PCB设计新手必踩的坑 三步教你画好电路板

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关于Altium Designer 22版本,我实际测过,在此过程中遇到了诸如铺铜之后出现短路情况,规则设置有所遗漏,差分对走线未能对齐等这些具有典型性的坑。

第一步 布局前必须做好的规则预设

开启菜单栏Design,接着找到Rules这一项,将间距规则设置成为6mil,这是关键参数的最优推荐数值,要是太紧,在打板的阶段就容易被工厂错误判定成短路,而且太宽的话,又会浪费掉宝贵的布线空间。进入Routing,可以找到Width子项。创建一个名称为“POWER”的规则,设定Minimum等于8mil, Preferred是10mil, Maximum为20mil。仅仅勾选Net类下面的VCC以及GND网络,如此一来电源线会自动加粗,再也不用手动去调整了。

新手需避开的坑,有这样常见的报错现象,铺铜区域跟信号线之间,会提示“Clearance Constraint Violation”。核心出错道理是,默认的间距规则并未覆盖到铺铜层,也就是Polygon。快速解决的办法是,在Clearance规则当中,将“Where The First Object Matches”选定为“Advanced(Query)”,填入IsPolygon,第二对象选取“All”,把间距设置成8mil。

第二步 布局时按功能模块分组摆放

在原理图界面里,通过按住Shift点选的方式,选中一个模块的全部元器件,接着按快捷键T+S,一键实现跳转到PCB界面。将元件密集地散落在灰色区域之后,按快捷键N,隐藏连接线,随后按快捷键A+G,自动对齐到栅格。核心操作内容为,把电源芯片、滤波电容、电感摆放成“L”型,让电容紧紧贴靠芯片引脚,将间距控制在2mm以内,使高频回路达到最短。

针易入的规避之处,存在常见的报错情况,那便是在进行元件拖拽操作时,飞线呈现杂乱无章乱飞的态势,完全无法理清其连接关系。而核心的出错原因在于,并没有将已有的连线做出锁定举动。至于快速的解决途径则是,先按下快捷键N,接着选择Show Connections,然后点击Net,在弹出的窗口里输入“GND”,如此一来便只展示地线,其他所有的飞线都会被全部隐藏起来,待摆放到稳定状态之后,再按下N并选择Show All进行恢复。

第三步 走线时用差分对工具做等长

先按下快捷键D与R,以此打开Interactive Differential Pair Routing工具。存在两种实操方案的取舍逻辑,其一为手动拉两根单线,此适合低速信号,像LED控制线;其二是使用Differential Pair自动布线,这适合USB2.0、HDMI这类高速信号。实际进行这样的操作:要去点击位于工具栏上的“Differential Pair”这个图标这儿而后行动,先是单击一下起点之处,紧接着按一下Tab这个按键啦,接着设置Width等于6mil而Gap等于8mil且Target Length等于500mil,随后系统会自动地去推挤以此确保误差是处于±5mil这个范围内的。

需要避开相关陷阱,存在这样一种现象,即高频且完整的报错情况是,当走线完成之后, DRC出现了“Diff Pair Net Class Mismatch”这样的报错。有完整解决流程要这样做:先第一步是,去检查原理图当中那差分对命名是不是标准,也就是正端命名为“USB_DP”,而负端是“USB_DN”,并且后缀“_P”和“_N”必须得配对;接着第二步,在PCB面板当中 通过右键选择“Differential Pairs Editor”,手动去关联正负网络;最后第三步,重新按照上面要求走线并且勾选“Tune”选项,自动制作让其长度做到匹配。

有一个方法,它不适用于四层以上的板子,或者射频电路,这原因在于多层板的层叠结构以及阻抗控制更具复杂性。如果碰到BGA封装的密集扇出情况,那么建议改用Allegro的Constraint Manager系统,或者直接交给工厂去做前端的DFM验证,而自己仅仅专注于功能性布局。

常见问题(FAQ)

布局前的间距规则设成多少合适?
把间距规则设为 6mil。太紧在打板阶段容易被工厂误判成短路,太宽又会浪费布线空间。
电源线怎么设置才能自动加粗?
在走线宽度的子项里建一条名为 POWER 的规则,最小 8mil、首选 10mil、最大 20mil,并只勾选网络类下的 VCC 和 GND,电源线就会自动加粗。
铺铜和信号线提示间距违规怎么处理?
是默认间距规则没有覆盖到铺铜层。在间距规则里把第一对象的匹配方式选为高级查询并填入 IsPolygon,第二对象选全部,间距设成 8mil。
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