Freerouting项目中TH焊盘间距问题的分析与解决方案

Freerouting项目中TH焊盘间距问题的分析与解决方案

freerouting Advanced PCB auto-router 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/fr/freerouting

问题背景

在PCB设计领域，自动布线工具Freerouting在处理通孔(TH)焊盘时出现了一个关键问题：布线过程中忽略了与TH焊盘之间的安全间距，导致走线直接穿过焊盘中央。这种情况在Freerouting 2.0.1版本及之前的1.9版本中均有出现。

问题现象分析

通过用户提供的设计文件分析，可以观察到以下典型现象：

1. 走线穿越焊盘：自动布线生成的走线直接穿过TH焊盘的中央区域，违反了基本的PCB设计规则
2. 间距规则失效：设计文件中设置的焊盘间安全间距(pin_pin规则)未被正确识别和应用
3. 优化过程报错：日志中显示多次"move via failed"错误，表明优化算法在尝试调整过孔位置时遇到障碍

技术原因探究

经过深入分析，该问题主要由以下几个技术因素导致：

1. EDA软件导出限制：当前EasyEDA Pro版本在设计文件导出时未能正确支持pin_pin规则的导出
2. 规则定义缺失：生成的.dsn文件中缺少关键的类型间距规则定义，特别是针对焊盘间(pin_pin)的特定间距要求
3. 多线程优化缺陷：虽然用户尝试使用单线程模式(-mt 1)，但优化过程中的过孔位置调整算法仍存在稳定性问题

解决方案与实践建议

针对这一问题，PCB设计工程师可以采取以下解决方案：

1. 手动添加间距规则

在.dsn文件中手动添加必要的间距规则定义，例如：

(rule(clear 6))
(rule(clear 6 (type default_smd)))
(rule(clear 6 (type smd_smd wire_area via_smd via_pin pin_pin track_pin)))
(rule(clear 6.3 (type via_via)))

2. 单位一致性检查

确保.dsn文件中使用的单位与Freerouting中设置的单位一致（通常为mil），避免因单位不一致导致的规则应用错误。

3. 设计验证步骤

完成布线后应执行以下验证：

• 使用DRC(设计规则检查)功能全面检查间距违规
• 重点关注TH焊盘区域，确认走线保持安全距离
• 检查优化后的过孔位置是否合理

长期改进方向

从工具链完善的角度，建议：

1. EDA软件改进：期待EasyEDA Pro未来版本能够完整支持所有间距规则的导出
2. Freerouting优化：建议开发团队增强对不完整规则文件的容错处理能力
3. 多线程稳定性：需要进一步优化多线程布线算法，减少优化过程中的错误

总结

TH焊盘间距问题是PCB自动布线中常见的设计挑战。通过理解问题本质，采取适当的手动规则补充和验证措施，设计工程师可以有效规避这类问题。同时，我们也期待相关工具链的持续改进，为PCB设计提供更加可靠高效的自动化解决方案。

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