ad17.0pcb规则介绍

好的，Altium Designer 17.0 (AD17) 中的 PCB 规则是设计的核心约束系统，它定义了电路板必须满足的电气、制造、布局布线等方面的要求。这些规则驱动着设计过程的各个方面，确保设计的正确性、可靠性和可制造性。

以下是 AD17.0 中主要 PCB 规则类别的详细介绍（中文）：

核心概念

设计规则检查 (DRC - Design Rule Check): 用于验证设计是否符合设定的所有规则。AD17 可以在设计过程中实时运行 DRC（Online DRC），也可以在需要时手动运行 (Batch DRC)，并在 PCB 编辑器中以错误标记（绿色高亮）显示违规。
规则优先级: 规则是按优先级顺序应用的。如果一个对象同时满足多个规则的条件（例如一个特定的网络既属于一个 Net Class，又属于一个 Net），则优先级更高的规则生效。可以在规则对话框中进行调整。
规则作用域 (Scope/Where The Object Matches): 每条规则都定义了其应用的对象范围，这是规则设置中最关键的部分。作用域可以是：
- 全部对象 (All): 整个板子。
- 网络 (Net/Net Class): 特定网络或网络类（一组逻辑相关的网络，如电源网络）。
- 层 (Layer): 特定信号层或平面层。
- 元件 (Component/Component Class): 特定元件或元件类（一组物理相关的元件）。
- Room: 矩形或非矩形区域，常用于元件布局约束。
- 自定义查询 (Custom Query): 使用类似 SQL 的查询语言精确定义对象（如 InNet('GND') AND OnLayer('TopLayer')）。
规则冲突解决方案: 当发生 DRC 错误时，你需要：
1. 检查错误报告（Messages 面板）。
2. 在 PCB 上定位错误位置（绿色高亮）。
3. 确定违反的规则。
4. 调整设计（移动元件、修改布线）或调整规则参数/作用域使其合理。

主要 PCB 规则类别 (AD17.0)

Electrical (电气规则)
- Clearance (安全间距规则):
  - 作用： 定义不同网络（或同一网络的不同对象类型）的导电对象（导线、焊盘、过孔、覆铜区、文字）之间在空间上的最小间距。
  - 关键参数： 间距值（如 6mil, 8mil, 0.2mm）。可以针对不同对象组合（如导线-导线、焊盘-焊盘、导线-焊盘、表面贴装焊盘之间的距离等）设置不同的间距值。这是最基本也是最重要的规则之一。
- Short-Circuit (短路规则):
  - 作用： 允许或禁止不同网络的导电对象物理接触（短路）。通常设置为禁止（Allow Short Circuit = False），以确保电气隔离。允许短路的情况极少见（如特定测试点或跳线）。
- Un-Routed Net (未布线网络规则):
  - 作用： 检查网络是否完全连接（所有引脚都已通过导线或过孔物理连接）。通常设置为检查全部网络（Check for Complete Connectivity）。
- Un-Connected Pin (未连接引脚规则):
  - 作用： 检查设计中的元件引脚是否都连接到了网络上。通常设置为检查全部引脚（Check for Unconnected Pins）。
- Modified Polygon (修改覆铜规则) - 较新版本可能集成在其他地方:
  - 作用： 设置当覆铜区下方的对象发生变化（如移动元件、修改布线）后，如何自动处理覆铜重建（如忽略或重新铺铜）。
Routing (布线规则)
- Width (布线宽度规则):
  - 作用： 定义导线在不同条件下允许的最小、首选（目标）和最大宽度。
  - 关键用法：
    - 为不同网络类设置不同宽度（如电源线宽、信号线宽）。
    - 定义阻抗控制线宽（需结合层叠结构）。
    - 设置差分对线宽（通常与 Differential Pairs 规则配合）。
  - 参数： Min Width, Preferred Width, Max Width。
- Routing Via Style (布线过孔规则):
