クリアランス設計ルール

ルールカテゴリ: 電気

ルール分類: バイナリ

概要

このルールは、銅層上の任意の2つのプリミティブオブジェクト間で許可される最小クリアランスを定義します。クリアランスには単一の値を指定することも、専用の最小クリアランスマトリックスを使用して異なるオブジェクトペアに対する異なるクリアランスを指定することもできます。後者は、ルールの範囲指定と組み合わせることで、最も厳しいクリアランスのニーズにも対応するための簡潔でターゲットを絞ったクリアランスルールセットを構築する柔軟性を提供します。

制約

クリアランスルールのデフォルト制約。画像にマウスを乗せると、利用可能な2つのモードを比較できます。

ルールの範囲は一連のオブジェクトを返し、以下の詳細な制約がそのオブジェクトのセットに適用されます：

• 接続チェック - ルールスコープによって返されるネットオブジェクトのセットは、以下の方法でさらに絞り込むことができます:
  • 異なるネットのみ - 異なるネットに属する任意の2つのプリミティブオブジェクト間（例えば、異なるネット上の2つのトラック）に制約が適用されます。
  • 同じネットのみ - 同じネットに属する任意の2つのプリミティブオブジェクト間に制約が適用されます（例えば、同じネット上のビアとパッドの間、または同じネット内の2つのトラックセグメント間）。
  • 任意のネット - デザイン内の任意のネットに属する任意の2つのプリミティブオブジェクト間に制約が適用されます。これは3つのオプションの中で最も包括的で、オブジェクトが同じネットに属する場合も異なるネットに属する場合もカバーします。
  • 異なる差動ペア - 異なる差動ペアの異なるネットに属する任意の2つのプリミティブオブジェクト間（例えば、DiffPair1のトラックとDiffPair2のトラック）に制約が適用されます。同じ差動ペアの2つのネット内のプリミティブ間（例えば、DiffPair1_PとDiffPair1_N）にはルールが適用されません。この制約を使用して、差動ペア間のクリアランスを設定します。
  • 同じ差動ペア - 同じ差動ペアの異なるネットに属する任意の2つのプリミティブオブジェクト間（例えば、TX_PのトラックとTX_Nのトラック）に制約が適用されます。差動ペアのネットが一般的なクリアランスよりも近接していなければならない場合に、この制約を使用してクリアランスを設定します。

► 差動ペアクリアランスチェックについてもっと学ぶ 同一ネットのみのクリアランスルールが定義されている場合、一般的なアプローチは、2つのオブジェクトが接触している（つまり、接続されている）場合、それらはルールに違反しているとは見なされないということです。例外は、同じネット内のビアとSMDパッドオブジェクト間のクリアランスをチェックする場合です。ビアとSMDパッドがはんだマスククリアランスを持ち、2つが非常に近接している場合、2つのオブジェクト間のはんだマスクブリッジが消失し、はんだ付けプロセス中にはんだペーストがビアに流れ込み、SMDパッド上で悪いはんだ付けが発生します。ビアとSMDパッドがトレースで接続されているか、重なっていても、それらの間の距離が同一ネットクリアランスルール内のビア-SMDパッドクリアランスよりも小さい場合、違反とみなされます。 ビアとSMDパッドの間に許可される最小距離を設定するには、同一ネットクリアランスルール内でビア-SMDパッドクリアランスを設定します。ビアとSMDパッドが接触または重なる必要がある場合は、適切なVia Under SMD設計ルール（高速カテゴリー）を定義し、Allow Vias under SMD Pads制約を有効にする必要があります。

• フットプリント内のパッド間クリアランスを無視する - 同じコンポーネントのフットプリント内のパッド間クリアランスを無視するかどうかを指定するためにこのオプションをオン/オフ切り替えます。このオプションはデフォルトでは無効になっています。
• 最小クリアランス - 必要な最小クリアランスの値。ここに入力された値は、最小クリアランスマトリックスの全セルに複製されます。逆に、マトリックス内の一つ以上のオブジェクトペアに異なるクリアランス値が入力されると、最小クリアランスの制約はN/Aに変更され、ボード全体に単一のクリアランス値が適用されていないことを反映します。
• 最小クリアランスマトリックス - 設計内のさまざまなオブジェクト間クリアランスの組み合わせ間でクリアランスを微調整する機能を提供します。

