印制板设计规则检查说明V1.0-No-Lab.doc

印制板设计规则检查说明 V1.0 1 印制板设计规则检查说明印制板设计规则检查说明 XXXX 公司 印制板设计规则检查说明 V1.0 2 修修 订订 记记 录录 日日 期期修订人修订人版版 本本修订内容修订内容审审 核核 2011.05.16XXXV1.0 新建文档 XXX 印制板设计规则检查说明 V1.0 3 目录目录 1电气规则电气规则 ELECTRICAL .5 1.1安全间距 Clearance .5 1.2短路 Short-Circuit.8 1.3未布线网络 Unrouted Net.8 1.4未连接引脚 Unconnected Pin.9 2制板规则制板规则 MANUFACTURING .10 2.1最小环宽 Minimum Annular Ring .10 2.2最小夹角 Acute Angle .10 2.3钻孔尺寸 Hole Size .10 2.4孔到孔的间隙 Hole to Hole Clearance .12 2.5最小阻焊桥 Minimum Solder Mask Sliver .13 2.6器件焊盘上的丝印 Silkscreen Over Component Pads.13 2.7丝印到丝印间隙 Silk to Silk Clearance.14 2.8网络天线 Net Antennae.14 3布局规则布局规则 PLACEMENT.15 3.1元件安全间距 Component Clearance.15 3.2元件高度 Height .16 4布线规则布线规则 ROUTING.17 4.1布线宽度 Width .17 4.2布线过孔类型 Routing Via Style.18 4.3差分对布线 Differential Pairs Routing .20 印制板设计规则检查说明 V1.0 4 5表贴式元件规则表贴式元件规则 SMT.24 5.1表贴式焊盘引线长度 SMD To Corner .24 5.2表贴式焊盘与内电层的连接间距 SMD To Plane .24 5.3表贴式焊盘引出线收缩比规 SMD Neck-Down .24 6人工检查项人工检查项.26 6.1敷铜设置.26 6.2大电流导通.26 6.3光学定位点.27 6.4版本标注.28 印制板设计规则检查说明 V1.0 5 1电气规则电气规则 Electrical 1.1安全间距安全间距 Clearance 1.1.11.1.1 规则说明规则说明 主要用来设置 PCB 设计中的导线、焊盘、过孔及敷铜等导电对象之间的最小安全间距。设 置参数如下， 最小间距最小间距 Minimum Clearance：用于设置所需的最小间距值（默认值为 10mil）。 连接检查连接检查 Connective Checking： 下拉选项如下， 仅用于不同的网表（默认）Different Nets Only (default)； 相同的网络 Same Net Only； 任何网络 Any Net； 1.1.21.1.2 设计考虑设计考虑 每一层上导线间间距应尽可能加大。 耐压考虑 导线间距还跟导线间允许的电压和导线间电压差有关系，由于导线间耐压不止跟导 线间距有关系，还跟基板类型、涂覆层、环境条件等因素有关系，同时还取决于特定的 安全规则，因此，不能根据导线间电压给出通用的要求来限制导线间距。若印制板在应 用时对安全性有要求，应遵循电压与距离的有关规定。当未规定安全规则或无实际经验 时，可参照图 1-1-1 的曲线所给出的数据。 1 印制板设计规则检查说明 V1.0 6 图 1-1-1 电压与导线间距的关系 导线、导电图形、导电材料之间最小间距符合表 1-1-1 规定。 2 印制板设计规则检查说明 V1.0 7 表 1-1-1 导线电气间距 加工限制 上海欣丰卓群电路板有限公司的加工极限能力如表 1-1-2、1-1-3（最小导体宽度与间距） 。 