电气约束: 走线宽度和间距:定义走线的宽度和间距,以确保适当的载流能力并避免短路。 通孔尺寸和类型:根据设计要求和制造能力指定过孔的尺寸和类型。 阻抗控制:确保走线设计为具有特定的阻抗值,这对于高速设计至关重要。 清仓:定义不同电气实体(如走线、焊盘、过孔)之间的最小距离,以避免短路。 高速约束:与高速电路设计相关的规则,包括长度匹配、差分对布线和相位控制。
物理约束: 板尺寸:指定 PCB 的大小和形状。 层叠:定义 PCB 中铜层和绝缘层的数量和排列。 元件放置:提供在电路板上放置元件的指南,确保它们不会相互干扰,并遵守热和机械注意事项。 热约束:确保产生高温的区域有足够的散热,包括使用散热器或热通孔。
可制造性约束 (Design for Manufacturability - DFM): 阻焊间隙:确保适当应用阻焊层,以避免在焊接过程中发生短路。 丝网印刷重叠:确保元件标签或其他丝印元件不与焊盘或过孔重叠。 孔尺寸:根据制造能力指定钻孔的最小和最大尺寸。 环形戒指尺寸:定义钻孔周围铜环的最小宽度。 铜到边缘间隙:定义 PCB 边缘与任何铜特征之间所需的最小距离。
装配约束 (装配设计 - DFA): 组件方向:确保组件方向正确,以便进行自动装配。 零部件间隙:确保组件之间有足够的空间,以便组装并避免干扰。 极性和引脚 1 指示灯:标记零部件以确保在装配过程中正确放置零部件的准则。
可靠性约束: 弯曲和弯曲: 定义在 Flex PCB 中可以弯曲和不能弯曲的区域。 振动和冲击: 确保组件能够承受特定振动和冲击水平的限制,尤其是在恶劣的应用中。
测试约束(测试设计 - DFT): 测试点要求:指定在线测试的测试点的数量和位置。 访问探测:确保测试设备在测试期间可以访问关键节点。
环境和法规限制: RoHS/无铅设计:确保 PCB 的设计符合环境法规,如有害物质限制 (RoHS)。 电磁兼容性 (EMC):确保设计符合电磁干扰 (EMI) 和敏感性要求。
基于约束的 PCB 设计的优势
增强的信号完整性和可靠性
改进的热管理
简化制造和装配
更快的上市时间
节省成本
合规性和标准
了解制造能力:
首先从 PCB 制造商那里收集功能和约束。这可能包括与走线宽度和间距、过孔尺寸、孔尺寸、环形环尺寸以及设置设计以取得成功所需的任何规则。
大多数现代 PCB 设计工具都包括设计规则设置或配置部分; 输入制造商的约束条件和特定设计所需的任何其他规则。这可能包括电气规则、高速规则、热规则等。
某些规则特定于某些图层。例如,与内部图层相比,顶部图层和底部图层可能具有不同的描线宽度和间距规则。确保定义这些特定于图层的规则。
设置规则后,您可以运行 DRC。这通常会根据您设置的规则生成违规或错误列表; 一些常见的违规可能包括走线宽度违规、间隙违规、未连接的网络和重叠的元件。
对于每种违规,PCB 设计软件通常会提供描述和视觉指示,说明问题在电路板上的位置; 检查每个违规并更正设计中的问题。这可能涉及移动元件、重新布线或调整设计规则(如果设置不正确)。
更正已知违规后,再次运行 DRC 以确保没有引入新问题并且之前的所有问题都已解决; 这可能需要重复多次,直到没有发现冲突。
除了标准 DRC 之外,还可以考虑运行其他检查,例如电气规则检查 (ERC) 来捕获逻辑和连接错误,或运行差分对布线检查来捕获高速设计。
在某些情况下,您可能会选择故意违反特定设计要求的规则。在这种情况下,必须记录此决定,解释理由并确保制造商了解它。
在完成设计之前,将设计文件发送给制造商进行审核可能会有所帮助。他们可能会运行自己的 DRC 并根据其特定的制造流程提供反馈。
制造能力和标准会随着时间的推移而变化。定期审查和更新您的设计规则,以确保它们符合最新功能和行业最佳实践。