クリアランスマトリックスの操作

多くのユーザーにとって、トラックとアークのプリミティブ間に大きな違いはありません。また、フィル、リージョン、ポリゴンオブジェクトに関しても、ほとんどのユーザーはこれらを単に「銅」と見なしています。この点を踏まえ、クリアランスルールのための最小クリアランスマトリックスは、2つのモードで動作するように強化されました：

• シンプル - このモードでは、トラックとアークオブジェクト（トラックキープアウトとアークキープアウトオブジェクトを含む）が単一のトラックエントリに統合されます。フィル、ポリ、およびリージョンオブジェクト（フィルキープアウトおよびリージョンキープアウトオブジェクトを含む）が単一の銅エントリに統合されます。シンプルモードは、既存のデザインを開く場合でも新しいデザインを開く場合でも、デフォルトのモードです。
• アドバンスド - このモードは、ソフトウェアの以前のバージョンに存在する伝統的なマトリックスで、すべてのオブジェクトが表示されます。

マトリックス内のクリアランス値の定義は、以下の方法で行うことができます：

• 単一セル編集 - 特定のオブジェクトペアの最小クリアランスを変更するには、セルをクリックして選択します。
• 複数セル編集 - 複数のオブジェクトペアの最小クリアランスを変更するには：
  • 列内の複数のセルを選択するには、Ctrl+クリック、Shift+クリック、およびクリック+ドラッグを使用します。
  • 行内の連続する複数のセルを選択するには、Shift+クリックとクリック+ドラッグを使用します。
  • 複数の行と列にわたる連続する複数のセルを選択するには、クリック+ドラッグを使用します。
  • 行のヘッダーをクリックすると、その行のすべてのセルをすばやく選択できます。
  • 列のヘッダーをクリックすると、その列のすべてのセルをすばやく選択できます。

全ての可能なオブジェクトの組み合わせに対して単一のクリアランス値を設定するには、最小クリアランス制約に必要な値を設定します。Enterをクリックすると、この値がマトリックスの適用可能な全てのセルに複製されます。または、マトリックスの左上にある空白の灰色のセルをクリックするか、Ctrl+Aのショートカットを使用します。これにより、マトリックス内の全てのセルが選択され、新しく入力された値を受け入れる準備が整います。 必要な選択が行われた後（単一セルまたは複数セル）、現在の値を変更するのは、新しい値を入力するだけの簡単な作業です。新しく入力された値を送信するには、別のセルをクリックするか、Enterを押します。選択された全てのセルが新しい値で更新されます。

複数セル編集の例。異なるクリアランス値が一つ以上のオブジェクトペアに存在するため、最小クリアランスの制約が
N/Aに変更されたことに注目してください。これは、すべてのオブジェクト間クリアランスの組み合わせに対して単一のクリアランス値が適用されなくなったことを反映しています。

穴とオブジェクトのクリアランスチェック

設計者は、シグナル層上のドリル穴の端と隣接する銅オブジェクト間のクリアランスを確認できます。これは、ドリル穴の近くにトラックをルーティングすることを防ぐのに特に有益です。それは、ボード製造中にドリルの潜在的なずれが発生した場合に影響を受ける可能性があります。クリアランスルールの最小クリアランスマトリックスの一番下の行は、望ましいクリアランスを定義するために使用されます。

デザイン内のドリル穴の端に近すぎる銅オブジェクトを検出するために、クリアランス値を設定します。

分割プレーンのクリアランスチェック

設計者は、内部プレーン層の分割プレーン領域間のクリアランスもチェックできます。クリアランスがどのように定義されるかは、最小クリアランスマトリックスを使用しているモードによって異なります：

• シンプルモード - 銅-銅セルを使用して必要な分割面間クリアランス値を指定します。
• アドバンスドモード - 領域-領域セルを使用して必要な分割面間クリアランス値を指定します。

違反は以下の形式で表示されます：

クリアランス制約: (<CurrentClearance> < <DefinedClearance>) 分割面 (<NetName>) と分割面 (<NetName>) の間の <InternalPlaneLayerName> 上,

例えば：

クリアランス制約：内部プレーン1上の分割プレーン(GND)と内部プレーン1上の分割プレーン(NetC6)の間で (32.36mil < 34mil)

内部レイヤー上の分割プレーン領域間のクリアランスチェック。この場合、34mil のクリアランス値が Region-Region セルに入力されています。クリアランスはマトリックスの Advanced モードを使用して定義されています。