3 印制板设计规则检查说明 V1.0 8 表 1-1-2 内层最小导体宽度与间距 表 1-1-3 外层最小导体宽度与间距 1.2短路短路 Short-Circuit 1.2.11.2.1 规则说明规则说明 设定在电路板上的导线是否允许短路。设置参数如下， 允许短路允许短路 Allow Short Circuit：用于描述目标网络是否可以被短路，假设两个不同的网络 可以被短路，例如设计中两个系统的地连接时，就应该确保这一选项被使能（默认值为不使 能）。 1.2.21.2.2 设计考虑设计考虑 通常选择不允许，如有特殊的设计需要将不同网络短路连接，则可以对允许短路的网络进行 特殊指定。 1.3未布线网络未布线网络 Unrouted Net 用于检查指定范围内的网络是否布线成功，如果网络中有布线不成功的网络，该网络上已经 布的导线将保留，没有成功布线的将保持飞线。 印制板设计规则检查说明 V1.0 9 1.4未连接引脚未连接引脚 Unconnected Pin 用于检查指定范围内的元件引脚是否连接成功。 印制板设计规则检查说明 V1.0 10 2制板规则制板规则 Manufacturing 2.1最小环宽最小环宽 Minimum Annular Ring 2.1.12.1.1 规则说明规则说明 用于设置最小环形布线宽度，即焊盘或过孔与其钻孔之间的直径之差。设置参数如下， 最小圆环尺寸（最小圆环尺寸（x-y） Minimum Annular Ring (x-y)：焊盘或过孔周边圆环的最小值（默认 值为 10mil）。 2.1.22.1.2 设计考虑设计考虑 PCB 委托加工厂加工能力：直径 2mm 以下 0.15mm；直径 2mm 以上 0.20mm 2.2最小夹角最小夹角 Acute Angle 2.2.12.2.1 规则说明规则说明 用于设置具有电气特性布线之间的最小夹角。针对锐角会导致制板过度蚀刻问题。设置参数 如下， 最小夹角最小夹角 Minimum Angle：指定同一网表上布线间所允许的最小夹角（默认值为 60）。 2.2.22.2.2 设计考虑设计考虑 铜膜线都是用铜箔刻出来的，如果夹角值过小，会造成恶劣的影响。一方面会导致拐角尖端 被蚀刻掉的情况发生，不利于电路板的制作；另一方面会导致传递信号的质量恶化。因此需 要限制铜膜线夹角的最小值，一般来说，尽量使锐角限制规则的夹角不小于 90。 2.3钻孔尺寸钻孔尺寸 Hole Size 印制板设计规则检查说明 V1.0 11 2.3.12.3.1 规则说明规则说明 指定在设计中的焊盘或过孔的最大和最小的孔的尺寸。孔的尺寸是指在制造过程中焊盘或过 孔开孔的直径。设置参数如下， 钻孔尺寸标注方法钻孔尺寸标注方法 Measurement Method 下拉选项如下， 绝对尺寸标注 Absolute 为采用绝对尺寸标注钻孔直径。 百分比标注 Percent 为采用钻孔直径最大尺寸和最小尺寸的百分比标注钻孔尺寸。 最小尺寸最小尺寸 Minimum：设置钻孔直径的最小尺寸。 最大尺寸最大尺寸 Maximum：设置钻孔直径的最大尺寸。 2.3.22.3.2 设计考虑设计考虑 设计时要考虑印制板制加工厂商的制造能力和设计所选用的元器件的管脚尺寸、定位孔尺寸。 从经济角度考虑，在任何设计中，不同尺寸孔的种类应保持最少。 非镀覆孔推荐的标称孔径及偏差见表 2-3-1 印制板设计规则检查说明 V1.0 12 表 2-3-1 标称孔径 镀覆孔，板厚和孔径比最好应不大于 3 :1。大的比值会使生产困难，成本增加。 由于导通孔内不插元件，所以它的孔径可以比元件孔的孔径小。 当镀覆孔作为元件孔时，镀覆孔的最小孔径不能小于由表 2-3-1 的推荐值计算出的非镀覆孔 的孔径（具有相同标称直径），以适应元件或端子。所以表 2-3-1 给出的标称孔径和最小孔 径是作为元件孔的推荐值。 镀覆孔的最大孔径取决于镀层厚度、镀层厚度偏差和孔径的偏差。 对于引线和和孔径之间的关系可考虑，使用圆形引线孔时，孔径和引线直径之差为 0.2mm0.7mm 是合适的，小于 0.2mm 或大于 1mm 在插装或焊接元件时会有问题。