ARTICLE DETAIL

资讯详情

深耕郑州网站建设与运营推广的一线实战洞察。

Altium Designer规则设置详解:对齐嘉立创工艺,DRC一次通过

Altium Designer规则设置详解:对齐嘉立创工艺,DRC一次通过 很多玩Altium Designer的朋友第一次画板子时的状态基本都是原理图拉通、布局摆完、布线也能连上信心满满地把PCB文件交到嘉立创下单页结果系统噼里啪啦弹出一堆红色提示——“最小线宽小于工艺能力”“孔径超出范围”“槽孔比例不支持”轻则改文件重则整个规则体系推倒重来。更常见的是DRC检查里飘着几十个错误自己还不知道从哪下手。这个问题的根源往往不是你画板子的水平不够而是设计规则没有跟工厂的工艺能力对齐。Altium Designer说到底是一款工具规则设置就是你和制造端之间的“翻译层”——你在这里设定的线宽、间距、孔径、丝印粗细最终都会变成实际板子上铜箔的粗细、孔的大小、字能不能看清。今天这篇就从实战角度把AD规则设置的完整思路、关键参数、踩坑经验一次讲透重点适配嘉立创的常规工艺让新手少走弯路。1. 先搞清楚设计规则到底在管什么事1.1 设计规则不是越多越好先厘清边界打开Altium Designer的规则管理器Design → Rules或快捷键DR新手往往会被左侧一堆分类吓到Electrical、Routing、SMT、Mask、Plane、Placement……几十个规则面板每个都能填数值。实际上真正决定“能不能顺利打样”的规则集中在四类间距规则Clearance管不同网络之间最小能隔多远。线宽规则Width管一根走线最细能做多粗。过孔规则Routing Via Style管内径、外径的尺寸限制。制造相关规则Manufacturing包括孔径下限、丝印到焊盘的距离、阻焊桥宽度等。高速、差分、等长、拓扑这类规则是“进阶需求”没有100MHz以上的信号、没有阻抗要求时不需要一上来就全部设置。我在实际项目里见过有人把USB 2.0、千兆网、DDR3这些高难度规则模板全部开起来结果低速板子上DRC一片红最后根本分不清哪些错误是真问题、哪些是规则冲突误报。新手最稳妥的做法是先把“电气布线制造”这三类基础规则设置清楚跑DRC全绿再去按需叠加高级规则。1.2 “能布通”和“能生产”是两套标准很多新手有个误区DRC不报错就等于板子能做出来。这是不对的。Altium Designer的DRC检查的是“设计约束”而嘉立创这类制造方检查的是“工艺约束”。举个例子你在规则里把最小间距设成了0.15mm约6milDRC不报错但嘉立创常规工艺要求线宽线距最好能到0.127mm5mil以上——虽然6mil能过但如果你整板都是6mil你还能勉强做。反过来你设了线宽0.1mm4milDRC也不报错但工厂那边就会提示超过了常规工艺下限需要加价或者改板。所以做板之前先去嘉立创官网的“PCB工艺能力”页面看一眼当下的工艺参数再回来设置规则。工艺能力会随产线更新我这里给出的数字是基于长期打样经验的“常规值”只能作为参考下单前以后台参数为准。核心思路是给规则留足余量宁可保守不要激进。1.3 新手集中翻车的几个典型场景我帮人排查过不少打样失败案例踩坑高度集中在几类线宽低于工厂下限最常见。原理图里信号线全用8mil以上一般没事但BGA下面、QFN扇出时容易走细线一缩就缩到4mil以下。过孔内径小于0.2mm不少同学图省面积把过孔孔径设成0.15mm结果工厂要么加钱要么拒单。丝印压焊盘丝印直接盖在贴片焊盘上工厂提示“丝印到焊盘间距不足”轻则丝印被擦除重则影响贴片。板框画在不该画的层用Keep-Out层画边框是AD的常见习惯但嘉立创那边解析时经常出现“边框不闭合”或“找不到板框”因为机械层和禁止布线层混用了。这些坑看起来无关痛痒但每一个都会让你在下单页反复改文件浪费时间。接下来我按嘉立创工艺参数逐项拆解给你一个可以直接抄的规则配置方案。