光电系统课程设计：第8章 PCB图设计

光电系统课程设计

(2016)

第8章

PCB图设计内容：编辑环境

创建一个新的PCB文件检查元件的封装导入设计

设置设计规则元件布局修改封装手动布线自动布线验证PCB板设计1.编辑环境层标签当层标签过多时，单击这两个按钮可以左右移动它们实时坐标偏移提示视图快捷键PCB的坐标原点单击层标签：选择工作层；Ctrl+单击层标签：高亮并选择工作层；Shift+S：可突出当前工作层，只有当前工作层的内容可被选择和编辑，其它层显示为暗灰色操作缩放、图纸拖动与原理图中一样操作选择操作与原理图中一样，但是因为PCB有多个工作层，如果在点选的位置上，有多个层的元素，AD会弹出一个带有缩略图的列表框询问具体需要点选的元素选择相似对象（“FindSimilarObjects”）和PCB检视器（“PCBInspector”）的使用与在原理图中一样，也可以用于批量更改元件属性拖动元件时，“Space”和“Shift+Space”与原理图中一样，可用于元件的旋转，但是“X”和“Y”键不可再用于元件镜像翻转图层显示选项（快捷键“L”）---层和颜色标签显示配置层名颜色是否显示预置的2D颜色配置机械层一般可隐藏

其它层(OtherLayers)

和系统颜色一般应显示

布局阶段需要显示：信号层内电层掩膜层丝印层

布线阶段可只显示：信号层内电层

布线时如需调整元件

位置应显示丝印层图层显示选项（快捷键“L”）---显示/隐藏标签用于选择显示某一类型元素的方式：完全显示草图显示隐藏元素：Arcs,Pad,Vias等电路板参数设置与PCB库文件中的图纸选项类似，不再赘述在编辑PCB文件时，要善于使用“G”键，实时地改变栅格大小，便于定位板层（电气层）设定Design>>LayerStackManager层名，对于内电层括号内显示默认连接到的网络介质厚度层压方式顶层和底层介电常数设置添加信号层添加内电层向上移动向下移动删除层属性设置铜箔厚度、介质厚度、默认网络、介电常数、等配置孔对，在含有盲孔或埋孔时需要配置特征阻抗计算(用于带状线和微带线)在机械层上放置描述叠层顺序的文字一个典型的6层板配置在文件面板中的“NewFromTemplate”区域（可能需要收起上面的其它区域才看得到）中，单击“PCBBoardWizard...”2.创建一个新的PCB文件单位设置对话框1000mils=1inch(英寸)、1inch=2.54cm（厘米）图纸类型设置对话框自定义或预定义的纸张大小以及一些专用的板卡模板。如果在图纸类中选择了自定义，则需要自行设置图纸尺寸和一些相关信息自定义板选项对话框设置一个2x2inch的PCB板。选择Rectangular并在Width和Height栏键入2000。信号层设置对话框（顶、底和内层布线层）数量和内电层数量，一般为偶数过孔形式设置对话框主要器件类型（贴片或穿孔）和器件是否分布在PCB的两面最小线宽、安全间距、最小过孔设置PCBBoardWizard结束对话框

选择File>>SaveAs来将新PCB文件重命名（用*.PcbDoc扩展名）。

键入文件名Multivibrator.PcbDoc并单击保存按钮。3.检查元件的封装在原理图编辑器内，执行Tools>>FootprintManager命令，显示封装管理器检查对话框。在该对话框的元件列表（ComponeneList）区域，显示原理图内的所有元件。用鼠标左键选择每一个元件，当选中一个元件时，在对话框的右边的封装管理编辑框内设计者可以添加、删除、编辑当前选中元件的封装。如果对话框右下角的元件封装区域没有出现，可以将鼠标放在Add按钮的下方，把这一栏的边框往上拉，就会显示封装图的区域。如果所有元件的封装检查完都正确，按Close按钮关闭对话框。封装管理器对话框打开原理图文件xxx.SchDoc。在原理图编辑器选择Design>>UpdatePCBDocumentxxx.PcbDoc命令。工程变更命令(EngineeringChangeOrder)对话框出现。4.导入设计单击ValidateChanges按钮，验证一下有无不妥之处，若执行过程中出现问题，关闭对话框。检查Messages面板查看错误原因，并清除所有错误。如果没有错误，则单击ExecuteChanges按钮，将信息发送到PCB。单击Close按钮，目标PCB文件打开，并且元件也放在PCB板边框的外面以准备放置。如果设计者在当前视图不能看见元件，使用热键V、D（菜单View>>>FitDocument）查看文档。5.设置设计规则

设置设计规则AltiumDesigner的PCB编辑器是一个规则驱动环境。在改变设计的过程中，如放置导线、移动元件或者自动布线，AltiumDesigner都会监测每个动作，并检查设计是否仍然完全符合设计规则。如果不符合，则会立即警告，强调出现错误。设计规则总共有10个类，包括电气、布线、制造、放置、信号完整性等的约束。激活PCB文件，从菜单选择Design>>Rules。PCBRulesandConstraintsEditor对话框出现。设计规则显示在对话框的面板的左边。【PCBRulesandConstraintsEditor】对话框Electrical（电气规则）

