这一章在干嘛?

本章讲 PCB 设计规则:为什么要设、在哪里设、几个关键参数怎么取值。

设计规则是什么

打开设计规则

关键参数与推荐取值

线宽与载电流的粗略关系

双面板 vs 四层板

设置建议:三步走

一页速查

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设计规则是什么

官方定义:设计规则是用于设置 PCB 基本设计原则,在设计规则中输入一个安全设计规则,可以保证 PCB 的设计不会出现设计问题。

换个说法:设计规则就是你和软件之间的契约——

  • 你告诉软件:“我的线至少要这么宽,两个不同网络的物体至少要离这么远。”
  • 软件负责:你布线时实时提醒,以及DRC 时逐条检查

为什么要先设规则再布线?

因为 DRC 是 按规则来判断对错 的。如果你不设规则(用默认值),会出现两种糟糕情况:

  1. 规则太松 → 你画了一堆实际工厂做不出来的线,DRC 却全绿,板子回来才发现问题;
  2. 规则太严 → 明明合理的走线被报一堆错误,你疲于应付。 开工前花 5 分钟按工厂能力把规则设好,能省掉后面几小时的返工。

打开设计规则

点击顶部菜单栏 设计 → 设计规则,即可在「设计规则」弹窗内修改设计原则。

图 16-1 顶部菜单 设计 → 设计规则 图 16-1 顶部菜单 设计 → 设计规则

图 16-2 「设计规则」弹窗,可逐项设置各项参数 图 16-2 「设计规则」弹窗,可逐项设置各项参数

关键参数与推荐取值

下面是初学者最需要关心的几项。取值按嘉立创等国内常见工厂的标准工艺能力给出:

参数含义新手推荐值说明
最小线宽铜箔走线的最小宽度≥ 6 mil(0.15mm)常规工艺 6mil 没问题;信号线建议 8~10mil
最小线间距不同网络铜箔的最小间隙≥ 6 mil(0.15mm)与线宽一致即可
最小过孔外径过孔(Via)的焊盘直径≥ 0.45mm常规 0.5mm 很稳
最小过孔孔径过孔的钻孔直径≥ 0.3mm(12mil)低于 0.3mm 要加钱,且良率下降
焊盘到走线间距焊盘与走线的最小间隙≥ 6 mil与线间距一致
丝印到焊盘间距丝印与焊盘的间隙≥ 0.15mm防止丝印上焊盘
板框到铜箔间距铜箔距板边的距离≥ 0.3mm防止铣边时伤到铜箔
最小字符高度丝印文字的高度≥ 0.8mm太小印不清

信号线和电源线要分开考虑

上面的推荐值是”能做得出来”的下限,不是”用得好”的值。实际设计中:

  • 普通信号线:810 mil(0.20.25mm)足够;
  • 电源线 / 大电流线:按电流算,越宽越好。经验参考:1oz 铜厚下,10 mil 线宽约可过 1A(表层)。1A 以上建议 20~30 mil 或铺铜;
  • USB 差分、天线等阻抗线:按阻抗计算结果设,通常需要专门的规则。 记住:过流靠线宽,耐压靠间距。

线宽与载电流的粗略关系

这是一个非常实用的参考(外层,1oz 铜厚,温升 10℃):

线宽约可承载电流
6 mil(0.15mm)0.5 A
10 mil(0.25mm)0.8 A
20 mil(0.5mm)1.5 A
40 mil(1.0mm)2.5 A
80 mil(2.0mm)4 A
铺铜(大面积)按面积折算,散热好得多

大电流别指望细线

常见翻车:电机驱动板、LED 灯带、电源模块上,用 10mil 的线走 3A 电流,结果线发热、压降大,严重的会烧断铜箔。 正确做法

  1. 按上表放大线宽;
  2. 空间不够就铺铜开窗加锡(在阻焊层开窗,焊接时堆锡加厚);
  3. 极端情况用跳线或加厚铜箔(2oz)。 判断简单标准:线摸着烫手,就是太细了。

双面板 vs 四层板

设计规则里还涉及层叠设置。初学者的选择:

类型层数成本什么时候用
单面板1最低极简电路,元件全在一面
双面板2低(推荐)90% 的项目用它
四层板4较高高速信号、BGA、需要完整地平面
六层及以上6+复杂产品

新手就用双面板

双面板顶层走横线、底层走竖线(或反之),过孔换层,成本低、布线自由度大,足够应付绝大多数项目。 不要一上来就挑战四层板 ,那需要考虑层叠、阻抗、参考平面,是另一个难度等级。

设置建议:三步走

  1. 开工前:按上表把最小线宽/间距/过孔填进去(保守值,宁可稍大);
  2. 布线中:对特殊网络(电源、差分)单独设规则,或手动加宽;
  3. 出文件前:再跑一次 DRC,确认零错误;如果工厂有特殊要求(比如它们做不到 6mil),按工厂能力调整规则后重跑。

去哪查工厂工艺能力?

下单页面(如嘉立创)都有「工艺参数」或「生产能力」页面,明确列出最小线宽、最小孔径、最小间距等。设计规则 就按你实际要下单的那家工厂的能力来设 ,这样 DRC 全绿就等于工厂能做,最保险。

一页速查

最小线宽     ≥ 6 mil(信号线建议 8~10 mil)
最小线间距   ≥ 6 mil
过孔        ≥ 0.3mm 孔 / 0.5mm 盘
板边间距    ≥ 0.3mm
丝印字高    ≥ 0.8mm
层叠        双面板(Top + Bottom)

下一章

规则定好了,第 17 章讲图层管理——理解 PCB 的每一层分别是什么、怎么切换和显示。