Altium Designer教程——PCB

前置

• 绘制完原理图时，需要检查原理图库中的元件是否均具有封装，在PCB绘制中，原理图以封装形式显示
• PCB封装组成元素：
  （1）PCB焊盘：用来焊接元件管脚的载体
  （2）管脚序号：用来和元件进行电气连接关系匹配的序号
  （3）元件丝印：用来描述元件腔体大小的识别框
  （4）阻焊：防止绿油覆盖，可以有效地保护焊盘焊接区域
  （5）1脚标识/极性标识：主要是用来定位元件反向的标识符号

• PCB图层

常用层

1. Top layer：顶层，用于顶层布线，一般是红色
2. Bottem layer：底层，用于底层布线，一般是蓝色
3. Mechanical：机械层，一般用于绘制板框、定位孔等，一般是紫色
4. Keep out layer：禁止布线层，定义电气特性的布线边界，一般是粉色
5. Top overlay：顶层丝印层，用于绘制元器件编号等，一般是黄色
6. Bottom overlay：底层丝印层

特殊层

1. Top paste：顶层焊盘层，用于PCB顶层不被刷绿油的层，一般是灰色
2. Bottom paste：底层焊盘层，用于底层不被刷绿油的层，一般是深红色
3. Top solder：顶层阻焊层，定义PCB板顶层不可焊的区域，简单来说就是该区域不会被刷上绿油，一般用在焊盘上，一般是深紫色
4. Bottom solder：底层阻焊层，一般是粉色

一、PCB封装

• 可以在工具-封装管理器查看哪些元器件没有封装，如下图所示，IC7805无封装，需要手动绘制或者导入别人画好的封装

1.1 手动绘制

• 添加封装时，需要首先新建封装文件PCBLib，并点击保存，同原理图库一样进行绘制

• 注意：封装不同于原理图，封装是在PCB板用于贴片或者焊接的，所以必须严格按照元件尺寸等等要求进行绘制，所以需要手动绘制封装时，需要去查看芯片手册
• SOP封装-贴片封装；DIP封装-插件封装
• 一般在芯片手册中的封装尺寸均以mm为单位进行绘制，按快捷键Q切换单位，同时绘制时，需要注意图层

• 焊盘间距，需要复制两个一样的焊盘，选中，快捷键m，设定通过X、Y移动选定对象，输入间距

• 设定管脚号，一般从1开始，与原理图对应

• 丝印边框根据焊盘绘制

1.2 导入封装

• 自行绘制PCB封装一般较为繁琐，AD中可以导入别人绘制好的封装，右击工程文件夹-添加已有文档到工程，此操作只会添加在本工程中
• 想要在软件中添加封装库时，需要点击Components - Libraries Preferences

• 选择对应的封装，如下图所示

• 然后需要在封装管理器中将没有封装的器件和对应的封装一一匹配，如果想要移除原有的封装，可以选中原件然后移除封装

• 点击浏览就能看见前面导入的PCB封装库，然后一一对应封装

• 原理图与封装一一对应好后，点击接受变化-执行变更-关闭，再次查看封装管理器，所有的封装已经一一对应了
• 同时在原理图中，点击元件，点击封装-show，即可发现封装了

二、PCB

1.1 PCB布局

• 所有的元器件绘制好封装以后，进行PCB绘制，点击原理图文件-设计-Update PCB-执行变更

• 得到PCB后，首先删除红色框，可移动原点(编辑-原点-设置)，同时在机械层绘制板框，定义PCB板框-PCB板大小，然后在设计-板子形状-按照选择对象定义，绘制界面将会把板框铺满，板框线宽一般10mil

• 如果需要在板框周围设置禁止布线层，可以切换图层至-Keep out layer层进行设置，同时可以锁定板框坐标变动，避免错误操作

• 如果PCB板需要在四周挖孔固定时，点击工具-转换-以选中的元素创建板切割槽
• 导入PCB后如果发现封装偏移，可以在PCB库中更新封装
• 绘制PCB时，可以将原理图和PCB同框，单击需要分屏的原理图右键-水平分割(合并所有即可还原)

• PCB布局时，点击工具-交叉选择模式，开启此模式即可以发现在选中原理图元件或者PCB中时两者互相点亮关联
• 同时也可以修改关联部分，一般建议为元件

• 其中在工具-器件摆放-在矩形区域排列，即可移动在原理图中选中的部分进行摆放，非常方便，不需要选中后，自行去寻找元件在哪，同时也可以换快捷键
• 器件之间可以联合，选中一部分器件右键-联合-生成联合，移动时即为一整块移动，同时可以锁定器件

