第3章-3.3-Protel-PCB-设计系统-4PCB设计实例

3.3ProtelPCB设计系统,本章先介绍印制电路板的设计流程，然后以双面印制电路板设计为例详细讲解设计过程，再介绍单面印制电路板和多层印制电路板设计方法。,3.3.4PCB设计实例,3.3.4PCB设计实例,一、PCB的设计流程二、双面PCB设计三、单面PCB设计四、多层PCB设计,一、PCB的设计流程,设计印制电路板可分为十几个步骤,二、1文件链接与命名,所谓的链接是将一个空白的PCB文件加到一个设计项目里面,一般情况下总是将PCB文件与原理图文件同放在一个设计项目中,1引入设计项目,命令【File】/【OpenProject】,二、1文件链接与命名,2建立空白PCB文件,命令【File】/【New】/【PCB】,将PCB文件拖至刚才的项目中,二、1文件链接与命名,3命名PCB文件,命令【File】/【SaveAs】将刚才的PCB文件另存,4移出文件,命令【RemovefromProject】,二、2电路板禁止布线区的设置,设置电路板禁止布线区就是确定电路板的电气边界。,禁止布线层（Keep-OutLayer）是PCB编辑中一个用来确定有效放置和布线区域的特殊工作层。,在手工布局和布线时，可以不画出禁止布线区，但是自动布局时是必须有禁止布线区的。,二、2电路板禁止布线区的设置,（1）设定当前的工作层面为“Keep-OutLayer”。,（2）执行菜单命令【Place】/【Line】,（3）适当位置单击，确定起点。然后拖动至某一点，再单击确定终点。,二、3数据的导入,命令【Design】/【ImportChangesFrom*.PrjPcb】,二、3数据的导入,单击校验改变按钮，系统对所有的元件信息和网络信息进行检查,二、3数据的导入,（3）单击执行改变按钮，系统开始执行将所有的元件信息和网络信息的传送,二、3数据的导入,（4）单击【Close】按钮，所有的元件和飞线已经出现在PCB文件中所谓的元件盒“Room”内,二、4PCB设计环境参数的设置,PCB设计环境参数包括板选项和工作层面采纳数设置。,一般有：单位制式光标形式光栅的样式工作面层颜色,二、4PCB设计环境参数的设置,1设置参数,命令【Design】/【BoardOption】,二、4PCB设计环境参数的设置,2.设置工作层面显示/颜色,命令【Design】/【BoardLayers&Colors】,二、5元件的自动布局,元件的布局有自动布局和手工布局两种方式,用户根据自己的习惯和设计需要可以选择自动布局，也可以选择手工布局。在一般的情况下，需要两者结合才能达到很好的效果,可以先利用AltiumDesigner的PCB编辑器所提供的自动布局功能自动布局，在自动布局完成后，再进行手工调整。,二、5元件的自动布局,（1）命令【Tools】/【CommentPlacement】,二、5元件的自动布局,（2）执行菜单中【AutoPlacer】命令,二、5元件的自动布局,（3）当选中统计布局方式选项前的单选框,二、5元件的自动布局,（4）设置好元件自动布局参数后，清除图中的布局空间“Room”，单击按钮，元件自动布局完成后的效果,二、6元件封装的调换,元件封装的选配或更换，无论是在原理图还是在PCB的编辑过程中，均可进行。,但是，在PCB的编辑过程中选配或更换元件封装，比较方便。,（1）双击需要调换封装的元件,二、6元件封装的调换,（2）单击元件参数对话框封装栏中元件名称后的浏览按钮,二、6元件封装的调换,（3）单击相关元件封装栏中封装名称，就可以浏览其相关的封装。