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最佳 PCB 设计规则系统，让您的电路板免于出错

Zachariah Peterson

| 已创建：June 2, 2026 | 已更新：July 1, 2026

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ECAD 软件通过在设计和布局工具中强制执行 PCB 设计规则与约束，确保设计人员严格遵循规范。对于任何新的设计，创建设计规则都是 PCB 设计人员的职责，其最终目标是确保功能实现和可制造性。随着时间推移，主流 ECAD 软件供应商已经发展出两种用于定义 PCB 设计规则的格式：基于类别的输入系统，以及基于矩阵的约束定义系统。

这两种格式都可以接受，也都能产生完全相同的结果；选择基于类别还是基于约束的设计规则定义方式，归根结底取决于个人偏好。无论你选择使用哪种机制，都应选择能够提供所需灵活性的 PCB 设计软件，以便你能够全面控制 PCB 设计规则的定义。

PCB 设计规则从何而来？

驱动 PCB 设计规则的因素有哪些？为什么这些因素很重要？PCB 设计规则通常基于以下几类需求来定义：

可制造性约束
装配约束
信号完整性要求
EMI/EMC 要求
作为 RF 设计的支撑条件而定义

以上仅仅是设计规则产生领域的一个横截面。请注意，PCB 设计规则并不是基于简单的电气功能来制定的。相反，大多数 PCB 设计规则和约束都是根据制造要求来定义的。如果一块电路板无法制造出来，那么设计它就没有意义，因此面向制造的设计（DFM）规则是行业技术内容中最基础的一类 PCB 设计规则。

PCB 设计规则与约束的区别

有些 PCB 设计软件使用“规则”一词，而另一些软件则使用“约束”一词。实际上，设计规则与设计约束之间几乎没有区别；两者的差异仅仅在于不同软件供应商所采用的术语。这两个术语主要是针对 ECAD 软件中创建 PCB 设计规则时的用户界面而言的。

基于这一点，PCB 设计软件供应商通常会按如下方式区分规则与约束：

设计规则通常定义在基于类别的系统中，其中各项规则按照层级类别进行组织（例如布线、制造、电气和布局）。每条规则都通过作用范围定义来确定其适用于哪些对象或网络，并通过专用配置对话框输入相应数值。规则还可以设置优先级，从而使更具体的规则覆盖通用默认规则。
设计约束通常定义在基于矩阵或表格的系统中，数值直接输入到网络类、层或对象类型交叉处的单元格中。这种方式会在类似电子表格的统一视图中呈现所有约束值，便于同时比较多个网络或类别中的数值。

在实际应用中，这两种方法在执行设计规则检查（DRC）时，都会实施相同的几何和电气检查。它们的区别纯粹在于工作流偏好：基于类别的规则提供更细粒度的作用域定义和优先级逻辑，而基于矩阵的约束则便于快速进行可视化比较以及跨整个设计执行批量编辑。

Altium Designer 的独特之处在于，它是唯一允许用户以设计规则或设计约束这两种方式完整定义设计与制造要求的 PCB 设计软件平台。其主要方法是使用基于类别的 PCB Rules and Constraints Editor，其中所有受支持的设计规则类别以层级方式列出。每条规则都可单独配置作用范围，以确定该规则适用于哪些对象、网络或网络类。

Altium Designer 中的 PCB Rules and Constraints Editor

Altium Designer 还提供了一个采用矩阵方式指定设计要求的约束管理器。该界面以表格式电子表格的形式展示所有设计约束，对于使用过其他 ECAD 软件平台的用户来说会非常熟悉，其中也包括 Cadence Allegro 和 Mentor Graphics 等传统平台。矩阵视图使设计人员能够同时查看所有约束值，一眼比较不同网络类之间的设置，并且无需逐个打开规则对话框即可进行批量编辑。

