光電系統(tǒng)課程設(shè)計：第8章 PCB圖設(shè)計

光電系統(tǒng)課程設(shè)計

(2016)

第8章

PCB圖設(shè)計內(nèi)容：編輯環(huán)境

創(chuàng)建一個新的PCB文件檢查元件的封裝導(dǎo)入設(shè)計

設(shè)置設(shè)計規(guī)則元件布局修改封裝手動布線自動布線驗證PCB板設(shè)計1.編輯環(huán)境層標(biāo)簽當(dāng)層標(biāo)簽過多時，單擊這兩個按鈕可以左右移動它們實時坐標(biāo)偏移提示視圖快捷鍵PCB的坐標(biāo)原點(diǎn)單擊層標(biāo)簽：選擇工作層；Ctrl+單擊層標(biāo)簽：高亮并選擇工作層；Shift+S：可突出當(dāng)前工作層，只有當(dāng)前工作層的內(nèi)容可被選擇和編輯，其它層顯示為暗灰色操作縮放、圖紙拖動與原理圖中一樣操作選擇操作與原理圖中一樣，但是因為PCB有多個工作層，如果在點(diǎn)選的位置上，有多個層的元素，AD會彈出一個帶有縮略圖的列表框詢問具體需要點(diǎn)選的元素選擇相似對象（“FindSimilarObjects”）和PCB檢視器（“PCBInspector”）的使用與在原理圖中一樣，也可以用于批量更改元件屬性拖動元件時，“Space”和“Shift+Space”與原理圖中一樣，可用于元件的旋轉(zhuǎn)，但是“X”和“Y”鍵不可再用于元件鏡像翻轉(zhuǎn)圖層顯示選項（快捷鍵“L”）---層和顏色標(biāo)簽顯示配置層名顏色是否顯示預(yù)置的2D顏色配置機(jī)械層一般可隱藏

其它層(OtherLayers)

和系統(tǒng)顏色一般應(yīng)顯示

布局階段需要顯示：信號層內(nèi)電層掩膜層絲印層

布線階段可只顯示：信號層內(nèi)電層

布線時如需調(diào)整元件

位置應(yīng)顯示絲印層圖層顯示選項（快捷鍵“L”）---顯示/隱藏標(biāo)簽用于選擇顯示某一類型元素的方式：完全顯示草圖顯示隱藏元素：Arcs,Pad,Vias等電路板參數(shù)設(shè)置與PCB庫文件中的圖紙選項類似，不再贅述在編輯PCB文件時，要善于使用“G”鍵，實時地改變柵格大小，便于定位板層（電氣層）設(shè)定Design>>LayerStackManager層名，對于內(nèi)電層括號內(nèi)顯示默認(rèn)連接到的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)厚度層壓方式頂層和底層介電常數(shù)設(shè)置添加信號層添加內(nèi)電層向上移動向下移動刪除層屬性設(shè)置銅箔厚度、介質(zhì)厚度、默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、介電常數(shù)、等配置孔對，在含有盲孔或埋孔時需要配置特征阻抗計算(用于帶狀線和微帶線)在機(jī)械層上放置描述疊層順序的文字一個典型的6層板配置在文件面板中的“NewFromTemplate”區(qū)域（可能需要收起上面的其它區(qū)域才看得到）中，單擊“PCBBoardWizard...”2.創(chuàng)建一個新的PCB文件單位設(shè)置對話框1000mils=1inch(英寸)、1inch=2.54cm（厘米）圖紙類型設(shè)置對話框自定義或預(yù)定義的紙張大小以及一些專用的板卡模板。如果在圖紙類中選擇了自定義，則需要自行設(shè)置圖紙尺寸和一些相關(guān)信息自定義板選項對話框設(shè)置一個2x2inch的PCB板。選擇Rectangular并在Width和Height欄鍵入2000。信號層設(shè)置對話框（頂、底和內(nèi)層布線層）數(shù)量和內(nèi)電層數(shù)量，一般為偶數(shù)過孔形式設(shè)置對話框主要器件類型（貼片或穿孔）和器件是否分布在PCB的兩面最小線寬、安全間距、最小過孔設(shè)置PCBBoardWizard結(jié)束對話框