,二、6元件封装的调换,（4）单击“OK”按钮，回到元件参数对话框，再单击该框中的“OK”按钮,二、7PCB与原理图文件的双向更新,1由PCB更新原理图,（1）命令【Design】/【UpdateSchematicin*.PrjPcb】，启动更改确认对话框,二、7PCB与原理图文件的双向更新,1由PCB更新原理图,（2）单击“Yes”按钮确认，弹出更改文件ECO对话框,二、7PCB与原理图文件的双向更新,1由PCB更新原理图,（3）单击“ValidateChanges”校验改变按钮，检查改变是否有效,二、7PCB与原理图文件的双向更新,1由PCB更新原理图,（4）单击“ExecuteChanges”执行改变按钮，将有效的修改发送原理图，完成后，“Done”列出完成状态显示,二、7PCB与原理图文件的双向更新,1由PCB更新原理图,（5）单击“ReportChanges”按钮，系统生成更改报告文件,二、7PCB与原理图文件的双向更新,1由PCB更新原理图,（6）完成以上操作后，单击“close”按钮关闭ECO对话框,2由原理图更新PCB,二、8元件布局的交互调整,所谓的交互调整就是手工调整布局与自动排列,先用手工方法大致地调整一下布局，再利用AltiumDesigner提供的元件自动排列功能，按照需要对元件的布局进行调整。,二、8元件布局的交互调整,1手工调整,手工调整布局的方法，同原理图编辑时调整元件位置是相同的,2自动排列,（1）选择待排列的元件。执行菜单命令【Edit】/【Select】/【InsideArea】或单击主工具栏中的按钮,（2）执行菜单命令后，光标变成十字形状，移动光标到待选区域，拖动光标拉开一个虚线框，使待选元件处于该虚线框中，最后单击“OK”按钮确定即可,二、8元件布局的交互调整,（3）执行菜单命令【Edit】/【Align】,根据元件相对位置的不同，选择相应的排列功能。,二、8元件布局的交互调整,（4）执行【Align】命令。按照不同的对齐方式排列选取元件,二、8元件布局的交互调整,（5）执行菜单命令【PositionComponentText】，将弹出文本注释排列设置对话框,二、9电路板的3D效果图,命令【View】/【Boardto3D】,二、10设置布线规则,设计规则有10个类别，覆盖了电气、布线、制造、放置、信号完整性要求等，但其中大部分都可以采用系统默认的设置，而用户真正需要设置的规则并不多。各个规则的含义将在第13章节中做详细讲解，这里只对本例涉及的布线规则予以介绍。,二、10设置布线规则,1设置双面板布线方式,命令【Design】/【Rules】,二、10设置布线规则,（1）布线层的查看：单击左侧设计规则（DesignRules）中的布线（Routing）类，该类所包含的布线规则以树形结构展开，单击布线层（RoutingLayers）规则,二、10设置布线规则,（2）走线方式的设置：单击左侧设计规则（DesignRules）中的布线（Routing）类，该类所包含的布线规则以树形结构展开，单击布线层（RoutingTopology）规则,二、10设置布线规则,2设置一般导线宽度,所谓的一般导线指的是流过电流较小的信号线,单击左侧设计规则（DesignRules）中的布线宽度（Width）类，显示了布线宽度约束特性和范围,二、10设置布线规则,3设置电源线的宽度,所谓的电源线指的是电源线（VCC）和地线（GND）,（1）增加新规则：选定布线宽度（Width）右击，选择新规则（NewRule）命令,（2）设置布线宽度：单击新规则，在布线宽度约束特性和范围设置对话框的顶部的名称（Name）栏里输入网络名称Power，在底部的宽度约束特性中设定值。,二、10设置布线规则,二、10设置布线规则,（4）扩大约束范围GND项：单击“WhereTheFirstObjectMatches”单元的“Advanced（Query）”，然后单击“QueryHelper”按钮,二、10设置布线规则,（5）在对话框的上部是网络之间的关系设置栏，将光标移到InNet(VCC)的右边，然后单击下面的“or”按钮，此时Query单元的内容为InNet(VCC)or；单击“Categories”单元下的“PCBFunctions”类的“MembershipChecks”项，再双击“Name”单元中的“InNet”，此时“Query”单元的内容为“InNet(VCC)orInNet()”，同时出现一个有效的网络列表，选择GND网络，此时“Query”单元的内容更新为“InNet(VCC)orInNet(GND)”,二、10设置布线规则,二、10设置布线规则,（6）单击语法检查“CheckSyntas”按钮，出现信息框，如果没有错误，单击“OK”按钮关闭结果信息，否则系统给予提示，应予修改。