第6章PCB设计基础.ppt

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1、第6章 PCB设计基础2021/9/171印刷电路板设计流程建立数据库文件建立数据库文件创建创建PCB文件文件转入转入PCB元件库元件库元件制作？元件制作？创建创建PCB库文件库文件特殊元器件绘制特殊元器件绘制规划规划PCB及参数设置及参数设置装入网络表装入网络表元件布局元件布局PCB布线布线自动布线自动布线PCB布线布线手动布线手动布线敷铜敷铜输出光绘文件输出光绘文件存盘存盘NY规划电路规划电路板尺寸、板尺寸、板层板层绘制绘制PCB封装库未封装库未包含的元包含的元件件设置布线设置布线工作层、工作层、地线线宽地线线宽等等对大面积对大面积的地或电的地或电源敷铜，源敷铜，起屏蔽作起屏蔽作用用自动布

2、线自动布线100%或不或不合理之处需合理之处需手动布线手动布线2021/9/1726.1 创建PCB文件n创建创建PCBPCB文件的方法有二：文件的方法有二：1.1.使用系统提供的新建电路板向导使用系统提供的新建电路板向导2.2.执行菜单命令创建执行菜单命令创建2021/9/1731.使用电路板向导创建PCB文件n在在Altium DesignerAltium Designer主页面（主页面（HomeHome）的的【任任务务】栏内选择栏内选择【印刷电路板设计印刷电路板设计】，系统，系统进入进入PCBPCB设计页面。设计页面。2021/9/174Altium Designer主页面Printed

3、 Circuit Board DesignPick a taskHome Page2021/9/175PCB设计页面2021/9/176进入【PCB Document Wizard】2021/9/177向导第1步 选择公/英制单位Imperical 英制英制Metric 公制公制1mm=39.370mil1inch=1000mil1inch=25.4mm2021/9/178向导第2步 选择图纸大小2021/9/179向导第3步 设置板子的详细信息2021/9/1710向导第4步 选择板层2021/9/1711向导第5步 选择过孔形式2021/9/1712向导第6步 选择封装形式 2021/9/

4、1713选择插针式元件封装居多2021/9/1714向导第7步 选择默认线和过孔尺寸2021/9/1715向导第8步 PCB向导完成2021/9/1716n 默认生成并进入默认生成并进入PCB1.PcbDocn 可重命名该可重命名该PCB文件文件2021/9/17172.使用菜单命令创建PCB文件n在系统主页面中，执行在系统主页面中，执行【文件文件】【新建新建】【PCBPCB】命令，产生一个命令，产生一个PCBPCB文件。文件。n其各项参数为系统默认值，所以在具体设其各项参数为系统默认值，所以在具体设计时，各项参数还需设计者手动设置。计时，各项参数还需设计者手动设置。n如，自己画板框如，自己画

5、板框2021/9/17186.5 电路板规划及参数设置n电路板规划的任务电路板规划的任务n确定电路板的板边，并确定其电气边界确定电路板的板边，并确定其电气边界n电路板规划方法电路板规划方法n向导向导(如前述如前述)n手动手动2021/9/1719手动规划电路板1 1）将编辑区域切换到）将编辑区域切换到机械层机械层n单击编辑区域下方的标签单击编辑区域下方的标签【Mechanical 1Mechanical 1】2 2）规划板子外形界面）规划板子外形界面(在机械层在机械层)n执行执行【设计设计】【】【板子形状板子形状】【】【重新定义板子外重新定义板子外形形】命令；命令；n用用“+”+”字光标绘制出

6、满足设计要求的板子外形；字光标绘制出满足设计要求的板子外形；n单击单击鼠标右键退出鼠标右键退出【重新定义板子外形重新定义板子外形】界面。界面。2021/9/1720定义板子形状1 确定在机械层确定在机械层Mechanical12 设计设计板子形状板子形状重新定义板子形状重新定义板子形状2021/9/1721用“+”字光标绘制的板子外形2021/9/17223）绘制电路板的物理边界n执行执行【放置放置】【】【走线走线】（注意在机械层）（注意在机械层）2021/9/17234）绘制电路板的电气边界n执行执行【放置放置】【】【走线走线】（注意在（注意在禁止布线禁止布线层层 【Keep-Out Lay

7、erKeep-Out Layer】）机械层的物理边界机械层的物理边界禁止布线层的电气边界禁止布线层的电气边界2021/9/17246.7 电路板网格及图纸页面的设置n网格设置：网格设置：【设计设计】【】【板参数选项板参数选项】网格设置区网格设置区图纸页面区图纸页面区2021/9/17256.9 电路板系统环境参数的设置n【DXPDXP】【】【PreferencesPreferences】【】【GeneralGeneral】2021/9/17266.4 制作元件封装n对于在对于在PCBPCB库中找不到的元件封装，需要用库中找不到的元件封装，需要用户对元器件进行精确测量后手动制作出来。户对元器件进