選擇File>>SaveAs來將新PCB文件重命名（用*.PcbDoc擴(kuò)展名）。

鍵入文件名Multivibrator.PcbDoc并單擊保存按鈕。3.檢查元件的封裝在原理圖編輯器內(nèi)，執(zhí)行Tools>>FootprintManager命令，顯示封裝管理器檢查對話框。在該對話框的元件列表（ComponeneList）區(qū)域，顯示原理圖內(nèi)的所有元件。用鼠標(biāo)左鍵選擇每一個元件，當(dāng)選中一個元件時，在對話框的右邊的封裝管理編輯框內(nèi)設(shè)計者可以添加、刪除、編輯當(dāng)前選中元件的封裝。如果對話框右下角的元件封裝區(qū)域沒有出現(xiàn)，可以將鼠標(biāo)放在Add按鈕的下方，把這一欄的邊框往上拉，就會顯示封裝圖的區(qū)域。如果所有元件的封裝檢查完都正確，按Close按鈕關(guān)閉對話框。封裝管理器對話框打開原理圖文件xxx.SchDoc。在原理圖編輯器選擇Design>>UpdatePCBDocumentxxx.PcbDoc命令。工程變更命令(EngineeringChangeOrder)對話框出現(xiàn)。4.導(dǎo)入設(shè)計單擊ValidateChanges按鈕，驗證一下有無不妥之處，若執(zhí)行過程中出現(xiàn)問題，關(guān)閉對話框。檢查Messages面板查看錯誤原因，并清除所有錯誤。如果沒有錯誤，則單擊ExecuteChanges按鈕，將信息發(fā)送到PCB。單擊Close按鈕，目標(biāo)PCB文件打開，并且元件也放在PCB板邊框的外面以準(zhǔn)備放置。如果設(shè)計者在當(dāng)前視圖不能看見元件，使用熱鍵V、D（菜單View>>>FitDocument）查看文檔。5.設(shè)置設(shè)計規(guī)則

設(shè)置設(shè)計規(guī)則AltiumDesigner的PCB編輯器是一個規(guī)則驅(qū)動環(huán)境。在改變設(shè)計的過程中，如放置導(dǎo)線、移動元件或者自動布線，AltiumDesigner都會監(jiān)測每個動作，并檢查設(shè)計是否仍然完全符合設(shè)計規(guī)則。如果不符合，則會立即警告，強(qiáng)調(diào)出現(xiàn)錯誤。設(shè)計規(guī)則總共有10個類，包括電氣、布線、制造、放置、信號完整性等的約束。激活PCB文件，從菜單選擇Design>>Rules。PCBRulesandConstraintsEditor對話框出現(xiàn)。設(shè)計規(guī)則顯示在對話框的面板的左邊?！綪CBRulesandConstraintsEditor】對話框Electrical（電氣規(guī)則）

安全間距（Clearance）待檢查的兩個元素之一：這里是All待檢查的兩個元素之二：這里是All待檢查的兩個元素之間的最小間距，這里設(shè)為0.2mm導(dǎo)線、焊盤、過孔等導(dǎo)電對象之間的最小安全間距

短路規(guī)則（short-circuit）是否允許短路設(shè)定PCB上的導(dǎo)線是否短路

未布線網(wǎng)絡(luò)規(guī)則（UnrountedNet）檢查指定范圍的網(wǎng)絡(luò)布線是否成功，沒有布線成功網(wǎng)絡(luò)保持飛線。

未連接引腳（UnconnectedPin）檢查指定范圍內(nèi)的元件引腳是否連接成功。

布線規(guī)則（Routing）

設(shè)置線寬、過孔形狀尺寸、布線拓?fù)?、布線層、封裝出線等Routing-Width適用于“+5V0D”和“+5V0A”，最小線寬定為0.35mmRouting-RoutingViaStyle

設(shè)定過孔直徑0.5~1.0mm，孔徑0.3mm~0.6mm

制造規(guī)則（Manufacturing）HoleSize鉆孔直徑設(shè)置6.元件布局元件布局的基本規(guī)則布局時應(yīng)結(jié)合原理圖中功能單元的區(qū)分和信號的流向，結(jié)合原理圖中的具體電路連接。按電路模塊進(jìn)行布局，實現(xiàn)同一功能的相關(guān)電路為一個模塊。模塊中的元件應(yīng)采用就近原則。元件的外則距板邊的距離為5mm.發(fā)熱元件要均勻分布，不能緊鄰導(dǎo)線和熱敏元件。電源插座和連接器的間距應(yīng)考慮方便焊接和插拔。定位孔周圍1.27mm內(nèi)不得貼元件。元件布局的基本規(guī)則安裝孔周圍3.5mm（M2.5螺釘）/4mm(M3螺釘)內(nèi)不得貼元件。自動布局的效果往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及手工布局，以手工布局為主，二者兼之。元件布局與布線二者交互進(jìn)行。集成電路盡量采用同一方向布局。不要反方向。絲印標(biāo)示文字盡量采用同一方向。不要反方向。貼片元件單邊對齊，字符方向一致，封裝方向一致。貼片焊盤上不能有通孔。手動布局在電路板中選中要布局的元件，然后按住鼠標(biāo)左鍵不放

