《Altium Designer 19原理圖與PCB設(shè)計速成》課件-第7章 印制電路板的基礎(chǔ)知識

7.1印制電路板的結(jié)構(gòu)與分類7.2印制電路板設(shè)計步驟與文檔管理7.3PCB的視圖管理及工具欄7.4工作參數(shù)設(shè)置7.5電路板的規(guī)劃7.1印制電路板的結(jié)構(gòu)與分類7.1.1印制電路板的結(jié)構(gòu)目前的印制電路板一般以銅箔覆在絕緣板(基板)上，故亦稱覆銅板。印制電路板的常見結(jié)構(gòu)可以分為單層板(SingleLayerPCB)、雙層板(DoubleLayerPCB)和多層板(MultiLayerPCB)三種。7.1.2印制電路板的分類印制電路板的分類方式一般有三種：按用途分類、按基材分類、按結(jié)構(gòu)分類。1.按用途分類(1)民用印制電路板：電視機、音響、電子玩具等消費類產(chǎn)品用的電路板。(2)工業(yè)用印制電路板：計算機、通信設(shè)備、儀器儀表等裝備類用的電路板。(3)軍用印制電路板。2.按基材分類(1)紙基印制電路板：酚醛紙基、環(huán)氧紙基印制電路板等。(2)玻璃布基印制電路板：環(huán)氧玻璃布基等。(3)合成纖維印制電路板：環(huán)氧合成纖維印制電路板等。(4)有機薄膜基材印制電路板：尼龍薄膜、聚酯薄膜印制電路板等。(5)金屬基底、金屬芯基和陶瓷基印制電路板。3.按結(jié)構(gòu)分類(1)剛性印制電路板。(2)撓性印制電路板。(3)剛、撓結(jié)合印制電路板。7.2印制電路板設(shè)計步驟與文檔管理7.2.1印制電路板設(shè)計步驟1.手工設(shè)計印制電路板手工設(shè)計印制電路板是指放置元件、布線等環(huán)節(jié)由人工完成，主要針對比較簡單的電路。其基本步驟如下：(1)進入PCB編輯環(huán)境，初步規(guī)劃電路板，主要完成電路板的尺寸設(shè)計、定義電氣邊界、放置安裝定位孔。(2)選擇元件面，添加所需的元件封裝庫，從中調(diào)出所要的元件封裝，并放置到定義的電氣范圍內(nèi)。(3)手工將元件封裝拖放到合適的位置，修改元件標(biāo)稱、參數(shù)等說明性屬性。(4)根據(jù)電路原理圖，手工在元件封裝的焊盤間連線。(5)適當(dāng)修改電路板的走線、安裝定位孔和邊界，確認(rèn)無誤后保存PCB文件。2.自動設(shè)計印制電路板自動設(shè)計印制電路板是指在設(shè)計中運用該軟件的自動布局和自動布線等自動化功能來完成設(shè)計工作。這種方法比較節(jié)省時間，一般用在較復(fù)雜的電路板中。有時對于一些電路，設(shè)計者可以先手工設(shè)計某些關(guān)鍵線路，其他的由計算機自動完成。在同一設(shè)計項目下，該方法的基本步驟如下：(1)進入SCH編輯環(huán)境，繪制原理圖，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)報表。(2)進入PCB編輯環(huán)境，設(shè)置工作參數(shù)規(guī)劃電路板。這個步驟非常關(guān)鍵，主要來確定印制電路板的框架。(3)添加所需元件封裝庫。(4)在原理圖編輯界面中，執(zhí)行菜單命令“設(shè)計”→“UpdatePCBDocumentDemo.PcbDoc”或者在PCB設(shè)計界面中執(zhí)行“設(shè)計”→“ImportChangesFromDemo.PrjPcb”，即可導(dǎo)入執(zhí)行窗口，將元件封裝導(dǎo)入PCB工作界面。(5)設(shè)置布局規(guī)則，進行自動布局，再適當(dāng)手工調(diào)整個別元件位置。要求元件所放置的位置能使整個電路板看上去整齊美觀，并有利于布線。(6)設(shè)置布線規(guī)則，確定自動布線時必須遵守的各種電氣規(guī)范，完成自動布線。(7)手工適當(dāng)調(diào)整部分電路元件，然后根據(jù)原理圖檢查布線結(jié)果有無錯誤，最后保存輸出。7.2.2PCB文檔管理1.創(chuàng)建工程項目新建一個設(shè)計項目，名稱為“過壓監(jiān)視電路”，打開AltiumDesigner19窗口，選擇執(zhí)行菜單命令“文件”→“新的”→“項目”，彈出對話框如圖7-1所示，修改項目名稱、保存路徑，單擊?按鈕，項目創(chuàng)建完成。