  - 作用： 定义放置过孔时的尺寸约束。
  - 关键参数：
    - Via Diameter (过孔外径)：Min, Preferred, Max。
    - Via Hole Size (钻孔直径)：Min, Preferred, Max。
  - 作用域常用： 全部对象或特定网络类（如为电源网络设置更大的过孔）。
- Differential Pairs Routing (差分对布线规则):
  - 作用： 专门约束差分信号对（如 USB D+, D-）的布线行为。
  - 关键参数：
    - Min/Max Gap (线间距)：两根差分线之间的最小/最大中心距。
    - Min/Max Uncoupled Length (非耦合长度)：允许两根线分开走线的最大长度。
    - Max Mismatch (最大失配)：允许两根线长度差的最大值（影响信号完整性）。
    - Primary Gap/Width (首选间距/线宽)：通常与线宽规则联动。
  - 前提： 需要在原理图或 PCB 中正确定义差分对。
- Fanout Control (扇出控制规则):
  - 作用： 控制 BGA 等细间距元件焊盘的扇出（Fanout - 将焊盘引出到元件外以便布线）策略。AD17 提供多种预设模式（如 BGA, Small, Medium, Large）。
  - 关键参数： 方向、过孔间距、最大信号线长度、退出层等。
- Routing Topology (布线拓扑规则):
  - 作用： 定义网络中各引脚间布线的优选连接顺序（逻辑结构）。
  - 常用拓扑： Shortest (最短路径), Horizontal (优先水平), Vertical (优先垂直), Daisy-Simple/Chain (菊花链), Daisy-MidDriven/Daisy-Balanced (星形)，用于特定信号完整性要求或总线结构。
- Routing Priority (布线优先级规则):
  - 作用： 为不同网络设置自动布线的优先级（0-100）。优先级高的网络会优先被布线。手动布线不受此约束。
- Routing Layers (布线层规则):
  - 作用： 定义允许或禁止在哪些信号层上布线。
  - 关键用法： 禁用某些层（如禁用底层布线）、定义特定网络可用的层（如时钟信号只在中间层走）。
- Routing Corners (布线拐角规则):
  - 作用： 定义导线转弯时的样式和尺寸。
  - 拐角样式： 45°角（最常见）、90°角（一般不推荐，易产生信号反射）、圆角。
  - 参数： 设置拐角的尺寸（如45°斜边的长度）。
- SMD (表面贴装器件规则)
  - SMD To Corner (SMD 焊盘到拐角距离):
    - 作用： 定义导线从 SMD 焊盘引出后，在焊盘边缘与导线第一个拐角之间的最小距离。防止弯折应力。
  - SMD To Plane (SMD 焊盘到平面连接规则):
    - 作用： 定义 SMD 焊盘直接连接到内部电源/地层（Plane）热焊盘时的连接方式（连接线宽度）。
  - SMD Neck-Down (SMD 焊盘瓶颈规则):
    - 作用： 定义从 SMD 焊盘引出的导线宽度相对于焊盘宽度的最大缩小比例（百分比）。确保连接强度。
SMT (表面贴装技术规则) - 主要关注焊盘与元件体关系
- SMD To Corner (同 Routing->SMD 部分): AD17 中通常在Routing类别下。
- SMD To Plane (同 Routing->SMD 部分): AD17 中通常在Routing类别下。
- SMD Neck-Down (同 Routing->SMD 部分): AD17 中通常在Routing类别下。
- Component Clearance (元件间距规则):
  - 作用： 定义元件边框（3D 体或丝印轮廓）之间的最小水平间距（垂直方向由Height规则约束）。防止元件碰撞，便于焊接/返修。
  - 检查模式： 基于元件边界框或精确的3D体碰撞检测（需要3D模型）。
