些約束最終也會(huì)對(duì)您的路由產(chǎn)生影響。
組件：可以為組件設(shè)置的約束包括與其他零件的間隙，或?qū)ο蠛碗娐钒遢喞卣鳎ɡ缜锌冢＿@些零件許可可以是單個(gè)零件，也可以是零件組（類）。您還可以設(shè)置約束，以限制部件可以放置在板的哪一側(cè)，或者由于高度或性能原因而限制將其放置在特定區(qū)域中。
跡線寬度：對(duì)于設(shè)計(jì)中的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)，特定網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)類別，可以將跡線的寬度設(shè)置為默認(rèn)值。這些約束可以附加到受控的阻抗布線寬度，差分對(duì)寬度或其他敏感網(wǎng)絡(luò)（例如時(shí)鐘線）上。在某些情況下，可能需要減小跡線的寬度以進(jìn)行緊湊的區(qū)域布線，這稱為跡線頸縮。您可能還需要以超大寬度布線，以滿足功率要求，或者經(jīng)常更改寬度以用于RF設(shè)計(jì)。
跡線間隙：可以設(shè)置這些約束來控制跡線到跡線，跡線到焊盤，跡線到通孔，跡線到其他金屬以及跡線到其他特征（例如鉆頭）的間隙。孔或板邊緣。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，還可能為電路板的特定區(qū)域或?qū)釉O(shè)置其他間隙規(guī)則。
走線布線：除了基本的寬度和間隙設(shè)置外，您可能還需要更好地控制走線的布線方式。這可以包括一條跡線的最小和最大長(zhǎng)度，或者使用蛇形布線將一條跡線的長(zhǎng)度與其他跡線的長(zhǎng)度匹配。您可能還需要在跟蹤上放置拓?fù)浼s束，以確保它遵循特定的模式，例如“ T拓?fù)?/span>”或“飛越拓?fù)?/span>”，這兩種模式都用于DDR內(nèi)存路由模式。
過孔：具有約束，您可以指定過孔的類型 。這些將包括通孔，盲孔，埋孔和微孔。您還可以指定這些通孔的結(jié)構(gòu)，例如盲孔和埋孔的層間距。您將可以控制板上組件和其他對(duì)象的通孔間隙。
平面：通過約束，您可以控制如何將電源平面和接地平面連接到帶有散熱裝置的走線和組件。您可以指定平面中允許的最小金屬寬度量，以及該金屬寬度是由實(shí)心圖案還是剖面線圖案組成。與其他約束一樣，您可以控制平面與走線，過孔和其他電路板對(duì)象的間隙。