AD学习笔记（25）——PCB常用规则（Routing）

Routing

布线规则设置：
布线规则中着重关注的是线宽规则和过孔规则。在进行PCB设计时一般需要用到阻抗线，对每一层的线宽要求是不一致的，同时考虑到电源特性，对电源走线线宽有特殊线宽的要求。

Width（线宽）(！！！！！)

1、电源用于载流 线宽加粗
2、非阻抗走线 根据生产要求
大于6mil 6-4mil 小于4mil
3、阻抗走线如50欧姆 100欧姆差分 90欧姆差分 ，需要进行计算获得线宽

---

当在PCB设计中走线需要更改线宽，在走线的状态下执行Shift+W命令后，但没有自己所需要的线宽可以选择，因此，AD软件就提供了走线线宽选择的偏好设置。单击PCB界面右上角系统参数图标
或者快捷键OP打开优选项，在PCB Editor-Interative Routing中点击“偏好的交互式布线宽度”，在所弹出的窗口进行添加或删除，如图所示

当选择的走线无法生效时，请确保走线在规则允许范围内

规则的优先级设置
如果利用了规则叠加的方法进行规则设置，因为考虑到有些对象是包含与被包含的关系，需要设置规则的优先级来进行适配对象的区分。比如“All”，这个代码是包含“IsTrack”、“IsVia”等对象的，假如设置了“IsTrack-All”的间距为6mil，“All-All”的间距为5mil，这个时候必须把“IsTrack-All”间距规则放在“All-All”的前面，否则系统无法识别。

---

走线规则没有起作用时，确保规则是否“使能!
1、规则优先级有没有设置
2、规则有没有把使能开关打开

Routing Topology（布线拓扑结构）

定义
多个元器件间信号走线的连接方式，影响信号延迟和反射。
常见类型
星形拓扑（Star）：各分支从中心点等长引出，适用于多负载时钟信号，减少偏斜（Skew）。
菊花链（Daisy Chain）：信号依次串联，适合地址 / 数据总线，降低节点间反射。
点对点（Point-to-Point）：直接连接，用于高速差分信号（如 PCIe、USB）。

Routing Priority（布线优先级）

定义
不同信号类型的布线顺序，确保关键信号优先布线。
优先级策略
高速信号（如时钟、DDR 数据）> 电源 / 地网络 > 低速信号（如 GPIO、UART）。
差分对 > 单端信号，避免交叉干扰。
敏感信号（如模拟信号）需优先隔离，远离噪声源（如开关电源、时钟）。

Routing Layers（布线层）

定义
PCB 的导电层，分为信号层、电源层、地层。
分层原则
信号层：外层（Top/Bottom）适合低频信号，内层（Inner Layer）适合高速信号（屏蔽 EMI）。
电源 / 地层：相邻层配对（如 Layer2 电源，Layer3 地），利用层间电容滤波，减少电源噪声。
层叠结构：对称设计（如 4 层板：Top-Sig/Gnd-Pwr-Bottom），降低板弯和串扰。

Routing Corners（布线拐角）

定义
走线转弯处的形状，影响信号完整性和 EMI。
设计规范
45° 拐角：避免直角产生的电磁辐射和尖端放电，减少传输线阻抗突变。
圆弧拐角：用于超高速信号（如射频），进一步降低反射和寄生电容。
禁止直角 / 锐角：易导致蚀刻缺陷和电场集中。

Routing Via Style（过孔类型）（！！！！！）

定义
连接不同板层的金属化孔，分为通孔、盲孔、埋孔。
类型与应用
通孔（Through Hole）：贯穿全层，成本低，适用于低频信号。
盲孔（Blind Via）：从表层连接至内层，减少外层出线密度（如手机 PCB）。
埋孔（Buried Via）：内层间连接，节省表层空间，用于高密度封装（如 BGA）。
热设计：电源过孔需加大孔径（如 12mil）并增加焊盘，提升散热能力。
孔规则设置
过孔规则设置是设置布线中过孔的尺寸，可以设置的参数有过孔焊盘的直径和过孔中的通孔直径，也包括最大值、最小值和优选值。设置时须注意孔径直径和焊盘直径的差值不宜过小，否则将不宜于制板加工
常规设置为0.2mm及以上的孔径大小，一般的为了考虑成本设置为0.3mm，也就是12mil的孔径。
焊盘大小的计算公式一般为
（2N正负2mil）N为孔径大小

孔环（从孔径边缘到焊盘边缘的大小） >= 4mil

需要注意Routing Via Style只是一个检查规则，它不会根据你修改的规则去实时更改过孔的大小，而是到最后去检查放置的过孔是否符合规则要求（需要与线宽规则进行区别）

如果需要提示的话可打开在线DRC

那么如何修改默认过孔大小？
可以进入设置——>PCB editor ——> defaults找到via进行修改

对于电源附近的过孔需要单独设置过孔规则（加大）如：

Fanout Control（扇出控制）

定义
从 BGA 或 QFP 等密脚距元件引脚引出走线的策略。
扇出规则
对于 0.5mm 间距 BGA，采用 “1 过孔 / 引脚” 或 “2 引脚共用 1 过孔” 模式。
优先扇出电源 / 地引脚，减少内层过孔冲突。
层分配：扇出层通常为表层，过孔连接至内层信号层，避免跨层干扰。

Differential Pairs Routing（差分对布线）（！！！！！）

定义
成对传输相位相反的信号（如 USB、HDMI），利用共模抑制减少噪声。
关键规则
等长与等距：长度偏差 ≤ 10mil，间距保持 2× 线宽（降低串扰）。
阻抗匹配：差分阻抗（如 100Ω）通过线宽、间距和层厚计算。
连续换层：换层时需成对添加过孔，避免参考平面断裂导致阻抗突变。
隔离处理：远离单端信号和电源层，必要时用地线包围差分对。
差分对的添加
在原理图或者PCB中都可以添加差分对
在原理图中添加差分对需要注意两根差分线的名称需要有所关联，且需要用后缀来区分（如_N或者_P等等)
在PCB中添加差分线的操作如下：
1、打开PCB切换至Differential Pairs Editor，默认面板如下

2、点击添加，在跳出的界面中输入对应的正网络和负网络，输入差分对名称，最后点击确定完成差分对的创建

2、从网络创建（通过网络名称进行适配），点击从网络创建，在弹出的界面中输入在原理图中区分差分线时用到的后缀如：，最后点击执行即可创建差分线

2、通过脚本来进行添加，在PCB上点击对应的差分线即可以完成添加

差分线的规则设置
1、添加差分线的类（CLass）
快捷键DC ——> Differential Pairs classes，添加差分线阻抗类别（如90欧姆或者100欧姆）

2、将添加好的差分线进行分类

3、根据不同类别的差分，分别计算线宽
阻抗计算链接：https://shop.fany-eda.com/impedance

点击计算后，会给出几种方案，需要根据方案中的阻抗值适当调整线宽和线距以便生产

4、根据计算出来的线宽和线距，设置差分线的布线规则