2. 嘉立创常规工艺参数逐项拆解给规则找坐标2.1 先定物理骨架层叠、板厚与铜厚在配规则之前先要把层叠结构定下来。层叠决定了你需要设置哪些层面的规则板厚和铜厚则直接影响线宽载流能力。常规两层板Top层Bottom层中间绝缘介质默认板厚1.6mm铜厚外层1oz约35μm。这种结构最简单也是新手学习和大多数低速板的首选。常规四层板Top/GND/Power/Bottom或者Top/GND/Bottom/Bottom这种对称结构。四层板的优势是电源和地有完整平面信号回流路径短EMI表现好。嘉立创四层板的内层铜厚通常为0.5oz约18μm外层1oz下单时注意别用错。设计规则里的层叠设置操作路径Design → Layer Stack Manager。在这里确认层数、厚度、铜厚。对于没有特殊阻抗要求的板子选“FR-4、1.6mm、1oz”就行。有阻抗要求的需要在这里填写介质厚度和铜厚并算好阻抗线宽这部分后面单独讲。注意层叠结构不是画完板子才定的它直接决定了你在规则里填多大线宽、做不做参考平面。我建议每一个新PCB工程建立后第一时间就把层叠按目标成本设好不要默认用AD的初始模板因为模板可能默认是单面或两层但不是你想要的铜厚。2.2 线宽线距与载流能力别拍脑袋按电流算线宽线距是最核心的规则也是嘉立创下单时最常见的报错点。嘉立创常规工艺能力保守设值建议项目常规极限值建议设置值说明最小线宽0.127mm5mil0.15mm6mil以上极限能做但良率受限建议留余量最小线距0.127mm5mil0.15mm6mil以上线距跟线宽同理最小机械钻孔孔径0.2mm约8mil0.3mm12mil以上0.2mm可做但成本更高最小过孔内径0.2mm约8mil0.3mm12mil以上过小会影响电镀和良率过孔焊盘外径内径0.4mm0.6mm以上你设的内径越大外径跟随加大上面这个表是根据长期打样经验总结的“保守值”执行下来基本不会遇到工艺预警。大家也可以去嘉立创官网的工艺能力页核实最新参数再按需调整。线宽还有一个硬约束是载流能力。经验公式1oz铜厚、温升10℃线宽mm可过电流A使用场景0.254mm10mil约0.5A普通信号0.5mm约20mil约1A小电源、LED1mm约40mil约2A中等电流电源2mm约80mil约4A较大电源走线这个表是工程经验值不是绝对精确但对新手规划线宽足够用。例如一个5V/1A的电源模块输出信号线至少要走0.5mm以上同时铺地铜作为回流路径。很多新手习惯性用10mil布所有线结果电源线细得像头发丝板子能打印出来但一上负载就发热掉压。具体在AD里不建议手动给每一根线单独设宽度而应该用“网络类Net Class”来管理这个我在第3部分详细讲。2.3 过孔、焊盘与槽孔机械精度不是无限自由的过孔是另一个高频坑。新手往往觉得过孔越小越高级实际上过孔太小会带来两个问题一是钻孔钻针本身有直径下限二是孔壁电镀困难良率下降。在AD里设置过孔时有两个参数要分清过孔内径Hole Size也就是钻头实际钻孔的直径。过孔外径Diameter包含焊盘环的总直径。如果内径为0.3mm外径至少应该到0.6mm这样环宽annular ring有单边0.15mm保证连接可靠性。很多新手喜欢用AD的默认过孔“0.3mm孔径/0.7mm外径”这个组合就很稳打样基本没问题。焊盘和槽孔Slot也要注意编带封装比如MELF、SMD电阻电容的焊盘尺寸要保持合理的长宽比焊盘之间距离太近会形成锡桥。嘉立创对异形槽孔也有工艺约束比如最小槽宽、槽长比例如果板子上要开散热槽、定位槽画完用DRC验证一下Manufacturing类的槽孔规则。我自己的习惯是普通信号过孔内径0.3mm外径0.6mm电源过孔内径0.4mm外径0.8mm甚至更大保证载流。一个小技巧电源模块的输入输出过孔可以多加几个并联单孔能力不够就用数量凑。2.4 丝印、阻焊、表面处理容易被忽略的“外观规则”丝印规则看起来不影响电气性能但直接决定板子回来好不好看、贴片时不不亮。