PCB设计与布线基础技术 · 基础技术 · 重点理解
foundation-18 Constraint与DRC:不同Net的规则从哪里来
沿需求、规则、检查与修复理解同一几何为何可能得到不同结果,并识别放宽规则掩盖问题的错误做法。
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上一课学会量铜与孔的间隔。现在还差一个关键问题:量出来以后,拿什么判断够不够?为什么相同线宽在一条网络上通过,在另一条上却报错?
快速理解 · 检查器比较的是已输入的要求
Constraint(约束) 表达设计要满足什么;Design Rule(设计规则) 把这些要求落实到对应对象上。例如:某类连接允许多宽,哪两种铜之间至少留多少距离。
DRC(Design Rule Check,设计规则检查) 把实际设计与有效规则比较,发现问题时可能显示 DRC Marker(设计规则违规标记)。检查器不会自动知道你漏填或填错的全部工程要求。
下图采用明确的教学假设,只检查一项线宽,不声称是真实电源设计数值。比较“按要求修正铜”和“只放宽规则”:哪个真正解决了原来的要求?
本例假设普通控制网的最小线宽为0.20 mm,实际0.25 mm通过这一项。它不代表所有普通网络的通用宽度,也没有代替间距、连接等其他检查。
为什么?深入理解 · 相同几何可以面对不同要求
网络类别是规则组织,不是把网短接
Net Class(网络类别) 可以让有共同要求的 Net(网络) 共用相应设置。但同类网络仍有各自的电气身份,不能因此连在一起。类别应由真实需求决定,不能为了消除告警把某条网改放到更宽松的类别。
至少认识两组常用规则
Width Rule(线宽规则) 检查 Width(线宽);Spacing Rule(间距规则) 检查 Spacing / Clearance(间距/净距要求)。间距还可能按两个类别之间的关系设置,并非只看某条网单独的一个值。
Via Rule(过孔规则) 还要看允许的层间连接范围、焊盘与孔等条件。不能因为一个过孔模型可以被放进画面,就认为它必然适合当前板和网络。换层的物理连接在下一课展开。
规则可能来自默认设置、网络类别、单个网络、层或对象类别;具体怎样覆盖和生效取决于软件。检查时看当前对象真正使用的有效规则,不能只看某一页表格的默认值。
规则需要真实来源
Fabricator Capability(板厂制造能力) 告诉你相应制造条件能做到什么;Datasheet(器件数据手册)、项目电气要求和公司规范还可能要求更宽或更大的间隔。几类条件要同时满足,板厂能做的最小值并不自动成为所有网络的最佳值。
正确规则下出现违规,应先检查网络归类、对象与测量口径,再修设计。若确认规则配置本身错误,也应根据真实依据修正规则并重新检查,而不是为了把告警数量清零随意放宽。
三种检查视角互相补充
ERC(Electrical Rule Check,电气规则检查) 更偏向原理图中的电气连接约定,例如不合适的引脚类型连接或需要关注的未连接端。是否属于错误还依器件和设计意图判断,不能把每个未连接引脚都当作错误。
DFM(Design for Manufacturing,面向制造的设计) 关注实际加工和装配能力。PCB设计规则检查可以包含部分制造相关规则,但一次检查通过不等于板厂和装配端的全部条件都已覆盖。术语和检查范围在不同工具中也可能有重叠,要看具体执行了什么。
工程应用 · 看到一个标记后怎样处理
- 读取违规类别、参与对象和所在层,定位真正的铜、孔或边界。
- 核对对象属于哪个网络、规则来自哪里,以及实际值和要求值各是多少。
- 规则与依据正确时,调整路径、宽度、间隔或相关位置来修设计。
- 改动后重新检查受影响区域,必要时更新整板检查,确认结果对应当前设计。
例如加宽一根线可以修复宽度问题,却可能挤占旁边的合法间隔。删掉或隐藏违规标记也不会修正铜,旧检查结果则不能保证后来的修改仍然合格。
为什么“零违规”仍不等于优秀布局
零违规只说明这次已执行的检查没有发现违反其有效规则的问题。规则可能遗漏、来源可能错,器件位置也可能难以装配,路径可能有不必要绕行。实际连接意图、空间和工程判断仍需复核。
现在只需要记住
需求是依据,规则是表达,检查是比较,修复要回到真实设计。 不用更宽松的类别或参数掩盖没有解决的问题。
提示
规则值改变不会自动改变铜的物理能力。
只有基于有效依据修正设计或错误配置,才是在解决问题;为了清零而放宽正确规则会掩盖风险。
资料依据与示意边界
依据用户提供《印制电路板(PCB)设计基础》(Christopher T. Robertson著、刘雷波译)印刷第66~67、70~71、76~81、94、101页作原创解释。图示不按比例,不是软件截图;教材历史工艺数值不作为本课制造规则。
教材中检查与分类的原则作原创整理;现代网络类别、生效规则、违规标记及实际软件反馈复用项目已有第5与第8阶段核验材料。示例数值是本课假设,不是教材表格或制造建议。