2.新建PCB文檔方法一：首先打開要存放PCB文檔的設(shè)計項目，執(zhí)行菜單命令“文件”→“New”→“PCB”，創(chuàng)建新的PCB文檔，默認(rèn)名稱為“PCB1.PcbDoc”，如圖7-2所示。方法二：新建項目后，在Projects面板，右鍵單擊名為“過壓監(jiān)視電路”的項目文件，彈出對話框，如圖7-3所示。單擊PCB文件圖標(biāo)，生成PCB1.PcbDoc的文檔。一般將原理圖文件、PCB文件、原理圖庫文件、PCB庫文件放在同一個項目中。3.打開PCB文檔打開PCB文檔的方法有以下三種：方法一：在工程項目窗口中，執(zhí)行菜單命令“文件”→“打開”，彈出選擇文件的對話框。方法二：在圖7-3中，單擊“添加已有文檔到工程”，彈出“選擇已有PCB文件”的對話框，選擇后單擊打開。方法三：使用快捷鍵“Ctrl”+“O”，彈出選擇文件的對話框。5.保存PCB文檔保存PCB文檔的操作簡單，通常有以下幾種方法：方法一：執(zhí)行菜單命令“文件”→“保存”，或單擊工具欄中的【保存】按鈕。該方法保存當(dāng)前正在編輯的PCB文檔。方法二：執(zhí)行菜單命令“文件”→“全部保存”，保存工程項目中所有文檔。方法三：執(zhí)行菜單命令“文件”→“另存為”，可以修改存儲位置和文檔名稱。7.3PCB的視圖管理及工具欄7.3.1視圖的打開在Projects面板雙擊需要打開的PCB文件，或在PCB文件上單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出對話框，選擇“Open”，打開建好的PCB文檔，如圖7-6所示。7.3.2工具欄工具欄主要是為用戶操作方便而設(shè)計的，部分菜單命令的運行也可以通過工具欄按鈕來實現(xiàn)，當(dāng)光標(biāo)指向某一按鈕時，系統(tǒng)會顯示該按鈕的功能。將鼠標(biāo)放在主菜單欄任意位置，點擊右鍵，彈出如圖7-7所示的對話框，可以關(guān)閉、打開或自定義工具欄。1.菜單欄菜單欄提供了供用戶使用的菜單命令，每一項下面都有相應(yīng)的子菜單命令，如圖7-8所示。2.窗口工具欄窗口工具欄中提供了過濾、放置、焊盤等內(nèi)容，帶(小三角)圖標(biāo)的按鈕，右鍵單擊可以打開其下拉菜單。該菜單命令也可以在主菜單的“放置(P)”工具欄找到，如圖7-9所示。3.PCB標(biāo)準(zhǔn)工具欄PCB標(biāo)準(zhǔn)工具欄主要完成文檔的基本操作命令，如圖7-10所示。4.應(yīng)用工具欄應(yīng)用工具欄主要完成線條設(shè)置、原點設(shè)置、排列方式、柵格設(shè)置等內(nèi)容，如圖7-11所示。5.布線工具欄布線工具欄如圖7-12所示。6.板層標(biāo)簽板層標(biāo)簽在工作窗口的下方，用于顯示PCB工作的層面，不同的層用以不同顏色顯示，如圖7-13所示。7.Customizing自定義工具欄Customizing工具欄中，系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)置了默認(rèn)的命令及快捷方式，如圖7-14所示，可以單擊選中命令，再單擊下方的【編輯】按鈕，修改快捷方式；也可以單擊【新的】按鈕，新建命令。不建議用戶修改系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。7.3.3編輯窗口調(diào)整1．畫面顯示設(shè)計者在進行電路板圖的設(shè)計時，經(jīng)常需要對工作窗口中的畫面進行放大、縮小、刷新或局部顯示等操作，以方便設(shè)計者的工作。這些操作既可以使用主工具欄中的圖標(biāo)，也可以使用菜單命令或快捷鍵來實現(xiàn)。2.PCB的狀態(tài)欄、命令欄、Projects面板的打開與關(guān)閉(1)狀態(tài)欄與命令欄的打開與關(guān)閉。(2)?Projects面板的打開與關(guān)閉。7.4工作參數(shù)設(shè)置一般用戶在進行PCB繪制之前，需要對PCB編輯器的工作參數(shù)進行設(shè)置，使系統(tǒng)按照用戶的要求工作。AltiumDesigner19提供了豐富的PCB工作參數(shù)。在優(yōu)選項窗口中，PCB部分有12個選項可供設(shè)計者設(shè)置，如圖7-15所示。7.4.1General參數(shù)設(shè)置該參數(shù)主要用于設(shè)置PCB設(shè)計中各類操作模式，主要參數(shù)如圖7-16所示。7.4.2Display參數(shù)設(shè)置該參數(shù)主要用于設(shè)置PCB編輯窗口的顯示模式，如圖7-18所示。