即可移動元件。按空格鍵90度旋轉(zhuǎn)元件。交互式布局在原理圖中選中一部分元件，這時在PCB中相應(yīng)的元件

也被選中，

可以使用此功能快速將元件拖出，先粗布

局，然后再細(xì)布局，可節(jié)省大量時間快速對選定的元件布局在PCB中選定一部分元件，然后單擊菜單:

Tools>>ComponentPlacement>>RepositionComponents命令然后在PCB要布局的區(qū)域單擊，放置好一個元件后將

會自動將下一個已選出到光標(biāo)，免除了反復(fù)去選中拖動

的動作，實現(xiàn)快速布局。基本操作用快捷鍵L以顯示ViewConfigurations對話框。在SignalLayers區(qū)域中選擇在BottomLayer旁邊的Show選項，單擊OK按鈕，底層標(biāo)簽就顯示在設(shè)計窗口的底部了。在設(shè)計窗口的底部單擊BottomLayer標(biāo)簽，使PCB板的底部處于激活狀態(tài)。在菜單中單擊Place>>InteractiveRouting（P-T）或者單擊放置（Placement）工具欄的按鈕，光標(biāo)變成十字形狀，表示設(shè)計者處于導(dǎo)線放置模式。檢查文檔工作區(qū)底部的層標(biāo)簽。如果TopLayer標(biāo)簽是激活的，按數(shù)字鍵盤上的“*”鍵，在不退出走線模式的情況下切換到底層。“*”鍵可用在信號層之間切換。將光標(biāo)定位焊盤（選中焊盤后，焊盤周圍有一個小框圍?。Ｗ髶羰髽?biāo)或按Enter按鈕，以確定線的起點(diǎn)，按ESC鍵以退出放置模式。7.手動布線兩種走線選擇Ctrl十左擊鼠標(biāo)，使用Auto－Complete功能，并立即完成布線（此技術(shù)可以直接使用在焊盤或連接線上）。起始和終止焊盤必須在相同的層內(nèi)布線才有效，同時還要求板上的任何的障礙不會妨礙Auto－Complete的工作。使用Enter鍵或左擊鼠標(biāo)來連接線，可以直接對目標(biāo)的引腳接線。在完成了一條網(wǎng)絡(luò)的布線，右擊或按ESC鍵表示設(shè)計者已完成了該條導(dǎo)線的放置。光標(biāo)仍然是一個十字形狀，表示設(shè)計者仍然處于導(dǎo)線放置模式，準(zhǔn)備放置下一條導(dǎo)線。用上述方法就可以布其它導(dǎo)線。要退出連線模式（十字形狀）再按鼠標(biāo)右鍵或按ESC鍵。按End鍵重畫屏幕，這樣能清楚地看見已經(jīng)布線的網(wǎng)絡(luò)。在布線過程中按Space鍵將線段起點(diǎn)模式切換到水平/450/垂直。修改如果認(rèn)為某條導(dǎo)線連接得不合理，可以刪除這條線：方法選中該條線，按Delete鍵來清除所選的線段，該線變成飛線。然后重新布這條線。保存設(shè)計（快捷鍵為F,S或者Ctrl＋S）。8.自動布線取消布線從菜單選擇Tools>>Un-Route>>All（快捷鍵U-A）取消板的布線。自動布線從菜單選擇AutoRoute>>All彈出【SitusRoutingStrategies】對話框單擊RouteAll按鈕Messages顯示自動布線的過程建議：先手工布電流線、GND和電流較大的線，

然后自動布線，最后手工調(diào)整！

保存

單擊File＋Save命令（快捷鍵：F，S）來儲存設(shè)計者設(shè)計的板。4.驗證PCB板設(shè)計

選擇Design>>BoardLayers&Colors（快捷鍵L），確認(rèn)SystemColors單元的DRCErrorMarkers選項旁的Show復(fù)選框被勾選，這樣DRC錯誤標(biāo)記（DRCerrormarkers）才會顯示出來。從菜單選擇Tools