1.2 PCB打孔

• 在PCB中顶层走线绘制不了时，需要打孔并从底层走线，可按**快捷键+**打孔然后走线。图中过孔可以看出，当顶层无法走线时，通过打孔处理，然后从底层即可走线(过孔可以连接底层和顶层)

• 打孔最好错位打
  

1.3 PCB泪滴

• 泪滴：避免电路板收到巨大外力冲撞时导线与焊盘或者导线与导孔的接触点断开，也可使电路板显得更加美观；保护焊盘；信号传输时平滑阻抗，减少阻抗的急剧跳变等作用
• 工具-泪滴

1.4 PCB电源走线

• 电源走线考虑到供电问题，可以考虑铺铜皮或者加粗走线处理，正常信号线在10mil走线，加粗的电源线可以选择30mil
• 首先需要修改DR规则，设置最大宽度可为50mil，此时即可走30mil的电源线

1.5 PCB绘制常见规则

• 常用的PCB设计规则：间距规则，间距默认10mil，一般建议设置为6mil
• 焊盘间距可以忽略，因为焊盘之间是按照规则绘制的
• 设计-规则，打开规则之前需要打开在线的DRC检查：工具-设计规则检查-打开在线检查

• 布线线宽规则：PCB设计时需要用到阻抗线，对每一层的线宽要求不一致，同时考虑到电源特性，对电源走线线宽有特殊线宽的要求，电源一般线宽要大
• 默认规则线宽为10mil，同时注意规则线宽的使能和优先级

• 过孔规则：设置布线中过孔的尺寸，常规设置为0.2mm及以上的孔径大小，一般为了考虑成本设置为0.3mm，也就是12mil的孔径，尽量保持过孔的尺寸在2种以内

• 阻焊规则：指设置焊盘到绿油的距离，阻焊层一般要预留一部分的空间给焊盘，绿油不至于覆盖到焊盘上去，造成锡膏无法上锡到焊盘，防止绿油和焊盘相重叠。默认4mil，一般设置为2.5mil

• 焊盘连接规则：通孔焊盘的连接，默认设置为花焊盘连接(Relief)，均匀散热；表贴焊盘连接默认花焊盘连接，某些电源网络，如需增大电流，可以对单独某个网络或者某个元件采用全连接(Direct)方式；过孔连接一般是全连接

• 差分：通俗来说就是驱动端发送两个等值、反相(等大反相)的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态0还是1。
• 差分走线的线宽和间距对走线的阻抗有很大的相关性，我们基于阻抗控制需要设定走线的线宽大小和间距大小，最小线宽一般设置为5mil，间距设置为7mil

• 规则的导入和导出：设计时可以导出和导入规则，右键规则导出，并全选，如果需要恢复默认规则，新建PCB-导出-再导入原来的PCB
• 当PCB设计完成后，通常要进行DRC检查：检查设计是否满足各项电气规则检查，常见检查包括间距、开路及短路的检查，更加严格的还有差分对、阻抗线等检查。工具-设计规则检查
• 默认检测500个错误，当检查到500个错误时，就停止

• 在线打开，即可实时显示出DRC错误

1.6 PCB铺铜

• 绘制完PCB后，需要将PCB铺铜处理，一般是铺GND，点击工具-铺铜-铺铜管理器，点击板外形并修改铺铜网络和图层
• 其中如果想要隐藏铺铜和显示铺铜，点击工具-铺铜-Shelve(隐藏)/Resotre(显示)

• 铺铜变绿这是由于在线DRC检测到错误导致，可以检查错误也可以点击忽略在线DRC冲突

1.7 BOM表导出

• PCB绘制好以后，检查DRC，确认无误后，点击文件-智能PDF即可导出PCB的BOM表用于打板

快捷键

• shift+空格：切换线条的格式，斜角直角等
• shift+E：抓取中心点，保证对位精准
• shift+ctrl+X：开启或关闭交互模式
• 3/2：切换3D/2D视图
• shift+右键：3D视图下旋转PCB
• 按住shift：多个选中
• Q：切换mil和mm单位
• A：对齐器件
• Ctrl+点击命令：可以设置改命令快捷键
• L：顶层和底层切换
• N：隐藏或显示飞线
• U+M：多条线布线
• shift+R：忽略障碍物走线
• +：走线时按＋号设置过孔从底层走线
• shift+S：显示当前层
• ctrl+M：测量点到点距离或者点击报告-测量
• Tab：走线时tab进入属性修改线宽等