使用 矩形引线时，孔径和引线对角线尺寸之差大于 0.2mm，同时孔径与引线厚度之间的尺寸差 不超过 0.7mm 是合适的。 PCB 委托加工厂最小钻孔尺寸 0.2mm，最大钻孔尺寸 6.5mm。 2.4孔到孔的间隙孔到孔的间隙 Hole to Hole Clearance 印制板设计规则检查说明 V1.0 13 2.4.12.4.1 规则说明规则说明 这一设计规则检查钻孔的加工兼容性。被使能时，将标识焊盘和过孔的堆叠和搭接及微孔的 堆叠。设置参数如下， 允许微孔堆叠允许微孔堆叠 allow stacked micro vias：允许层间微孔使能设置。 孔到孔的最小间距孔到孔的最小间距 Hole to Hole Clearance：设置孔到孔的最小间距值。 2.4.22.4.2 设计考虑设计考虑 满足电气安全间距满足电气安全间距 PCB 委托加工厂要求最小盘到盘最小间距（SMT）0.2mm，金手指到焊盘距离 0.8mm。 2.5最小阻焊桥最小阻焊桥 Minimum Solder Mask Sliver 2.5.12.5.1 规则说明规则说明 阻焊桥帮助辨识可能导致以后加工中易出现问题的阻焊层狭窄截面。确保板上阻焊层最小宽 度，这一规则确保任何两个阻焊层窗之间距离大于等于设定值。其中包括焊盘、过孔、及阻 焊层上的任何元素。他可以单独的对顶层和底层进行检查。设置参数如下， 最小阻焊桥 Minimum Solder Mask Sliver：阻焊桥的最小值通过这一选项加以设置。 2.5.22.5.2 设计考虑设计考虑 PCB 委托加工厂阻焊桥最小宽度 0.08mm。 2.6器件焊盘上的丝印器件焊盘上的丝印 Silkscreen Over Component Pads 2.6.12.6.1 规则说明规则说明 确保在阻焊层上的丝印和器件焊盘的正确距离。这一检查确保该距离大于等于用户的设定值。 设置参数如下， 印制板设计规则检查说明 V1.0 14 器件焊盘露铜上的丝印器件焊盘露铜上的丝印 Silkscreen Over Exposed Component Pads：通过此参数设置丝 印到器件焊盘的最短距离。 2.6.22.6.2 设计考虑设计考虑 器件焊盘上无丝印能够保证器件焊接的可靠性，因此要求器件焊盘上无丝印；丝印不能压在 导通孔、焊盘上，以免开阻焊窗时造成部分丝印丢失，影响识别。此间距建议大于 5mil。 2.7丝印到丝印间隙丝印到丝印间隙 Silk to Silk Clearance 2.7.12.7.1 规则说明规则说明 检查丝印间的距离，以确保该距离大于等于用户的设定值。设置参数如下， 文字丝印到任何丝印对象距离限制文字丝印到任何丝印对象距离限制 Silk Text to Any Object Clearance：丝印文字到丝印 对象的最小间距设置。 2.7.22.7.2 设计考虑设计考虑 为了防止丝印重叠影响辨识，丝印到丝印的间距大于 5mil。 2.8网络天线网络天线 Net Antennae 2.8.12.8.1 规则说明规则说明 这一规则在设计的网络级标识任意的没有和其他元件连接而形成天线的导线或圆弧。这一给 定值设置多长的残线为容忍界限值以标识一个错误。默认值设置为 0。设置参数如下， 网络网络天线容忍天线容忍 Net Antennae Tolerance：设置天线的的容忍界限值。 2.8.22.8.2 设计考虑设计考虑 一般不允许出现一端浮空的布线（Dangling Line)，主要就是为了避免产生天线效应，减 少不必要的干扰辐射和接收。所以无特殊需要建议设置为默认值。 印制板设计规则检查说明 V1.0 15 3布局规则布局规则 Placement 3.1元件安全间距元件安全间距 Component Clearance 3.1.13.1.1 规则说明规则说明 规定元件间最小距离，设置参数如下， 垂直方向的校验模式垂直方向的校验模式 Vertical Check Mode：用于规定元件边界的校验模式，其中有两种模 式，元件边界校验模式、最短距离校验模式，下拉选项如下， InfinitedInfinited 无特指情况。 