你不知道的PCB制造工艺参数和AD规则设置

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7 j  O. X) ^9 X2 W摘要
7 R! |% e" l  N: o* u本文介绍了什么是PCB的规则，嘉立创PCB的主要参数，在AD中规则名称翻译，如何设置间距，敷铜间距，禁止布线层间距，规则的优先级，不同网络的线宽，过孔规则，规则的导入与导出。
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, {5 M, p7 A3 I! G' P6 {1 }7 c1 什么是PCB的规则：
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官方对于设计规则的描述

      altium Designer的PCB编辑器使用设计规则概念来定义设计需求。这些规则共同形成"指令集"，供PCB编辑器遵循。它们涵盖设计的每个方面-从布线宽度、间距、平面连接样式、布线过孔样式等-并且许多规则可以通过在线设计规则检查器（DRC）实时监控。
      这段描述说明了规则是一段"指令集"，包含了线宽、间距、过孔样式等，并且规则的检查是实时的。
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为什么要为PCB设置规则？
      简单来说就是避免犯错，以及加快工作的效率。例如，某加工厂的加工能力最小间距是6mil，小于6mil的间距就可能短路，你可以心里牢牢记住，不能画小于6mil的间距，然后每一条线之间都检查一下间距是否小于6mil——这不是个好办法，万一那一条线忘了呢？所以可以让电脑知道最小的间距是6mil，让它时时刻刻替你检查，甚至让你画不出小于6mil的间距。在恪守成规方面电脑是很擅长的。加快工作效率怎么解释呢？例如普通的线宽需要10mil，电源的线宽需要20mil，你在布普通的线的时候把线宽改成10mil，然后布了一段电源线，线宽改成了20mil，接着又布普通线，好吧，线宽又需要改成10mil。如果让普通的线和电源线拥有不同的规则，不用再反复切换线宽，就方便多了。  

2 k+ Q( j$ Y2 j% Z* {. _: `  h设计规则需要遵循什么？
1. 客观的物理规律，例如1oz的铜，12mil宽的线能走1A的电流。1mm直径的引脚插不进0.9mm的洞。
6 i/ ?6 Q1 H  c" S) S" R7 D2. 加工厂的生产工艺
- {$ S/ w( }9 V2 a8 m7 Z* d1 \    例如，TI的STM32官方评估板，加了过孔，线竟然还是平行走



    实际中我画的板子，平行线加过孔的情况
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6 k0 G  s" L- S# l" |: }3 \, m/ F
# S1 [3 _6 S7 D4 I    官方评估板过孔大小
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: I4 b9 V5 q8 V" J    这个真是比不了。
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5 j* D3 c/ T( m) Q5 N3 A( G
' b5 l. C; S; r$ N2查看PCB厂家的制作参数

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7 ]  ?' ]7 ~9 C以下以嘉立创为例，看一看他们家的制作参数如何

1嘉立创的特点
个人感觉他们有以下特点：
方便：专门的下单平台
便宜：5块样板50块，增票8个点
3 _- A1 _: _$ v: B$ V" }9 j6 d快：样板48小时，加急24小时
4 Y  P" J, ^8 ~1 k3 y. ?/ _有器件商城和贴片服务：可以一站式，并且省得自己手焊
注意，并不是因为他们的工艺水平高，在他们家下单的
1 h" Z3 G% N! X" I: E& W* Y+ k另外，日常习惯使用SSCOM的串口助手，其作者在嘉立创工作，我也因为订单的事联系过他。虽然他并不认识我，但还是愿意给他打一个广告（虽然没有多少人能看到）


2嘉立创参数浏览
  T1 W2 V$ N( _0 C然后我们就看一下嘉立创的工艺参数
他们的单位很不统一，我建议一律转为mil，mm*39就是mil，一般按40来计算。
例如，最小孔径是0.3mm，也就是11.7mil，我们用12mil来表示，还略大于11.7mil。更安全。
  r  j# l$ }" M  b6 j5 h2 N综上，过孔的孔径最小是12mil，直径24mil

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. Q; z. c1 K" }/ {( c) b' r
+ a1 z# Q1 L0 ]简单来说就是最小的线宽和各种间距是6mil，最小的过孔是12/24，板边和铜皮距离大于16mil。

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* u& K* u& s" ]* G$ b


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+ V$ l  R' C0 s: F  }7 L4 G

3规则设置
6 t" N/ f2 R' C$ U+ x接下来进行设置。可以打开任意的PCB工程
3 \+ `, ?3 s3 e9 q" W7 C( z    1 设置通用的间距
          快捷键DR，以下是规则的中英文对照。

7 l$ y5 f7 d, R3 a. t9 H5 n. m
" L( r# J/ B" t# ?点击clerance，修改出6mil间距
8 _1 a% C' f: F. x! A

    2 设置敷铜间距
          敷铜与其它铜皮或焊盘距离太小，容易短路。一般推荐大于16mil，我们取20mil。
          在clearance上点击右键，新规则，会有一个名为clearance_1的规则。

+ c  B& j& x6 {! n1 _3 f
0 h% E* e$ j8 H. h/ l8 m左键点击此规则，然后在名称处修改为"polygon"
2 N; A4 _" Z8 y! C6 O