嘉立创对丝印有明确的工艺约束最小字高约0.8mm最小线宽约0.1mm约4mil丝印到焊盘的最小距离建议0.2mm以上。实际操作中AD默认丝印字体比较小很多新手放了一个“R1”就以为万事大吉成品板子回来一看字糊成一团原本“R100”看成“R1OO”。设置方法在丝印层Top Overlay/Bottom Overlay放置文字后双击文字对象在属性栏把Text Height设置为1mm左右、Stroke Width设置0.15~0.2mm。如果板子空间足够丝印字高做到1.2mm以上更好工厂做出来边界清晰。阻焊Solder Mask相关的规则容易被忽略。对于BGA区域、高密度引脚IC软件会检查“Minimum Solder Mask Sliver阻焊桥最小宽度”简单说就是两焊盘之间的阻焊绿油桥不能太窄否则做出来会掉油。常规建议阻焊桥宽度≥0.1mm这个在AD规则里有专项设置。表面处理工艺喷锡、沉金、OSP不属于规则设置但在下单时要选。常规双面板默认“喷锡”最便宜对新手够用要求平整度或长期存储选“沉金”成本会上升。这个不用改规则但要心里有数。3. 手把手配置规则从打开面板到DRC全绿3.1 定好单位与网格别在mil和mm之间两头乱开始设置规则前先把工程单位切好。Altium Designer默认是mil英制而嘉立创下单系统、工艺能力页面大多数用mm。两者换算1mm 39.37mil1mil 0.0254mm。我建议在View → Toggle Units快捷键Q把单位切成mm规则数值也用mm来填。理由很简单嘉立创报错提示说“最小线宽0.127mm”你心里马上能换算过来不用反复掏出计算器。网格设置保持默认的0.25mm或0.5mm即可不需要为了“更细”做过小的网格反而容易画出不规则的斜线。3.2 核心规则设置Clearance、Width、Via Style先操作一遍最关键的规则路径Design → Rules然后在左侧分类里依次改这几项。Electrical → Clearance安全间距作用限制不同网络之间最小距离。推荐值全板0.15mm约6mil。板子密度不高时设0.2mm更保险。操作要领在Rules面板的Clearance里Where The First object matches一栏选择“All”Constraints里的Minimum Clearance填0.15mm或者0.2mm。这里有一个细节AD的Clearance规则也控制“同一个网络”的间距但对于同网络的铜箔这个设置不会影响连通性所以不用单独再设一条Same Net规则。新手不用管那些复杂的对象匹配先把默认规则改成0.15mm或0.2mm就行。Routing → Width走线宽度作用定义不同网络走线的宽度。推荐默认设0.25mm10mil。为什么是10mil因为10mil能覆盖绝大多数信号线而且在0.15mm间距规则下布线率较理想不容易出现密密麻麻的DRC报错。操作要领在Width规则里的Constraints中找到Preferred Width首选宽度、Min Width、Max Width都填0.25mm10mil。这样你按TW或ShiftW快捷键布线时默认线宽就是0.25mm。Routing → Routing Via Style过孔样式作用定义过孔内径和外径下限。推荐值Via Hole Size 0.3mmVia Diameter 0.6mm。操作要点在“All”规则里同时把Min和Max都设成一样的值比如内径最小0.3mm、最大0.3mm这样放置过孔时不会因为鼠标拖动出现尺寸漂移。有的新手只设置了Min没设Max结果放置过孔时系统自动生成一个超大孔的过孔DRC也不报错但实物做出来孔大得离谱。3.3 用Net Class做差异化约束电源线自动变粗全板统一10mil线宽对于电源线和地线显然不够。但现实中不可能整板都加粗否则大面积区域走不了线。