Altium Designer 中的 Constraint Manager

无论采用哪种方式，设计人员都能全面掌控其设计规范，这将有助于避免许多可能导致制造缺陷的基础性问题。为了帮助你通过任一方式访问主要设计规则，下表提供了有用的参考说明和访问细节。请按照这些说明操作，或查阅 Altium 文档以了解更多信息。

DFM 要求	基于规则的方法	基于约束的方法
最小走线宽度	在 Routing > Width 规则类别下定义，作用范围按网络类设置；最小值、首选值和最大值在配置对话框中输入	以数值形式输入到对应网络类所在行交叉处的宽度列中
铜到铜间距	在 Electrical > Clearance 规则类别下定义，针对网络类或对象对分别设置规则，并按具体程度设定优先级	直接输入到各网络类配对交叉处的间距矩阵单元格中
最小钻孔孔径	在 Manufacturing > Hole Size 规则类别下定义，针对不同过孔或焊盘类型指定最小值和最大值	以最小/最大值形式输入到各过孔类或元件组的钻孔尺寸行中
最小环宽	在 Manufacturing > Minimum Annular Ring 规则下定义，作用范围可应用于全局或特定焊盘类	在环宽列中输入单一数值，并按过孔或焊盘类应用
阻焊扩展	在 Manufacturing > Solder Mask Expansion 规则下定义，作用范围按元件类或焊盘类型设置	作为扩展值输入到每个焊盘或元件类对应的阻焊列中
板边间距	在 Manufacturing > Board Outline Clearance 规则下定义，可设置单一全局作用范围或按对象分别设置作用范围	作为间距值输入到板边行中，可统一应用或按对象类型应用

PCB 设计规则的类型与类别

任何新设计所需的主要设计规则，都可以根据产品规格以及电路板制造商的能力来确定。某些设计规则数值可能需要手动计算，这通常取决于以下几个可能因素：

某些行业标准中的建议或性能目标
直接来自 PCB 制造厂的工艺能力说明
机械约束，例如设备外壳带来的限制
信号完整性约束，例如阻抗或线与线间距
电源完整性要求，例如依据最小铜导体尺寸计算得出的要求

简单的设计规则数值可以直接以数字形式输入，尤其是在采用数值矩阵的约束管理方式时更是如此。其中最常见的是铜特征、元件、机械结构、钻孔、开槽以及 PCB 边缘之间的间距值。

下表总结了几乎适用于每个项目的最常见 PCB 设计规则。这些规则跨越多个类别（布线、可制造性等），可作为新项目中定义规则时的实用检查清单。

设计规则类别	具体规则名称	数值依据
布线	宽度	根据载流要求计算，或针对受控阻抗网络依据阻抗目标指定
布线	阻抗	使用场求解器工具，根据层叠结构几何参数、介电常数和目标特性阻抗计算得出
布线	差分对布线	根据差分阻抗目标、耦合几何结构和介质特性计算得出
电气	间距	由制造厂给出的最小铜间距规定，或根据电压隔离要求计算得出
制造	最小环宽	根据钻孔对位公差，由制造厂工艺能力说明直接给出
制造	孔径	由制造厂给出的最小钻孔直径规定，或根据过孔载流需求计算得出
制造	阻焊扩展	由制造厂针对阻焊层的对位公差规定给出
制造	板框间距	由制造厂的外形加工公差或机械外壳约束指定
高速	网络长度匹配	根据时序预算和同步接口的传播延迟要求计算得出
高速	最大过孔数量	根据高速通道的信号完整性仿真或损耗预算确定
布局	元件间距	由装配厂最小贴装公差或机械外壳约束指定

PCB 设计规则检查（DRC）

PCB 设计规则检查会以自动（在线）和分组（批处理）的方式运行，以确保 PCB 中的各项特征符合你的设计规则和约束。在线检查会在你创建 PCB 布局时标记错误，而批处理检查则会针对 PCB 中所有相关设计规则运行。