7.4.3BoardInsightDisplay參數(shù)設(shè)置該參數(shù)主要用于設(shè)置PCB文件在編輯窗口內(nèi)的顯示模式，如圖7-19所示。7.4.4BoardInsightModes參數(shù)設(shè)置該參數(shù)主要用于設(shè)置鼠標(biāo)在移動操作時，是否在PCB編輯區(qū)域左上角顯示各種信息。由于這些信息實時發(fā)生變化，不太精準(zhǔn)，因此建議不要顯示這些信息，以使設(shè)計區(qū)域顯示更加簡潔，如圖7-20所示。7.4.5BoardInsightColorOverrides參數(shù)設(shè)置該參數(shù)主要用于系統(tǒng)的PCB板布線網(wǎng)絡(luò)覆蓋色設(shè)置，如圖7-21所示。7.4.6DRCViolationsDisplay參數(shù)設(shè)置該參數(shù)主要用于在線設(shè)計規(guī)則檢查(DRC)沖突顏色顯示的模式設(shè)置，如圖7-22所示。7.4.7InteractiveRouting參數(shù)設(shè)置該參數(shù)主要用于交互式布線操作的有關(guān)設(shè)置，如圖7-23所示。7.4.8TrueTypeFonts參數(shù)設(shè)置該參數(shù)主要用于選擇設(shè)置PCB設(shè)計中所用的TrueType字體，如圖7-26所示。7.4.9Defaults參數(shù)設(shè)置該參數(shù)主要用于設(shè)置各電路板對象的默認(rèn)屬性值，如圖7-27所示。7.4.10Reports參數(shù)設(shè)置該參數(shù)主要用于對PCB相關(guān)文檔的批量輸出進行設(shè)置，如圖7-28所示。7.4.11LayerColors參數(shù)設(shè)置該參數(shù)主要用于調(diào)整各板層和系統(tǒng)對象的顯示顏色，如圖7-29所示。7.4.12Models參數(shù)設(shè)置該參數(shù)主要用于設(shè)置模型搜索路徑、臨時文件保存路徑及保存時間設(shè)置等內(nèi)容，如圖7-30所示。7.5電路板的規(guī)劃7.5.1工作層的類型工作板層大致分為以下幾類：1.?SignalLayers(信號層)2.?PlaneLayers(內(nèi)部電源/接地層)3.?MechanicalLayers(機械層)4.?NonSignalLayers(無信號層)7.5.2工作層的設(shè)置與操作AltiumDesigner19以上版本的軟件可以得到32層的信號層，即頂層、底層和30個中間層，可以得到16個內(nèi)部板層和機械層，允許用戶自行定義。1.板層順序設(shè)置在PCB窗口單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇優(yōu)先選項，如圖7-33所示。在“層繪制順序”處選擇某層，單擊【升級】或【降級】按鈕可以修改層的順序。2.工作層設(shè)置在PCB窗口下面是板層的顯示區(qū)，可以看到當(dāng)前PCB設(shè)置的工作層，圖7-34所示為雙層PCB必須具備的板層。(1)鼠標(biāo)左鍵單擊“當(dāng)前層顏色”區(qū)，出現(xiàn)如圖7-35所示對話框，在對話框中可以設(shè)置板層、顏色及其他參數(shù)。(2)單擊“管理層設(shè)置”，彈出板層選擇對話框，如圖7-36所示?？梢赃x擇需要顯示的板層。(3)板層的顯示與隱藏。要顯示某一板層時，選擇“顯示層”，在其下拉列表中選擇需要顯示的板層即可。在任意板層標(biāo)簽上單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出板層選項對話框，如圖7-37所示。7.5.3柵格的設(shè)置在英文輸入狀態(tài)下，單擊鍵盤上的“G“鍵，彈出柵格選擇選項，如圖7-38所示，可以直接選擇所需的柵格。單擊“柵格屬性”，彈出柵格屬性設(shè)置對話框，如圖7-39所示，單擊“Ctrl”+“G”鍵也能彈出同樣的對話框。7.5.4電路板的規(guī)劃電路板規(guī)劃主要包括以下幾部分：設(shè)定電路板的物理邊界、形狀和PCB板的電氣邊界。1.設(shè)定電路板的物理邊界一般設(shè)置PCB板時，要根據(jù)電路元器件的多少，以及元器件所占空間大小，自定義電路板的大小和形狀。2.設(shè)定電路板的形狀執(zhí)行菜單命令“設(shè)計”→“板子形狀”，彈出板子形狀對話框，如圖7-43所示，有3種形狀可以選擇。3.設(shè)置