如下修改
: n3 j4 n! Y. o7 k, P5 r5 y
% q% G$ v+ r8 l& r$ n



呈现出这个效果

6 u* C  E5 |: _: V& B
* l  F4 t1 @% i  ^$ O% |
+ R2 }4 S; J' u+ X) {2 C
    3设置keepoutlayer的间距
         同理新建规则
* Z% u  j1 L2 F" I) C# m

' W9 I- J/ y2 s  w; S) H6 p. l/ e2 k         在V割的时候，keepoutlayer的中心线离铜皮的距离不小于16mil，假如线宽10mil，那么边缘距离11就行，我们取12mil
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  Q# o( v$ X  j4 U5 r% H

6 k+ `3 v  }' P$ M) [

条件选择，属于层的类，条件值是signal Layers，原因是，Top Layer 与 Bottom Layer都是信号层。我们保证这两个层与keepoutlayer的距离远一点就行。
( I7 ^" \) e  U9 v5 v出现的结果就是
. n3 P* N4 A. d, y, ?  N) H



点击确定。

3 Y: D1 O$ F8 p$ {' Q
我们来看一下为什么Top Layer与 Bottom Layer属于 Signal Layers

% z% b' h7 J0 K& u- u8 T按下快捷键DC
  R- ]+ j, P# L0 Y. `+ B
& p+ o0 o0 ~" {2 S8 s% F* b
) A0 d/ j# e) K: X8 p

5 B! }1 X5 g2 A# a; ~- m* @
发现这其实是系统默认的，Signal Layers的成员就包括Top Layer与Bottom Layer。
$ F8 m; `2 _% e5 q6 P
从这里也可以看出，分类管理是挺有用的一个东西，网络，焊盘，器件，敷铜都能分类。
6 v% w7 i8 l2 i: ~. w3 f
    4规则的优先级
          在clearance里已经设置过，所有的东西最小间隔是6mil，而polygon里的最小间隔是20mil,多边形敷铜明显是属于"所有东西"的，那么他的最小间距是多少？
          这就牵扯到6mil与20mil两个规则的优先级哪个更高。
9 P8 I9 O( n, f  J2 g          点击clearance可以看到这些规则的优先级
) {- T: z6 ~- A1 f
, M1 {5 d0 f2 T. K7 t
" R2 t3 M) c$ g          数字越小，优先级越高，
+ n$ K. H( s: N5 O8 f* M& l          后来添加的规则，默认优先级更高。

    5宽度规则
' T* [2 H9 X+ _" A/ ?
          修改为最小6mil，默认10mil，最宽50mil。
          一般来说，布线的时候，地线宽度>电源>信号线，可以再为地线与电源设置规则。
) _* D9 P! d+ J" I    6为电源设计新宽度的规则。
          一次性给两个VCC与VCC3.3两个网络一起设置
          新建规则并命名为with_power


          输入inNet，然后选择VCC3.3

) {/ M4 L/ i  z9 e
. y9 n$ \1 v; A  \, i; `0 d          得到结果如下，然后点一下And

9 G  d( l* V2 t+ p
& c8 ^) H6 I) }# [; l1 {& A- [          再输入InNet('VCC'),得到如下结果


& o# i' j& Z) v0 u          按OK得到如下结果。接着设置线宽

3 _/ e9 T) r3 @  e0 e
- g; x3 i7 T1 j3 T9 i          同理设置GND
8 l3 E7 G" m. ^. l$ e7 j

( c6 z$ C' p2 \; \) g. k; ~
* y0 l. p8 n9 W

/ b. C" C+ i" ]5 Z8 C' h: s    7过孔尺寸和其它规则设置
2 p8 y8 ?: w" g6 ]) b* n5 N; F/ K          过孔，12,24
( F. b; U0 f1 Y8 V( j! g5 @- P2 e$ A





/ R5 B9 \" f! y) A( D) l: _
2 S2 y: S- `% @! d4 @
1 z% M- v- Z7 s: C
2 ?2 `' {! W# H$ ]
- V! z; Y3 p. L% d3 t5 I
+ ~4 N; u/ @5 n' z0 m
5 G6 D! X6 V$ _9 Z/ ^5 A我一般允许器件摞起来，所以componment clearance使能关闭。
4 Y' M0 d# W( v# M# [0 c  g
- W6 x: b8 S/ D
丝印的设置我一般使用查询器全布设置，规则就不管了。
+ z( N9 d7 S, K
    8规则导出
做完以后，把规则导出

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: n5 b  v' p5 H' t
2 I) K3 T& k( M
起名字保存，得到了。RUL作为后缀的规则文件

    9规则导入
' k+ G4 R8 C. X& g接下来进行规则的导入
1 ^4 I) z' n* P4 T
" u0 l7 a5 m+ F7 V, S
# D2 C% c- |- Z/ T% Q- X( G& I
' {3 B  T. f/ Y4 Z+ ~, t
% d! l# Q7 d: g: q, i: a
* s$ z: Y/ f6 ?* p% g找到自己保存的文件，然后清除已有的规则




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Tony_zhang

厉害啊！PCB布局布线基于规则驱动，有着清楚了解规则，PCB设计效率会事半功倍。