- Component Orientations (元件方向规则):
  - 作用： 限制元件在自动放置时允许的旋转角度（如只允许0°或90°）。
- Permitted Layers (允许层规则):
  - 作用： 指定元件可以放置在哪些层面（通常仅限于顶层或底层）。
Mask (阻焊与锡膏规则)
- Solder Mask Expansion (阻焊层扩展规则):
  - 作用： 定义阻焊层开窗（露出焊盘）相对于焊盘边缘的扩展（正值）或收缩（负值）量。
  - 目的： 确保焊盘能被焊锡良好浸润，同时防止焊锡桥连。默认通常设置一个正值（如2-4mil）。
- Paste Mask Expansion (锡膏层扩展规则):
  - 作用： 定义钢网层（锡膏层）开口相对于 SMD 焊盘边缘的扩展（正值）或收缩（负值）量。
  - 目的： 控制锡膏的沉积量。对于大多数元件，默认设置为0（即锡膏开口等于焊盘尺寸）。 有时会对细间距元件（如BGA）或需要更多焊锡的元件（如大功率元件）进行收缩（负值）或扩展（正值）调整。
Plane (平面层规则)
- Power Plane Connect Style (电源层连接方式规则):
  - 作用： 定义引脚/过孔如何连接到内部电源/地层（Plane）。
  - 关键参数：
    - 连接方式 (Connect Style):
      - Relief Connect (热焊盘连接): 最常用。通过几条细线（辐条）连接，减少热传导利于焊接。需设置导线宽度、导线数量、空隙（Air-Gap）。
      - Direct Connect (直接连接): 焊盘直接与铜皮相连，导电/散热性好，但焊接时热量流失快。
      - No Connect (不连接): 不连接（需单独飞线）。
    - 作用域常用： 特定网络类（如所有接地网络）。
- Power Plane Clearance (电源层安全间距规则):
  - 作用： 定义穿过内部电源/地层（但没有连接到该层）的焊盘/过孔与该层铜皮之间的最小间距（即绝缘空隙）。
  - 参数： 间隙值（通常比普通导线间距大）。
- Polygon Connect Style (覆铜连接方式规则):
  - 作用： 定义焊盘（通常是通孔焊盘）如何连接到外部信号层的覆铜区域。选项同 Power Plane Connect Style（Relief, Direct, None）。
  - 关键用法： 设置通孔焊盘（尤其是需要焊接的）使用热焊盘连接；表贴焊盘或测试点可能用直接连接。
Testpoint (测试点规则)
- Testpoint Style (测试点样式规则):
  - 作用： 定义什么可以（或不可以）作为测试点（通常是焊盘或过孔）及其最小/最大尺寸要求。
- Testpoint Usage (测试点使用规则):
  - 作用： 定义测试点的放置要求（如每个网络必须/可选有测试点）和是否允许使用已有的焊盘/过孔作为测试点。
Manufacturing (制造规则)
- Minimum Annular Ring (最小环宽规则):
  - 作用： 定义焊盘或过孔的外边缘与其钻孔边缘之间的最小环形铜环宽度（即 (焊盘直径 - 钻孔直径) / 2）。
  - 目的： 确保钻孔后仍有足够的铜环保证电气连接可靠性和机械强度。非常重要！
- Acute Angle (锐角规则):
  - 作用： 禁止导线之间或导线与焊盘之间形成小于指定角度（如90°）的锐角。
  - 目的： 防止酸液在蚀刻过程中残留（导致腐蚀问题）或制造困难。推荐禁用锐角（如设置最小角度为80-90°）。
- Hole Size (孔尺寸规则):
  - 作用： 定义钻孔（包括元件孔和过孔）的最小和最大允许直径。
  - 目的： 确保符合制造商工艺能力。
- Layer Pairs (层对规则):
  - 作用： 定义过孔有效连接的起始层和结束层（即过孔的起始层和结束层）。对于通孔（Through Hole），始终是所有层；对于盲埋孔（Blind/Buried），需要精确指定（如 Top Layer 到 MidLayer1）。
- Hole To Hole Clearance (孔到孔间距规则):