这时要用“网络类Net Class”。Net Class的含义是把若干个网络归成一个类然后为这个类单独设定规则。举个例子把VCC、5V、3.3V这些电源网络都添进一个名为“POWER”的类然后对这个类设置宽度最小0.5mm、首选0.5mm、最大1mm。这样你在给电源网络走线时按ShiftW选择宽度系统会自动应用0.5mm而不是默认的0.25mm。具体操作在PCB界面按快捷键DCDesign → Classes打开对象类管理器。在Net Class下新建一个“POWER”类。把右侧可用的电源网络比如VCC、5V、12V全选加入这个类。同时可以新建“GND”类但GND网络通常用铺铜实现走线很少不设置也行。然后在规则编辑器里Routing → Width新建一条规则“Width_POWER”Where The First Object Matches选“InNetClass(POWER)”把宽度设为0.5mm以上。规则优先级里这条规则要高于默认Width规则把优先级数字调小数字越小优先级越高。同理可以做“CLK”类把时钟信号归入线宽10mil并设置与其他信号的间距稍大比如0.2mm减少串扰。这个技能特别值得新手花10分钟掌握它能让你从“一条一条手动改线宽”里解放出来也是体现“懂规则”和“只会画线”的分水岭。3.4 规则优先级与局部规则一个板子多种场景很多板子并不是全板同一个间距/线宽要求比如BGA区域需要更细的线距而MCU周边可以稍微宽松。AD的规则系统允许用“对象匹配条件”把规则限定在特定区域或特定对象上。常见做法Room规则在板子中画一个Room区域Design → Rooms → Place Rectangular Room然后为这个Room里的对象设置独立规则。比如把BGA区划为RoomRoom内线宽间距允许6milRoom外还是10mil。查询条件规则用“Where The First Object Matches”填查询表达式比如InComponent(U1)表示U1这块IC相关的走线、引脚使用该规则或者IsVia配合孔径做不同过孔类型的差异化设置。设置完多条规则后注意检查规则的优先级。方法在规则编辑器左上角点击“Priorities”按钮将多条相同类型规则按优先级排序。默认数字越小优先级越高。新手常见问题就是新建了规则但忘了调优先级导致新规则被原来的“All”规则覆盖自己看半天不知道问题在哪。经验如果不熟悉查询表达式可以点“Query Builder”按钮用图形界面去选择条件比手写表达式直观很多。优先级的验证也很简单在AD主界面左侧的PCB面板里切换到Rules标签能看到每条规则当前生效的对象数量。3.5 跑一遍完整DRC看报错还会不会吓人规则设置完成后按快捷键TDTools → Design Rule Check打开DRC窗口。设置要点勾选“Online DRC”和“Batch DRC”。在Report Options里把“Create Report File”勾上生成HTML或者文本报告。点击“Run Design Rule Check”系统会弹出一份报告下方Message面板里每一行对应一个错误。如果之前规则设置到位这个报告应该十分清爽最多几处提醒比如丝印稍小、孔径下限接近边界。如果满屏报错先看第一类报错是不是Clearance然后用Shift单击选中报错对象定位到具体位置检查。这里想单独夸一下AD的在线DRC设置里把Online DRC勾上之后你在布线、移动元件时系统会实时提示哪里间距不足。新手不要因为嫌烦而关掉它它是你学习“哪些地方该留距离”的最快方式。