SpecifiedSpecified 有特指情况。 水平间距最小值水平间距最小值 MinimumMinimum HorizontalHorizontal GapGap：设定水平间距最小值。 垂直间距最小值垂直间距最小值 MinimumMinimum VerticalVertical GapGap：设定垂直间距最小值。 显示实际违例距离显示实际违例距离 ShowShow actualactual violationviolation distancesdistances：使能这一选项为了显示违例线来标 识两个元件间的最大违例，违例线可以用来显示和计算违例距离，以便通过移动元件来解决 这一违例。 3.1.23.1.2 设计考虑设计考虑 元器件的排列要便于调试和维修，亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元器件周围要 有足够的空间。一般的，BGA 与相邻元件的距离5mm；其它贴片元件相互间的距离 0.7mm；贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于 2mm；有压接件的 PCB，压 接的接插件周围 5mm 内不能有插装元、器件，在焊接面其周围 5mm 内也不能有贴装元、 器件。 印制板设计规则检查说明 V1.0 16 3.2元件高度元件高度 Height 用于设置 Room 中的元件的高度，不符合规则的元件将不能被放置。设置参数如下。 元件高度最小值元件高度最小值 Minimum:用于设定元件高度最小值，默认值 0mil。 元件高度推荐值元件高度推荐值 Preferred:用于设定元件高度推荐值，默认值 500mil。 元件高度最大值元件高度最大值 Maximum:用于设定元件高度最大值，默认值 1000mil。 印制板设计规则检查说明 V1.0 17 4布线规则布线规则 Routing 4.1布线宽度布线宽度 Width 4.1.14.1.1 规则说明规则说明 用于设置 PCB 布线时允许采用的导线的宽度，有最大、最小和优选之分。最大和最小宽度 确定了导线的宽度范围，而优选尺寸则为导线放置时系统默认采用的宽度值，它们的设置都 是在参数区域内完成。设置参数如下， 最小宽度最小宽度 Min Width：用于设置 PCB 布线时允许最小宽度。 最大宽度最大宽度 Max Width：用于设置 PCB 布线时允许最大宽度。 首选宽度首选宽度 Preferred Width：用于设置 PCB 布线时优选宽度。 分别地对线或弧的最大或最小宽度进行检查分别地对线或弧的最大或最小宽度进行检查 Check Tracks/Arcs Min/Max Width Individually：分别地检查线或弧落入最小和最大范围内，默认值为使能。 检查物理铜的最大或最小宽度检查物理铜的最大或最小宽度 Check Min/Max Width for Physically Connected Copper：检查线、弧、填充、焊盘、过孔落入最小和最大范围内，默认值为不使能。 特征阻抗驱动宽度特征阻抗驱动宽度 Characteristic Impedance Driven Width：选中改复选框后，将显示铜 模导线的特征阻抗值，设计者可以对最大、最小以及最优阻抗进行设置，默认值不使能。 只有图层堆栈中的层只有图层堆栈中的层 Layers in layerstack only：选中该复选框后，意味着当前的宽度规则 仅应用于在图层堆栈中所设置的工作层，否则将适用于所有的电路板层，系统默认为选中。 层特性表层特性表 Layer Attributes Table：可用于分别设置各层的布线宽度允许。 