Altium designer设计经验谈——常用规则的使用（二）
文章目录
- 前言
- 三、规则设置介绍——走线规则
- 1、Routing——>Width 线宽
- 2、Routing——>Topology 拓扑
- 四、规则设置介绍——平面层规则
- 1、Plane——>电源层连接样式 Power Plane Connect Style
- 2、Plane——>电源层间距距离 Power Plane Clearance
- 3、Plane——>多边形样式 Polygon Connect Style
- 总结
前言
在使用Altium designer软件PCB绘制电路中，要充分发挥自动化辅助工具的“自动化”性能，一旦应用得当，AD软件都会按照设置参数严格规范走线的宽度和间距、敷铜的区域和样式、焊盘的形状和孔径、过孔的大小和尺寸。
好处不仅如此，好的规则设置还会让加工和生产环节减少不必要的麻烦，更有意义的是，规则可以由设计团队共同维护，更好地让所有产品设计品质统一。
上一节介绍了PCB绘图中的规则——电气规则《Altium designer设计经验谈——常用规则的使用（一）》
请回看之前的分享，本节继续介绍其他规则。
三、规则设置介绍——走线规则
在PCB编辑上方菜单栏里，点选Design（设计）——>Rules（规则）,弹出规则设置，
常用的规则有Electrical（电气规则）、Routing（走线）、Plane（平面）。本节介绍电气规则Routing（走线）和Plane（平面）；
1、Routing——>Width 线宽
在这里能规定线径的最小值、最大值、和推荐值三个参数，还可以规定线径尺寸适用的范围，例如某些网络、元件、甚至是某些焊盘，这个功能给自动布线提供了方便。
如图+3.3V网络规定最小线径是10mil，最宽200mil，推荐30mil。
线径规范的总体原则是小线径考虑电流允许值和机械强度，大线径考虑回流焊散热情况。
表格中是常见回路使用的线径，需要指出的是，有的功率元件虽然使用了小型焊盘，但是不能以焊盘大小决定线径，例如在DCDC电源中，SW输出端连接储能电感，此处是大电流充放电回路，需要足够的走线宽度保证功率输出。下图U1的8脚SW端与功率电感之间使用了多边形（红色框内）
| 回路类型 | 线径 | 适用范围 |
|---|---|---|
| 大电流回路 | 多边形 | 地线、DCDC开关回路、供电桥接 |
| 电源线 | 30mil以上 | 24V 12V 5V 3.3V供电回路 |
| 小功率 | 20mil | 150mW小型继电器线圈回路、达林顿晶体管ULN2003的集电极、警示灯、通行指示器的MOS开关管回路漏极和源极、5W以下轴流风扇 |
| 数字回路 | 10mil | 单片机IO引脚、施密特反相器、三态门、比较器、RS232通讯芯片 、RS485通讯芯片 、CAN总线通讯芯片，光耦 |
| 电压采样回路 | 20mil以下 | DCDC转换器反馈回路、MOS管电流采样回路、LDO调整端分压电阻 |
| 单独地线回路 | 同电源正极回路 | 除了大面积地线之外的单独地线回路 |
不允许设计出让焊盘散热不均匀的走线，这会导致出现“曼哈顿现象”，影响产品质量。
2、Routing——>Topology 拓扑
这指的是各个网络节点之间的走线规范，默认选择shortest，即最短原则。
四、规则设置介绍——平面层规则
在平面规则中，有三个子项目，分别是电源层连接样式 Power Plane Connect Style、电源层距离 Power Plane Clearance、和多边形样式 Polygon Connect Style
1、Plane——>电源层连接样式 Power Plane Connect Style
在此，有三种样式选择，缓和连接、直接连接和不连接，下图就是缓和连接，焊盘和周围敷铜是靠十字短线连接的。
这样既能保证电气连接，又能保证不会散热过快导致焊接失败。实际效果是这样的：
两个参数需要设置：air gap间隔 设为10mil，conducter width导线宽度设为10mil
2、Plane——>电源层间距距离 Power Plane Clearance
这个距离是不同层的安全距离，一般设为20mil
3、Plane——>多边形样式 Polygon Connect Style
多边形有缓和连接、直接连接和不连接三种。
使用多边形最多的两个场景一个是地线敷设、另一个是大电流的走线，而根据元件的焊盘特点、网络的不同，需要单独设计多边形连接的的方式。
其中以PolygonConnect_Via为例，过孔单设为直接连接，因为过孔不是焊盘，不需要考虑焊接情况。在Polygon Connect Style下单独设PolygonConnect_Via子项，将VIA过孔设为直接连接。
规则条件
注意，上面黄框where the first object matches 选项为all，意思是第一对象匹配的范围是“全部”，在where the second object matches里，在custom query定制查询框，选择的是IsVia，再在下面的连接样式中选择了Direct Connect直接连接。
合起来的意思是：在所有情况下，对于过孔这类对象，连接方式为直接连接。
以PolygonConnect_Net2为例，在第一对象匹配的定制查询框中，设置了5个网络的名称，InNet(‘NetC3_1’) Or InNet( ‘NetF1_2’ )Or InNet( ‘NetF1_1’ )Or InNet(‘+12V’) Or InNet(‘NetC1_1’)，他们直接的关系相是OR,也就是平行相等的关系，第二对象匹配的范围是ALL.即全部情况，下面的连接样式中选择了Direct Connect直接连接。
这个规则的表达意思是：这五种网络，全部设置为直接连接，没有任何前提条件。
以PolygonConnect_Componet1为例，在第一对象匹配的定制查询框中，设置InNet(‘+48V’)，第二对象匹配的范围是元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、C32和C65, 下面的连接样式中选择了Relief Connect缓和连接。
这个规则表达的意思是：在+48V网络范围里，只有这8种元件的连接方式是导线宽为40mil，空隙为10mil的缓和连接方式。
一般来说，就属多边形的规则细分项目最多，原因之一是电路网络种类多，个别网络对电流的要求不同；
第二是元器件的焊盘封装大小形状各不相同，为了适应回流焊的工艺要求，连接方式必然要做个性化调整；
第三是多边形应用场景越来越多，不仅限于之前的地线网络，俗称“铺地”，进来也应用于大电流、开关电路等场合，随着产品复杂程度增高，多边形的应用场景会更多。
总结
1、上节介绍了Electrical（电气规则），本节介绍PCB常用另外两个规则：走线规则和平面层规则；
2、走线规则常用的包括Width 线宽 和Topology 拓扑 ；平面层规则包括电源层连接样式 Power Plane Connect Style、电源层间距距离 Power Plane Clearance和多边形样式 Polygon Connect Style；
3、多边形的规则细分项目最多，因为不同回路要求电流大小不同，连接方式必然要做个性化调整；