,（7）结束约束选项设置：单击按钮，关闭“QueryHelper”对话框，在“FullQuery”单元中的范围更新为新内容。,二、10设置布线规则,二、10设置布线规则,（8）设置优先权：通过以上的规则设置，在对整个电路板进行布线时就有名称分别为Power和Width的两个约束规则，因此，必须设置二者的优先权，决定布线时约束规则使用的顺序。,二、11自动布线,1自动布线方式,命令【AutoRoute】,二、11自动布线,2自动布线的实现,命令【AutoRoute】/【All】,出布线策略对话框,二、11自动布线,（2）如果所选的是默认双层电路板布线，单击“RouteAll”按钮，即可进入自动布线状态，可以看到PCB上开始了自动布线，同时给出信息显示框,二、11自动布线,（3）自动布线完成后，按End键重绘PCB画面,二、12手工调整布线,1拆线功能,命令【Tools】/【Un-Route】,二、12手工调整布线,2手工布线,（1）启动导线放置命令：执行菜单命令【Place】/【InteractiveRouting】，或单击放置工具栏的放置导线按钮。,（2）布线时换层的方法：双面板顶层和底层均为布线层，在布线时不退出导线放置模式仍然可以换层。,（3）放置导线：接步骤（1）移动光标到要画线的位置单击，确定导线的第一个点。,二、12手工调整布线,2手工布线,（4）退出放置导线模式：右击或按Esc键取消导线放置模式。,二、13加补泪滴,命令【Tools】/【Teardrops】，弹出加补泪滴操作对话框,设置完成后，单击“OK”按钮，即可进行加补泪滴操作。,二、13加补泪滴,二、14放置敷铜,放置敷铜是将电路板空白的地方用铜膜铺满，主要目的是提高电路板的抗干扰能力。通常将铜膜与地相接，这样电路板中空白的地方就铺满了接地的铜膜，电路板的抗干扰能力就会大大提高。关于放置敷铜的操作方法和敷铜的类型请参阅第11章中的相关内容。,二、15设计规则DRC检查,命令【Tools】/【DesignRuleCheck】,二、15设计规则DRC检查,单击“Electrical”选项，弹出在线检查或一并检查对话框,二、15设计规则DRC检查,设计规则检查结束后，会产生一个有关短路检测、断路检测、安全间距检测、一般线宽检测、过孔内径检测：电源线宽检测等项目情况报表,三、单面PCB设计,单面电路板工作层面包括元件面、焊接面和丝印面。元件面上无铜膜线，一般为顶层；焊接面有铜膜线，一般为底层。单面板也是电子设备中常用的一种板型。,单面电路板的设计过程与双面电路板的设计过程基本上一样，所不同的是布线规则的设置有所区别。项目的建立、原理图绘制、PCB文档的建立及文件的导入和PCB元件的排布与双面板设计操作一样，所不同的是布线规则不同。,三、单面PCB设计,（1）撤销顶层布线允许,命令【Design】/【Rules】,三、单面PCB设计,（2）底层布线方式的设置,将底层（BottomLayer）中的走线模式设置为最短,三、单面PCB设计,（3）关闭对话框进行单面布线后效果,四、多层PCB设计,AltiumDesigner系统除了顶层和底层还提供了30个信号布线层、16个电源地线层，所以满足了多层电路板设计的需要。一般常用的有四层板、六层板等。,四层电路板是在双面板的基础上，增加电源层和地线层。其中电源层和地线层用一个敷铜层面连通，而不是用铜膜线。由于增加了两个层面，所以布线更加容易。,四、多层PCB设计,（1）执行菜单命令【Design】/【LayerStackManager】，即可启动板层管理器,四、多层PCB设计,（2）选取TopLayer后，连续单击两次“AddPlane”按钮，增加两个电源层InternalPlane1（NoNet）和InternalPlane2（NoNet），,四、多层PCB设计,（3）双击InternalPlane1（NoNet），系统弹出电源层属性编辑对话框,四、多层PCB设计,（4）单击对话框“Netname”栏右边的下拉按钮，在弹出的有效网络列表中选择VCC，即将电源层1（InternalPlane1）定义为电源VCC。同样的操作将电源层2（I