安全间距（Clearance）待检查的两个元素之一：这里是All待检查的两个元素之二：这里是All待检查的两个元素之间的最小间距，这里设为0.2mm导线、焊盘、过孔等导电对象之间的最小安全间距

短路规则（short-circuit）是否允许短路设定PCB上的导线是否短路

未布线网络规则（UnrountedNet）检查指定范围的网络布线是否成功，没有布线成功网络保持飞线。

未连接引脚（UnconnectedPin）检查指定范围内的元件引脚是否连接成功。

布线规则（Routing）

设置线宽、过孔形状尺寸、布线拓扑、布线层、封装出线等Routing-Width适用于“+5V0D”和“+5V0A”，最小线宽定为0.35mmRouting-RoutingViaStyle

设定过孔直径0.5~1.0mm，孔径0.3mm~0.6mm

制造规则（Manufacturing）HoleSize钻孔直径设置6.元件布局元件布局的基本规则布局时应结合原理图中功能单元的区分和信号的流向，结合原理图中的具体电路连接。按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路为一个模块。模块中的元件应采用就近原则。元件的外则距板边的距离为5mm.发热元件要均匀分布，不能紧邻导线和热敏元件。电源插座和连接器的间距应考虑方便焊接和插拔。定位孔周围1.27mm内不得贴元件。元件布局的基本规则安装孔周围3.5mm（M2.5螺钉）/4mm(M3螺钉)内不得贴元件。自动布局的效果往往远远不及手工布局，以手工布局为主，二者兼之。元件布局与布线二者交互进行。集成电路尽量采用同一方向布局。不要反方向。丝印标示文字尽量采用同一方向。不要反方向。贴片元件单边对齐，字符方向一致，封装方向一致。贴片焊盘上不能有通孔。手动布局在电路板中选中要布局的元件，然后按住鼠标左键不放

即可移动元件。按空格键90度旋转元件。交互式布局在原理图中选中一部分元件，这时在PCB中相应的元件

也被选中，

可以使用此功能快速将元件拖出，先粗布

局，然后再细布局，可节省大量时间快速对选定的元件布局在PCB中选定一部分元件，然后单击菜单:

Tools>>ComponentPlacement>>RepositionComponents命令然后在PCB要布局的区域单击，放置好一个元件后将

会自动将下一个已选出到光标，免除了反复去选中拖动

的动作，实现快速布局。基本操作用快捷键L以显示ViewConfigurations对话框。在SignalLayers区域中选择在BottomLayer旁边的Show选项，单击OK按钮，底层标签就显示在设计窗口的底部了。在设计窗口的底部单击BottomLayer标签，使PCB板的底部处于激活状态。在菜单中单击Place>>InteractiveRouting（P-T）或者单击放置（Placement）工具栏的按钮，光标变成十字形状，表示设计者处于导线放置模式。检查文档工作区底部的层标签。如果TopLayer标签是激活的，按数字键盘上的“*”键，在不退出走线模式的情况下切换到底层。“*”键可用在信号层之间切换。将光标定位焊盘（选中焊盘后，焊盘周围有一个小框围住）。左击鼠标或按Enter按钮，以确定线的起点，按ESC键以退出放置模式。7.手动布线两种走线选择Ctrl十左击鼠标，使用Auto－Complete功能，并立即完成布线（此技术可以直接使用在焊盘或连接线上）。起始和终止焊盘必须在相同的层内布线才有效，同时还要求板上的任何的障碍不会妨碍Auto－Complete的工作。使用Enter键或左击鼠标来连接线，可以直接对目标的引脚接线。在完成了一条网络的布线，右击或按ESC键表示设计者已完成了该条导线的放置。光标仍然是一个十字形状，表示设计者仍然处于导线放置模式，准备放置下一条导线。用上述方法就可以布其它导线。要退出连线模式（十字形状）再按鼠标右键或按ESC键。按End键重画屏幕，这样能清楚地看见已经布线的网络。在布线过程中按Space键将线段起点模式切换到水平/450/垂直。修改如果认为某条导线连接得不合理，可以删除这条线：方法选中该条线，按Delete键来清除所选的线段，该线变成飞线。然后重新布这条线。保存设计（快捷键为F,S或者Ctrl＋S）。8.自动布线取消布线从菜单选择Tools>>Un-Route>>All（快捷键U-A）取消板的布线。自动布线从菜单选择AutoRoute>>All弹出【SitusRoutingStrategies】对话框单击RouteAll按钮Messages显示自动布线的过程建议：先手工布电流线、GND和电流较大的线，

然后自动布线，最后手工调整！

保存

单击File＋Save命令（快捷键：F，S）来储存设计者设计的板。4.验证PCB板设计

选择Design>>BoardLayers&Colors（快捷键L），确认SystemColors单元的DRCErrorMarkers选项旁的Show复选框被勾选，这样DRC错误标记（DRCerrormarkers）才会显示出来。从菜单选择Tools