通过定义PCB设计约束来实现第一次成功

你能带走什么

• 在PCB设计工具中有许多不同的规则和约束，它们有特定的目的。

• 这些规则不仅可以帮助你的设计实现电气性能，而且还可以让你在制造过程中没有任何问题。

• 关于如何管理不同的设计规则和约束集的一些想法。

这些PCB设计约束捕获了3D布局中电感和连接器的碰撞

我第一次被警察拦下是在我12岁的时候。我骑着自行车，没看就把车停在了一辆汽车前面。警察决定给我一个完整的表演。他把巡逻车的灯和警笛一起打开，然后用扩音器命令我靠边停车。我还记得当时我被那件事吓坏了，以至于我再也没有把车停在街上而不看一眼。

幸运的是，那次事故让我明白了交通规则和约束的重要性，以及遵守这些规则将如何保护我。当我们布局印刷电路板设计时，CAD工具中的规则和约束是为了防止我们犯错误，这些错误也可能导致问题。以下是定义PCB设计约束的重要性，以及如何遵循它们可以帮助您快速高效地制造电路板，而不会出现任何问题。

PCB设计工具中不同类型的规则和约束

当PCB设计工具首次出现时，它们定义和检查设计的能力非常有限。然而，随着时间的推移，这些规则演变成了今天使用的高级约束系统。以下是在今天的CAD系统中如何分离出不同的规则和约束:

• 电气:PCB设计工具中的基本设计规则检查从简单的金属到金属间隙开始，以防止一个网到另一个网的短路。防止卖空仍然是首要任务，但你的约束条件可以做的远不止这些。例如，这些工具还将为您提供多个约束，以便您可以为特定网络或一组网络设置不同的间隙、迹宽和电源平面参数。您甚至可以在单个规则中设置多个跟踪宽度，具体取决于正在路由的跟踪类型。

• 技术:除了标准的电气规则，还可以为不同的设计技术设置额外的约束。这些可以用于电源应用、射频电路或高速设计。以高速网络为例，配置路由拓扑。还有关于最小和最大净长度的规则，这些规则将与跟踪路由一起工作，以创建用于长度控制的蛇形模式。

• 制造:虽然元件间隙通常包括在基本的电气规则检查中，以防止意外短路，但它对制造也很重要。为此，这些规则通常被扩展到它们自己的类别中，以便对电路板上的部件位置进行更大的控制。您通常可以在板的顶部为相同类型的组件指定不同的间隙，然后在板的底部设置它们的间隙。

• 杂项:你可能认为印刷电路板设计上没有太多需要检查的东西，但实际上有。未镀的模具和安装孔通常没有任何电气连接，但您仍然需要检查您的组件是否离它们太近。它还非常方便地找出是否有被组件或其他对象隐藏的丝印形状。

是的，PCB设计中有很多需要用约束来控制。让我们来看看如果这些约束不到位，您可能会遇到的一些问题。

设置物理设计约束以控制跟踪路由宽度

没有定义PCB设计约束的制造问题

PCB设计规则和约束的必要性，以防止电气短路和促进板的最佳运行性能是显而易见的。然而，为制造而设计(DFM)的重要性并不总是那么明显。如果不遵守适当的DFM规则和约束，您的电路板在构建时可能会出现一些实际问题。

为波浪焊板，组件的方向和位置尤为关键。太接近的部分或较大的部分将较小的部分带入波中，可能会遮蔽尾随的部分。这可能导致拖尾部分无法实现良好的焊点，从而导致断续连接或完全打开。

董事会正在经历回流焊也有自己的顾虑。如果表面安装离散部件的两个引脚之间的金属量不均匀，热不平衡可能会导致组件在焊料回流过程中直立起来。这种情况被称为“墓碑”，这是一个例子，其中电气规则的痕迹大小也需要考虑组装的需求。

在制造过程中可能出现的另一个问题是，如果组件之间的间隙没有设计到电路板中。部件之间靠得太近，可能会影响自动化装配设备能否放置它们。距离太近的组件甚至会影响制造技术人员是否能够访问它们进行返工、调试和测试。

在约束管理器中设置组装包到包间距的设计

把规则放在工具里

重要的是将这些规则和约束引入到PCB设计中，这样您就可以从它们提供的保护中受益。当然，您可以手动输入所有这些规则，但工具中通常有模板和向导，可以帮助您跨多个网络、部分或组应用约束。另一种帮助你自己的方法是把你以前的规则收集起来，放在一个容易找到的地方。有了现有的规则库，在下一个设计中设置约束时，您将节省大量时间和精力。

这也是非常有帮助的工作PCB设计系统它具有多种设计约束特性和内置功能。PCB设计工具的一个很好的例子是帮助您设置设计规则和约束OrCAD PCB Designer．使用OrCAD，您可以拥有一个功能齐全的约束管理器，允许您对所有需要的设计规则和约束设置最大程度的控制。

如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案，跟我们和我们的专家团队谈谈吧．