4. DRC报错与打样文件输出的高频问题4.1 高频报错对照看到这些错误默认怎么处理报错内容原因处理办法Clearance Constraint Violation间距小于安全距离定位后调整线距或者把该区域走线重布避免硬挤Un-Routed Net Constraint有网络未连接按快捷键TM布线完成提示查看飞线并补齐Hole Size Constraint Violation过孔或焊盘孔径低于下限全局搜索孔径为0.2mm以下的孔改到0.3mmMinimum Solder Mask Sliver阻焊桥过窄检查阻焊开窗规则必要时调整焊盘间距或阻焊开窗Silk To SolderMask Clearance丝印离焊盘太近把丝印文字、位号挪开或者缩小字高这些报错只要规则设置合理大部分都能避免。真正麻烦的是一类“规则冲突”自己设了多条规则比如有一条Room规则说区域内间距0.3mm一条默认规则说间距0.15mm而区域内有网络同时满足两条规则AD会按优先级高的来处理。如果优先级设反了报错就会很诡异明明肉眼间距都够DRC却显示违规。这种时候不要死磕走线回规则管理器检查优先级。4.2 输出生产文件为什么我建议用Gerber而不是直接传PCB现在嘉立创支持直接上传AD的.PcbDoc文件系统会自动解析生成生产文件。这个功能确实方便但对新手有一定风险系统解析AD文件时字体、线宽、keepout层、基准点这些信息偶尔会跟本地的显示不一致容易“所见非所得”。更稳妥的方式是用Altium Designer自己生成Gerber文件和钻孔文件然后将压缩包上传。步骤如下File → Fabrication Outputs → Gerber Files。在General选项卡里Units选InchesFormat选2:5这个分辨率最高GERBER文件会大一点但输出细节清晰。进入Layers选项卡勾选需要的层Top Layer、Bottom Layer、Top Overlay丝印、Bottom Overlay、Solder Mask Top/Bottom、Paste Mask通常不需要贴片厂需要、Mechanical 1板框层。确认“Include unconnected mid-layer pads”之类的选项默认即可。点击OK生成GERBER。然后再用File → Fabrication Outputs → NC Drill Files生成钻孔文件。最后把Gerber、钻孔文件、以及一个说明文档最好注明板厚、铜厚、表面处理、板材一起打包上传。有一定经验后我还强烈建议使用Output Job文件统一管理输出。AD中新建一个.OutJob文件把Gerber Generation、NC Drill、BOM、PDF原理图等输出项全部挂进去以后每次出文件一键执行省去反复配置弹窗的麻烦。实测在项目迭代时特别省心你改一处规则或者换一版PCB文件重新跑一遍OutJob就能拿到全套生产文件。4.3 板框怎么画才能让嘉立创系统不报“边框异常”画板框是很基础的一件事但恰恰是新手踩坑最多的地方。AD里的板框常见两种画法在Mechanical 1层用Line画闭合轮廓然后选中轮廓Design → Board Shape → Define from selected objects。直接在Keep-Out层画轮廓这样板框和禁止布线区域共用。嘉立创解析文件时优先识别机械层的闭合板框。所以我的建议是用Mechanical 1层画板框然后定义成Board Shape同时再画一个Keep-Out轮廓作为禁布区。两个层都画一遍看似麻烦实际上非常稳。画完板框后要检查轮廓是否闭合。方法点击板框线如果它是一个连续的对象或由首尾相连的线段组成鼠标单击时会高亮整圈如果断成几截说明有未闭合的地方。嘉立创系统对未闭合板框的报错很常见必须提前检查。4.4 拼板、工艺边、V割与邮票孔的规则配合给嘉立创下单时如果单板尺寸小于某个限定比如小于10×10cm系统会提供免费拼板服务——多个同款小的子板拼在一个大板上提升板材利用率从而免费。这个免费拼板是嘉立创的特殊优惠不是所有厂商都有新手下单时留意一下就行。