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标题: 【KiCad 】详解 KiCad 中的板边间隙设置 [打印本页]

作者: 谷谷小师妹 时间: 2024-4-24 12:03
标题: 【KiCad 】详解 KiCad 中的板边间隙设置
【KiCad 】详解 KiCad 中的板边间隙设置

“ 本文将详细介绍板边间隙规则的设置，包括如何为不同层定义不同的规则、如何处理半孔等。 ”

板边规则的定义

在介绍规则之前，我们先看下 KiCad 是如何定义板框的：使用 Edge.Cuts 层。

可以用图形对象手动绘制，也支持导入 SVG 或者 DXF 格式。但有一点要注意：板边的形状必须闭合。这里有个细节，绘制板框的线本身也是有宽度。KiCad 目前将板边间隙规则定义为电气对象到线条中心的距离（不是线条边缘）。完成边框的绘制后点击打开“电路板设置”->“约束”，就可以定义通用的 “铜箔到板边间距” 规则了

假设我们将间距设为“0”，看一下全板敷铜的效果。可以清晰地看到，敷铜一直延伸到了线条的中心。

下图是将间隙设为 “0.2 mm” 的效果：

不同层使用不同的板边间隙

有时候需要为不同的层定义不同的板边间距规则，比如一个四层板，外层板边间距为 0.25mm，内层板边间距为 0.4mm。这时就需要使用自定义规则了。

首先还是先定义一个通用的 0.25 mm 的板边间距规则：

然后再输入自定义规则：

Custom Rule的内容：

(version 1)

(rule "InnerEdgeClearance" (condition "A.existsOnLayer('In1.Cu') || A.existsOnLayer('In2.Cu') " ) (constraint edge_clearance (min 0.4mm)))仅对敷铜定义板边间隙有些场景需要定义板边规则应用的对象，比如下图中的设计只希望将板边间隙应用于敷铜，而不是封装：

同样需要先将通用的板边间隙规则设为 0 mm，然后为 Zone 使用自定义规则。这样 DRC 就不会报错，同时满足敷铜到板边的间距。

(version 1)
(rule "Clearance zone to board-edge" (constraint edge_clearance (min 1.5mm)) (condition "A.Type =='Zone' "))

半孔的使用方法

半孔又称 Castellated hole，是沿着 PCB 边界钻出的成排的孔，当孔被镀铜时，边缘被修剪掉，使沿边界的孔减半，让PCB的边缘看起来像电镀表面，孔内有铜。

模块类PCB基本上都设计有半孔，主要是方便焊接，因为模块面积小，功能需求多，所以通常半孔设计在PCB板最边沿，在锣外形时锣去一半，只留下半边孔在PCB上。

比如 ESP32-WROOM 或 Raspberry Pi Pico 微控制器板等 SMD 模块都使用半孔 PCB 的特殊安装方式。

半孔就是正常的 PTH 焊盘，只不过它被放在 PCB 板的边缘。下图为从 2D 及 3D 的模式观察半孔：

由于半孔处于 Edge.Cut 层的外框上，因此会违反板边距离的 DRC 规则，且因为 DRC 的约束，无法从半孔走线：

违反板边间隙规则

无法从板边半孔走线

即使从板内走线，但与半孔连接时，也会发生错误：

走线未连接到半孔中心

KiCad 7 版本之后，则完美解决了这一问题。只需单击半孔的属性，在“制造属性”处，将属性值改为 “半孔焊盘（仅限通孔）”即可。

修改属性后，DRC 会正确识别半孔，不再报 DRC错误，且连线也一起正常：

结束语

最后总结下为什么要定义板边间距规则：

制造要求：PCB制造过程中需要考虑板边的切割、铣削等加工操作。定义板边间距规则可以确保在加工过程中不会损坏电路板的功能区域或导致不良的外观。
组装要求：在PCB组装过程中，可能需要在板边附近安装组件、焊接引脚或使用夹具。定义板边间距规则可以确保在组装过程中有足够的空间和位置来进行操作，避免组装过程中的冲突或误操作。
电磁兼容性（EMC）：PCB板边附近的布局和设计可能会影响电磁干扰（EMI）或电磁耐受性（EMS）。通过定义合适的板边间距规则，可以降低电磁干扰的风险，确保电路板在EMC方面符合要求。
机械强度：PCB板边的设计和材料选择会影响电路板的机械强度和稳定性。定义板边间距规则可以确保板边的结构足够强壮，能够承受装配、运输和使用过程中的机械应力和振动。
安全性：PCB板边附近的元件或导线可能会对使用者造成危险，例如尖锐的边缘、高电压区域等。定义板边间距规则可以确保在安全距离内设计这些区域，避免安全风险。

总之，定义PCB板边间距规则的目的是确保PCB设计符合制造和装配的要求，以确保电路板的质量、可靠性和性能。

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