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技術專題
PCB布線約束
設置用于印刷電路板布線的規則和約束不應被視為對我們工作的負面影響。這可能會花費一些時間，需要進行研究和手動輸入，但是設置這些約束并按照規則進行電路板布線可以使您的設計免于陷入災難。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設計增加很多價值。
在PCB布線中不使用規則和約束的問題
出于多種原因，PCB設計中使用了約束和規則。它們將幫助您組織設計并在原理圖和布局之間傳達重要信息。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，自動插入機械可能無法根據需要放置零件，并且進行手動組裝的技術人員可能無法將其工具和焊料填充到狹窄的區域。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，因為熱烙鐵或其他工具會沖擊附近的組件。
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。可能會形成焊錫條，導致斷續的短路，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：
用于傳導功率的走線不夠寬，可能不足以承載電流。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度或匹配類似網絡的長度。差分對必須完美并排布線。盡管如此，可能還需要以特定的模式或“拓撲”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，您可以進行PCB設計，然后將其放入自動布線器中，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。如果沒有適當注意走線布線的寬度，間距，長度和拓撲結構，最終可能會出現過多的信號完整性問題。這些影響范圍包括串擾，反射，地面反彈和電磁干擾。
使用PCB設計規則和約束不再是奢侈的事情；滿足設計的各種制造和電氣性能要求是必需的。因此，下一個問題是，可以使用哪些設計工具中的約束
您可以為布線PCB設計設置許多不同的規則和約束，我們將在此處列出其中一些示例。我們將從對組件的一些非路由約束開始，因為即使這些約束最終也會對您的路由產生影響。
組件：可以為組件設置的約束包括與其他零件的間隙，或對象和電路板輪廓特征（例如切口）。這些零件許可可以是單個零件，也可以是零件組（類）。您還可以設置約束，以限制部件可以放置在板的哪一側，或者由于高度或性能原因而限制將其放置在特定區域中。
跡線寬度：對于設計中的大多數網絡，特定網絡或網絡類別，可以將跡線的寬度設置為默認值。這些約束可以附加到受控的阻抗布線寬度，差分對寬度或其他敏感網絡（例如時鐘線）上。在某些情況下，可能需要減小跡線的寬度以進行緊湊的區域布線，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，或者經常更改寬度以用于RF設計。
跡線間隙：可以設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。根據設計要求，還可能為電路板的特定區域或層設置其他間隙規則。
走線布線：除了基本的寬度和間隙設置外，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度，或者使用蛇形布線將一條跡線的長度與其他跡線的長度匹配。您可能還需要在跟蹤上放置拓撲約束，以確保它遵循特定的模式，例如“ T拓撲”或“飛越拓撲”，這兩種模式都用于DDR內存路由模式。
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構，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象的間隙。