但如果你有特殊拼板需求例如异形板、需要邮票孔、或者板边有半孔就需要自己在AD里拼板V割V-cut适合板边为直线的矩形板V割线在板子正反面开V型槽分板方便费用低。在AD里拼板时在机械层画V割线并做标记下单时备注V割处理。邮票孔Mouse Bites适合异形板或多段分板在不适合走V-cut的板边打一排小孔方便掰开。制作方式是在孔层放一排过孔孔径0.5mm左右、间距1.27mm并保证这部分区域不铺铜。工艺边Tooling Edge一般加5mm或10mm在拼板两侧加上用于贴片机轨道传输。手工调试、自己焊接的板子可以不加工艺边但做SMT贴片的话一定要加否则贴片厂会拒绝。这些操作不直接影响设计规则设置但会影响DRC里关于“如何定义板内对象”的检测比如工艺边的铜皮要走地网络并避让拼板边缘此时可以用Room或者规则条件来限制工艺边内部的间距。5. 打样前的最后检查清单与常见问题速查5.1 投板前30分钟我建议你按这个清单过一遍这个清单是在多次返工后总结出来的我现在每次打样前必做层叠结构确认层数、板厚、铜厚是否符合需求。板框检查机械层板框闭合Keep-Out层无遗漏尺寸是否为整数3D打印、外壳装配对尺寸很敏感。全局规则检查Clearance、Width、Via Style参数是否落在嘉立创常规工艺范围内。网络类检查电源类宽度是否加粗地网是否准备用铺铜实现。丝印检查丝印字高是否≥1mm是否有丝印压焊盘。过孔检查所有过孔孔径≥0.3mm外径≥0.6mm。跑完整DRC所有报错类型能看懂、能解释清。生成Gerber用Gerber Viewer比如嘉立创EDA的在线查看器打开生成的Gerber肉眼检查板框线宽层位是否正确。核对下单参数板材FR-4、板厚、铜厚、表面处理按需勾选。5.2 有阻抗要求的板子规则需要额外做什么如果你做的是USB、HDMI、以太网这类阻抗敏感信号光设置线宽间距不够还要考虑层叠结构里填写准确的介质介电常数、铜厚、PP片厚度。给差分对建立Differential Pair规则设置目标阻抗比如90Ω差分、100Ω差分等AD的规则系统可以根据叠层参数自动计算线宽线距。下单时明确告诉嘉立创“需要阻抗控制”并提供对应的阻抗计算表。新手如果只是做单片机、传感器板完全不需要碰阻抗设计但一旦接触高速信号不要试图用“感觉”设置线宽一定要用阻抗计算工具算一遍。嘉立创官方有阻抗计算小程序很多人搜“嘉立创阻抗计算神器”指的就是这个。你到官网或者公众号里找“阻抗计算”输入叠层参数和阻抗值它会给出推荐的线宽线距。把推荐的数值填进AD规则里的差分对规则再验证DRC基本能保证一次过。5.3 工艺参数复核一张表说清该在哪儿查参数项该去哪里核对操作建议最小线宽线距嘉立创官网“工艺能力”页以页面上最新的极限值为准我的建议是留20%余量最小孔径官网工艺能力页不过看“钻孔”一栏常规设0.3mm基本无忧最小丝印尺寸官网工艺能力页“丝印”一栏按官网能力再放大一点板框识别层嘉立创支持文件说明机械层Keep-Out层都画表面处理下单页选择默认喷锡有焊接平整度要求选沉金我接触过很多新手一开始把打样想得特别神秘其实流程本身就是“设计规则→生成文件→上传下单→等板→焊接调试”。把规则设置和工艺参数对齐后面的事就是水到渠成。最后再分享一个我个人一直坚持的习惯每完成一个PCB工程我会把所有规则配置通过Design → Rules旁边的按钮导出备份和原理图、PCB文件一起放在同一个项目目录下。这样哪怕某天AD设置被改乱了也能一键恢复。更关键的是每块板的“规则方案”其实就是你设计经验的沉淀——板上哪个网络要走粗线、哪个区域间距要放宽都在规则文件里一目了然下次做类似项目直接复用效率能翻倍。希望这篇规则设置的完整攻略能帮你把第一块板子顺利做出来。不用怕报错每个工程师的DRC面板都是从满屏红色慢慢变成全绿的报错其实是最好、最诚实的设计老师。我个人经验里真正省时间的不是“不犯错”而是“犯错后能快速定位规则问题在哪”——掌握了规则设置的逻辑你离一次点亮的目标就不远了。
返回列表