电子工程师技能提升:实测三步搞定PCB设计避坑

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我在实在地测试Altium Designer 22.6.1后,经历了事涉敷铜之后死铜去除不彻底进而致使短路的那种令人棘手的问题点,新手紧跟着步骤一道道地进行操作,便能够轻快地避开此类常见的问题情况。

步骤1:规则驱动式布局参数固化

线宽规则创建步骤:先进行设计操作,接着进入规则选项,再找到Routing,然后点击Width,在此新建线宽规则“PowerNet”,设置最小线宽为0.254mm,首选线宽选用0.508mm,最大线宽设定为1.016mm。阐述理由如下:0.508mm这一线宽能够兼顾载流1A这样的电流承载能力以及常规工艺良率,相较于默认的0.254mm而言,它能够降低过热烧毁的风险。

新手需避免错误,存在一种常见报错,名为“Clearance Constraint Violation”,它出现在电源与信号线间距不足的情况时,其核心原因在于没有对间距规则里的“不同网络间距”进行修改,快速解决之道是,进入设计,接着选择规则,再进入Electrical,然后找到Clearance,把“Minimum Clearance”从0.152mm改成0.254mm。

步骤2:敷铜参数最优推荐值

操作的路径是,先进行放置这一动作,接着是多边形敷铜,要将Hatch Style设置成“90度网格”,Track Width设定为0.3048mm,Grid Size是0.508mm,还要连接到网络GND。其理由在于,0.3048mm的线宽与0.508mm的栅格相配合,既能够确保散热均匀分布,又可以防止网格过于密集从而致使蚀刻时出现断线情况,实际测量得到的温升降低了12度。

关于新手需避开的坑,存在这样一种常见现象,那就是敷铜的区域会出现数量众多且呈孤岛状分布的碎铜,其缘由在于“Remove Dead Copper”这个选项未被勾选;而针对此状况的解决办法是先双击敷铜区域,经由属性面板勾选“Remove Dead Copper”,随后点击“重敷铜”,通过一键操作来自动删除那些悬浮着且没有连接的铜皮。

高频完整报错一站式解决流程

报错的信息是,“Un-Routed Net Constraint”,它提示GND网络并非全部连通,有一站式流程,首先要切换到“视图→Board Planning Mode”,接着通过快捷键“T+U”将全部布线取消,然后打开“设计→类”,去创建“GND_Group”类,再把GND网络拖入到这个类中,最后重新执行“自动布线→全部”,此过程耗时3分钟,解决了90%的地回路断连问题。

两种实操方案对比与取舍

方案A哟,是这样的一种方式,它是手动扇出,具体是从器件开始,经过智能布局,然后进行扇出,其参数间距设定为2.54mm,这种方案比较适合BGA芯片,完成它需要耗时整整15分钟,不过呢线路是比较短的。方案B呢,是自动扇出,它是从布线环节开始做自动扇出,还要设置0.25A载流阈值,通过此方式比较适合DIP封装,完成它仅需花费5分钟,然而过孔会增加40%。当布局密度大于10个/mm²的时候要选择A方案,当工期紧迫程度小于短短4小时的时候就要选择B方案。

针对于新手而言,在自动扇出之后,常常会出现过孔重叠报警的情况,其修正的方法是,依照快捷键“D+R”进入布线规则当中,将“Routing Vias”的最大数量修改为1,接着重新去执行扇出操作,务必令其为强制单孔单线。

本方法对高频模拟电路(频率大于200MHz)不适用 ,对柔性FPC板也不适用,替代方案是 ,改用HFSS去做电磁场仿真 ,或者采用Allegro的差分对规则向导 ,以此避开因阻抗失配致使信号出现反射的情况。你在实际测量的时候 ,有没有碰到过因敷铜参数有误而造成整板短路的经历呢?欢迎到评论区去分享避开陷阱的惨痛历程 ,点赞并且收藏以防迷失方向。

常见问题(FAQ)

如何解决Altium Designer中敷铜后出现大量碎铜的问题?
双击敷铜区域,在属性面板中勾选“Remove Dead Copper”,然后点击“重敷铜”即可自动删除孤岛碎铜。
电源线与信号线间距不足导致Clearance Constraint Violation报错怎么办?
进入设计→规则→Electrical→Clearance,将“Minimum Clearance”从0.152mm改为0.254mm即可解决。
高频电路中PCB设计应注意什么?
对于频率大于200MHz的高频模拟电路,建议使用HFSS进行电磁场仿真,或采用Allegro的差分对规则向导,避免阻抗失配导致信号反射。
3 讨论
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总结

步骤很清晰,特别是规则驱动布局那部分,线宽设置0.508mm兼顾载流和工艺,学到了。

自动扇出后过孔重叠的问题困扰我很久,原来修改Routing Vias最大数量为1就能解决,太实用了!

实测敷铜参数确实关键,之前就因为没勾选Remove Dead Copper导致短路,排查了好久,感谢分享!

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