差動ペアクリアランスチェック

差動ペアは独特の設計課題を提示し、しばしば特定のペア内クリアランスとペア間クリアランス、さらにはペアから他の全てのネットへのクリアランスを制御する第三のルールが必要とされます。これをサポートするために、制約領域には同一差動ペアおよび異なる差動ペアオプションを選択できるドロップダウンが含まれています。

例えば、差動ペア内のネットが一般的なボードクリアランスよりも厳しいクリアランスを必要とする場合、以下に示すように同一差動ペア制約オプションを使用することでこれを実現できます。ルールの範囲が設計内の全てのネットオブジェクトに適用されるとしても、制約設定はそれが同一差動ペア内のオブジェクトにのみ適用されるように制限していることに注意してください。

この結果は、ルールを差動ペアオブジェクト（例：InAnyDifferentialPair）にのみ適用するように範囲を指定することでも達成できます。下に示すように。このルールは、差動ペア内のネットから設計内の他の任意のネットオブジェクトへの間にも適用されるため、このアプローチはDiffPairNet-to-DiffPairNetおよび/またはDiffPairNet-to-Anyの要件を定義する他の優先度の高いルールがある場合にのみ使用すべきです。このアプローチを使用する場合、差動ペアルールの優先度も正しく設定されている必要があります。より厳しいクリアランス要件を持つルールがより高い優先度を持つべきです。

似たようなアプローチは、差動ペア間のクリアランスを制御するためにも使用できます。下の画像は、異なる差動ペアの制約を使用してこれを達成する方法を示しています。

前の例と同様に、異なる差動ペアの制約の代わりにルールスコープを使用しても達成できます。ルールの優先順位は、より厳しいクリアランス要件を持つルールが高い優先順位を持つように設定されている必要があることを覚えておいてください。

差動ペアネットと他の任意のネットオブジェクト間で異なるクリアランスを定義するには、以下のルールを使用できます。 このルールはさらに洗練され、差動ペアオブジェクトと非差動ペアオブジェクト間でのみ適用されるようにすることができます。下記のように示されます。

► 差動ペア設計ルールの範囲についてもっと学ぶ 差動ペア設計ルール

► 差動ペアルーティングについてもっと学ぶ 差動ペアルーティング

重複するルールの競合がどのように解決されるか

すべてのルールは優先度設定によって解決されます。システムは最高優先度から最低優先度へとルールを通過し、チェックされているオブジェクトに対してスコープ式が一致する最初のルールを選択します。

ルールの適用

オンラインDRC、バッチDRC、インタラクティブルーティング、オートルーティング、ポリゴン配置時。

注記

• ルールの制約を定義する際、接続チェックオプションは通常異なるネットのみに設定されます。同じネットのみまたは任意のネットが使用される例としては、同じネット上、または任意のネット上のパッドや他のビアに対してビアが近すぎる場合のテストがあります。
• 最小クリアランスマトリックスは、指定された接続チェック方法に関係なく適用されます。同じネット上のオブジェクト間と、異なるネット上のオブジェクト間で異なるクリアランスが必要な場合は、必要に応じて別々のクリアランスルールを定義してください。
• クリアランスマトリックスの適用可能な使用は、ルールのスコーピングに依存します。例えば、スコーピングがALL-ALLの場合、マトリックスの全てのセルが適用可能です（つまり、全ての可能なオブジェクトの組み合わせ）。しかし、スコーピングがIsVia-IsTrackに設定されている場合、Via-Trackオブジェクトのペアリングのための単一のセルのみが適用可能であり、マトリックスの他の全てのセルは使用されません。
• ポリゴンのクリアランスルールを定義する場合、実際にルールが適用されるのはポリゴン自体ではなく、ポリゴンのプリミティブです。InPolygon（またはInPoly）キーワードエントリーをこの場合、IsPolygon（またはIsPoly）の代わりにフルクエリに含めるべきです。特定のポリゴンクリアランスルールは、効果を持つためには、一般的なクリアランスルールよりも高い優先順位を与えられる必要があります。
• （プリントエレクトロニクスで）誘電体形状ジェネレータを自動モードで使用する場合、誘電体の形状は適用可能なクリアランス制約設計ルールの要件を満たすように自動的に拡張されます。
• プリントエレクトロニクスでは、ネット間のクリアランスは同じ層だけでなく、全ての層でテストされます。