4.1.24.1.2 设计考虑设计考虑 线宽设置要考虑的因素如下， 印制板设计规则检查说明 V1.0 18 单板的密度 板的密度越高，倾向于使用更细的线宽。 信号的电流强度 当信号的平均电流较大时，应考虑布线宽度所能承载的的电流，线宽可参考以下数据，不同 厚度，不同宽度的铜箔的载流量见表 4-1-1。具体分析参见GBT 4588.3-2002 印制板的设计 和使用中 6.2 载流量一节。 表 4-1-1 走线宽度与电流的关系 铜皮厚度35um 铜皮t=10 铜皮厚度50um 铜皮t=10 铜皮厚度70um 铜皮t=10 宽度mm 电流 A 宽度mm 电流 A 宽度 mm 电流 A 0.15 0.20 0.15 0.50 0.15 0.70 0.20 0.55 0.20 0.70 0.20 0.90 0.30 0.80 0.30 1.10 0.30 1.30 0.40 1.10 0.40 1.35 0.40 1.70 0.50 1.35 0.50 1.70 0.50 2.00 0.60 1.60 0.60 1.90 0.60 2.30 0.80 2.00 0.80 2.40 0.80 2.80 1.00 2.30 1.00 2.60 1.00 3.20 1.20 2.70 1.20 3.00 1.20 3.60 1.50 3.20 1.50 3.50 1.50 4.20 2.00 4.00 2.00 4.30 2.00 5.10 2.50 4.50 2.50 5.10 2.50 6.00 可靠性要求 可靠性要求高时，倾向于使用较宽的布线和较大的间距。 PCB 加工技术限制 参见 1.1.2 节 4.2布线过孔类型布线过孔类型 Routing Via Style 4.2.14.2.1 规则说明规则说明 过孔类型规则用于设置布线过程中自动放置的过孔尺寸参数，设置参数如下， 印制板设计规则检查说明 V1.0 19 过孔直径过孔直径 Via Diameter：用于指定板上过孔直径的允许范围，可设定最大、最小、首选参 数值。 过孔的钻孔直径过孔的钻孔直径 Via Hole Size：用于指定板上过孔钻孔直径的允许范围，可设定最大、最 小、首选参数值。 4.2.24.2.2 设计考虑设计考虑 参考标准 表 4-2-1 为不同板厚所允许的过孔最小钻孔直径，表中反映了环境逐渐严格的三个等级，每 个等级所需满足的热循环条件也是依次严格的。 表 4-2-1 过孔的最小钻孔直径 mm（in） 1 级普通电子产品；2 级专用电子产品；3 级可靠性电子产品 过孔最大钻孔直径应小于最大线宽和 PCB 生产厂商的最大钻孔直径。 推荐选择 印制板设计规则检查说明 V1.0 20 制成板的最小孔径定义取决于板厚度，板厚孔径比应小于 5-8。 孔径优选系列如下： 孔径： 24mil 20mil 16mil 12mil 8mil 焊盘直径： 40mil 35mil 28mil 25mil 20mil 内层热焊盘尺寸： 50mil 45mil 40mil 35mil 30mil 板厚度与最小孔径的关系： 板厚： 3.0mm 2.5mm 2.0mm 1.6mm 1.0mm 最小孔径： 24mil 20mil 16mil 12mil 8mil 4.3差分对布线差分对布线 Differential Pairs Routing 4.3.14.3.1 规则说明规则说明 指定差分线对间的最大最小距离和最大解耦距离。设置参数如下， 最小间距最小间距 Min Gap：指定：指定差分线对间的最小距离。 最大间距最大间距 Max Gap：指定：指定差分线对间的最大距离。 优选间距优选间距 Preferred Gap：指定：指定差分线对间的优选距离。 最大解耦长度最大解耦长度 Max Uncoupled Length：指定：指定差分线对的最大解耦距离。 只有图层堆栈中的层只有图层堆栈中的层 Layers in layerstack only：选中该复选框后，意味着当前的宽度规 则仅应用于在图层堆栈中所设置的工作层，否则将适用于所有的电路板层，系统默认为选中。 