一旦报告出违规项，设计人员就必须对其中一些违规进行优先修正，这通常会导致 PCB 布局发生变化。任何设计的目标都是将 DRC 违规减少到零，而这通常需要在首次运行 DRC 后对 PCB 布局进行一定程度的修改。

将 DRC 违规降至零的过程，需要仔细更新 PCB 布局以消除这些错误，通常要对设计进行许多细微调整，直到问题全部解决。大多数情况下，这些错误涉及 PCB 布局中各类对象位置的轻微变动，或者某些走线重新布线、覆铜区域重新绘制等更新。完成这一过程后，设计人员将得到一份完全清理干净的 PCB 布局，并且它与项目开始时定义的约束保持一致。

零 DRC 是否等于零缺陷？

这个问题的答案是明确的：“不”。

这是因为，许多缺陷的成因超出了设计人员的控制范围，或者并不受 PCB 布局影响。举例来说，在某些设计中，即使 PCB 布局中的 DRC 为零，层叠结构设计和加工过程仍然可能影响制造缺陷。要确保设计没有缺陷，远远不只是完成 PCB 布局这么简单，还需要对 PCB 设计具备整体性的理解，涵盖从层叠结构到为制造指定主图纸等各个方面。

如需进一步了解 PCB 布局之外的一些常见缺陷成因，请观看下方视频。看看您是否能判断出，其中哪些问题可以通过 PCB 布局中的设计选择以及在 ECAD 软件中定义设计规则/约束来加以影响。

无论您需要构建可靠的电力电子系统还是先进的数字系统，都可以使用 Altium 完整的 PCB 设计功能和世界一流的 CAD 工具。Altium 提供全球领先的电子产品开发平台，配备业界优秀的 PCB 设计工具以及面向先进设计团队的跨学科协作功能。立即联系 Altium 专家！

常见问题

新 PCB 项目中的 PCB 设计规则来自哪里？

PCB 设计规则来源于制造能力限制、装配要求、SI/PI 目标、EMI/EMC 需求、RF 约束以及机械要求。许多基础规则，例如线宽、间距、钻孔尺寸、环宽和阻焊扩展，都直接来自制造商的工艺能力。

PCB 设计规则和 PCB 设计约束有什么区别？

两者的区别主要体现在工作流程上。规则通常在基于类别的编辑器中配置，而约束通常在表格或矩阵中输入。两者都可以在 DRC 期间强制执行相同的布局要求。

基于类别的设计规则是否比基于矩阵的约束更好？

不是。基于类别的规则更适合精细的作用域设置和优先级管理，而基于矩阵的约束更适合比较和批量编辑。最佳选择取决于设计本身以及设计人员的工作流程。

PCB 设计规则检查实际上验证什么？

DRC 会验证布局是否遵循已定义的规则和约束。它可以标记间距、线宽、孔径、环宽、阻焊、元件间距以及高速布线违规等问题。

通过 DRC 是否意味着 PCB 在制造中一定不会出现缺陷？

不是。通过 DRC 仅表示布局符合已定义的规则。缺陷仍可能来自层叠结构选择、制造偏差、文档不充分、装配问题或错误的规则取值。

Designing PCBs with Intelligent Rule Constraints Altium's Design Rules and Verification Solutions Constraints Documentation

关于作者

Zachariah Peterson拥有学术界和工业界广泛的技术背景。在从事PCB行业之前，他曾在波特兰州立大学任教。他的物理学硕士研究课题是化学吸附气体传感器，而应用物理学博士研究课题是随机激光理论和稳定性。他的科研背景涵盖纳米粒子激光器、电子和光电半导体器件、环境系统以及财务分析等领域。他的研究成果已发表在若干经同行评审的期刊和会议论文集上，他还为多家公司撰写过数百篇有关PCB设计的技术博客。Zachariah与PCB行业的其他公司合作提供设计和研究服务。他是IEEE光子学会和美国物理学会的成员。

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