  - 作用： 定义两个钻孔边缘之间的最小距离（不仅仅是孔的中心距）。
  - 目的： 防止钻孔过近导致板材碎裂或加工困难。尤其对密集阵列（如BGA）重要。
- Minimum Solder Mask Sliver (最小阻焊桥规则):
  - 作用： 定义阻焊层上两个开窗（露铜区域）之间的最小桥宽。
  - 目的： 确保阻焊油墨能可靠地覆盖在非常接近的焊盘之间，防止桥连。如果两个焊盘间距小于规则值+焊盘各自阻焊扩展值之和，DRC可能报错提示阻焊桥太窄或无法制造。
- Silkscreen Over Component Pads (丝印覆盖焊盘规则):
  - 作用： 检查丝印层（顶层丝印/底层丝印）上的文本、图形是否覆盖在焊盘上。
  - 目的： 防止丝印污染焊盘影响焊接。通常设置为禁止（Check Silkscreen = True）。
- Silk To Silk Clearance (丝印间距规则):
  - 作用： 定义丝印层上不同对象（文字、图形）之间的最小间距。
  - 目的： 保证丝印清晰可辨。
- Board Outline Clearance (板框间距规则):
  - 作用： 定义导电对象（导线、焊盘、覆铜）距离板框外形的安全间距。
  - 目的： 防止导电对象太靠近板边，影响铣板或造成短路。也称为“板边禁布区”。
- Courtyard (元件禁布区规则):
  - 作用： 定义元件封装四周需要预留的无其他元件/走线的空间（通常由元件的3D Courtyard定义边界）。
  - 目的： 确保装配空间（如焊接工具操作）、散热和电气隔离。Component Clearance 规则通常通过 Courtyard 来检查间距。
High Speed (高速设计规则 - 聚焦信号完整性约束)
- Matched Net Lengths (网络等长规则):
  - 作用： 定义一组网络（如一组地址/数据线）的相对长度必须满足的容差范围（目标长度±容差）。
  - 关键参数： 容差（Tolerance）、匹配方式（按目标网络或最长/最短网络）。
- Length (长度规则):
  - 作用： 定义单个网络的最小/最大布线总长度。
- Differential Pairs (同 Routing->Differential Pairs Routing): 高速规则里通常也会有类似设置。
- Parallel Segment (平行段规则):
  - 作用： 定义不同网络的两段平行布线之间的最大允许平行长度和间距。超过设定值则视为可能产生串扰（Crosstalk）。
- Stub Length (分支长度规则):
  - 作用： 定义传输线上分支（Stub）的最大允许长度。长分支会引起信号反射。
- Vias Under SMD (SMD下过孔规则):
  - 作用： 允许或禁止在SMD焊盘下放置过孔（通常禁止，影响焊接和信号）。
- Maximum Via Count (最大过孔数量规则):
  - 作用： 限制单个网络允许使用的最大过孔数量。过多过孔影响信号完整性和可靠性。
Placement (布局规则)
- Room Definition (区域定义规则): 用于创建和约束 Room（物理区域）。Room 本身不直接是间距规则，但它是约束其他规则（如 Component Clearance, Placement）作用域的重要工具。
- Component Clearance (同 SMT 类别)： 元件间距检查。
- Component Orientations (同 SMT 类别)： 元件方向约束。
- Permitted Layers (同 SMT 类别)： 元件放置层约束。
- Nets to Ignore (忽略网络规则)： 指定在自动布局时哪些网络不需要考虑连接优化（如测试点网络）。
Signal Integrity (信号完整性规则 - 用于仿真前约束)
- 这些规则（如 Overshoot, Undershoot, Impedance）主要用于定义 Signal Integrity 仿真器检查的约束阈值。设置它们后，运行 SI 仿真时才会检查这些约束是否满足。它们本身不影响 DRC 或布线行为。