印制板设计规则检查说明 V1.0 21 4.3.24.3.2 设计考虑设计考虑 即差分对的布线有两点要注意，一是两条线的长度要尽量一样长，等长是为了保证两个差分 信号时刻保持相反极性，减少共模分量。另一是两线的间距(此间距由差分阻抗决定)要一直 保持不变，也就是要保持平行。平行的方式有两种，一为两条线走在同一走线层(side-by- side)，一为两条线走在上下相邻两层(over-under)。一般以前者 side-by-side 实现的方式较 多。 等距则主要是为了保证两者差分阻抗一致，减少反射。对差分对的布线方式应该要 适当的靠近且平行。 所谓适当的靠近是因为这间距会影响到差分阻抗 (differential impedance)的值, 此值是设计 差分对的重要参数。需要平行也是因为要保持差分阻抗的一致性。若两线忽远忽近, 差分阻 抗就会不一致, 就会影响信号完整性(signal integrity)及时间延迟(timing delay)。 微带线计算差模阻抗（）公式如下， 0 Zdiff（4-3-1） 2 0（1 0.48 0.96 ） 其中 Z0=（4-3- 87 + 1.41( 5.98 0.8 + ) 2） 其中： W 是线宽，T 是线的厚度，S 是两线间边缘间距，H 则是线与最近参考板的距离。 对于公式中参数之间的相互推算可借助 Polar Si9000 工具辅助计算，例如 LVDS 匹配阻抗 典型值为 100，其范围为 90110 之间，根据上海欣丰卓群电路板有限公司提供的生 产工艺参数数据设置 H=0.1mm、Er=4.2、W=0.125mm、T=0.035mm。当 Zdiff=100 时， 计算出 S=0.1344mm5mil（推荐值）； 印制板设计规则检查说明 V1.0 22 图 4-3-1 Zdiff=100 时对 S 的计算 当 Zdiff=90 时，计算出 S=0.0831mm（最小值）； 3 图 4-3-2 Zdiff=90 时对 S 的计算 当 Zdiff=110 时，计算出 S=0.2654mm（最大值）； 10 图 4-3-3 Zdiff=110 时对 S 的计算 当然在实际的设计过程中应根据加工能力对各项参数值进行适当的取舍和近似。 印制板设计规则检查说明 V1.0 23 5表贴式元件规则表贴式元件规则 SMT 5.1表贴式焊盘引线长度表贴式焊盘引线长度 SMD To Corner 5.1.15.1.1 规则说明规则说明 用于设置 SMD 元件焊盘与导线拐角之间的最小距离。设置参数如下， 间距间距 Distance：这个值被设定为 SMD 焊盘边缘到布线拐角的最小距离限值，默认值 0mil。 5.1.25.1.2 设计考虑设计考虑 根据 SMT 焊盘与相邻导线间距不小于 0.3mm 这一规则给出该项设置的建议值为 0.3mm 5.2表贴式焊盘与内电层的连接间距表贴式焊盘与内电层的连接间距 SMD To Plane 5.2.15.2.1 规则说明规则说明 设置 SMD 与内电层（Plane）的焊盘或过孔之间的距离。表贴式焊盘与内电层连接只能用 过孔来实现，这个规则设置指出要离 SMD 焊盘中心多远才能使用过孔与内电层连接。设置 参数如下， 间距间距 Distance：该参数用于设定 SMD 焊盘中心距与内电层连接过孔中心的最大许可距离。 5.2.25.2.2 设计考虑设计考虑 且导通孔与焊盘边缘间距离大于 1mm。 5.3表贴式焊盘引出线收缩比规表贴式焊盘引出线收缩比规 SMD Neck-Down 5.3.15.3.1 规则说明规则说明 用于设置 SMD 引出线宽度与 SMD 元件焊盘宽度之间的比值关系。设置参数如下， 印制板设计规则检查说明 V1.0 24 收缩比收缩比 Neck-Down：这个比率值用于设定从 SMD 焊盘到连接线的最大收缩比率，默认值 为 50%。 5.3.25.3.2 设计考虑设计考虑 为便于布线、减少焊接时的热量散