8、行精确测量后手动制作出来。n制作元件封装的方法有三：制作元件封装的方法有三：1.1.使用向导使用向导2.2.绘制绘制3.3.复制复制-粘贴粘贴-编辑编辑2021/9/17271.使用PCB器件向导制作元件封装n执行执行【文件文件】【新建新建】【库库】【PCBPCB元件库元件库】菜单命令，菜单命令，n新建一个空白的新建一个空白的PCBPCB库文件，默认名为库文件，默认名为PcbLib1.PcbLibPcbLib1.PcbLib，n可另存为改名，如可另存为改名，如New.PcbLibNew.PcbLib。2021/9/1728创建一个PCB库1232021/9/17291.使用PCB器件向导制作元

9、件封装n例：用向导方法制作一个极性电容封装例：用向导方法制作一个极性电容封装2021/9/1730进入库文件编辑环境（*.PcbLib）2021/9/1731调出元件封装向导2021/9/1732进入元件封装向导2021/9/1733封装向导第1步：选择封装类型选择封装类型选择封装类型选择单位选择单位2021/9/1734封装向导第2步：选择元器件工艺插针式插针式表贴式表贴式2021/9/1735封装向导第3步：定义焊盘尺寸2021/9/1736封装向导第4步：定义焊盘间距2021/9/1737封装向导第5步：定义电容外形无极性无极性有极性有极性选择电容的极性选择电容的极性选择电容的安装类型选

10、择电容的安装类型2021/9/1738封装向导第6步：定义外框线宽2021/9/1739封装向导第7步：定义封装名称2021/9/1740封装向导第8步：完成封装向导制作2021/9/1741生成封装RB2.1-4.22跳转到原点：跳转到原点：编辑编辑菜单下菜单下跳转跳转参考点参考点2021/9/17422.手动绘制元件封装n有些非标件需要手工绘制有些非标件需要手工绘制n绘制流程：绘制流程：设置库文件编辑环境工作参数设置库文件编辑环境工作参数在丝印层绘出元件的外形轮廓在丝印层绘出元件的外形轮廓放置正确的焊盘形式并确保尺寸正确放置正确的焊盘形式并确保尺寸正确设置元件封装的参考点设置元件封装的参考

11、点2021/9/1743手动绘制三端稳压电源封装n三端稳压电源三端稳压电源L7815CV(3)L7815CV(3)或或L7915CV(3)L7915CV(3)封装及其尺寸封装及其尺寸宽度宽度散热层厚度散热层厚度孔径直径孔径直径焊盘间距焊盘间距长度长度2021/9/1744手工绘制三端稳压电源封装的方法1 1）单击默认封装名）单击默认封装名PCBCOMPONENT_1PCBCOMPONENT_1，进，进入手工绘制封装状态。入手工绘制封装状态。2 2）设置工作参数）设置工作参数n【工具工具】【】【器件库选项器件库选项】设置栅格大小设置栅格大小1232021/9/1745板选项页面栅格大小设置区栅格

12、大小设置区单位单位2021/9/1746手工绘制三端稳压电源封装的方法3 3）确定丝印层为当前层）确定丝印层为当前层4 4）设置编辑环境的参考原点（以便定位）设置编辑环境的参考原点（以便定位）12345参考原点参考原点跳转到参考原点跳转到参考原点2021/9/17475）在丝印层绘制封装外框n用画线工具绘制用画线工具绘制400*180mil400*180mil矩形框，及厚矩形框，及厚度为度为50mil50mil的散热板线框的散热板线框400501802021/9/17486）放置焊盘n用放置焊盘工具放置焊盘，左边第一个焊用放置焊盘工具放置焊盘，左边第一个焊盘的中心位置纵坐标盘的中心位置纵坐标1

13、80-100-10=70mil180-100-10=70mil，横坐标横坐标100mil100mil，内孔径，内孔径35mil35mil。35701001002021/9/1749焊盘属性焊盘外径及形状焊盘外径及形状编号编号Designator孔径孔径中心坐标中心坐标内孔形状内孔形状2021/9/17507）给封装重命名n【工具工具】【元件属性元件属性】412352021/9/17513.采用编辑方式制作元件封装n二极管二极管1N41481N4148的封装的封装DO-35DO-35与杂元件库中与杂元件库中的的DIODE-0.4DIODE-0.4类似，只是尺寸有差异。类似，只是尺寸有差异。n以下

14、基于以下基于DIODE-0.4DIODE-0.4，手工绘制，手工绘制DO-35DO-35封装。封装。n打开打开Miscellaneous DevicesMiscellaneous Devices库，找到其中的库，找到其中的DIODE-0.4DIODE-0.4封装，复制该封装到封装，复制该封装到New.PcbLibNew.PcbLib；n修改复制过来封装的边框尺寸；修改复制过来封装的边框尺寸；n保存，重命名为保存，重命名为DO-35DO-35。2021/9/17521）打开Miscellaneous Devices封装库2021/9/17532）找到DIODE-0.4封装2021/9/17543

15、）粘贴DIODE-0.4到New.PcbLib在在Projects页面调出页面调出New.PcbLib编辑环境编辑环境1执行执行【Tools】【】【新建元件新建元件】新建元件新建元件PCBCOMPNENT_1234粘贴粘贴DIODE-0.4到当前编辑窗口到当前编辑窗口52021/9/17554）修改粘贴过来的封装的边框n在线框属性中，按图示尺寸修改线框长度在线框属性中，按图示尺寸修改线框长度8018011号线的属性：号线的属性：起于起于-135，终于，终于502021/9/17565）移动修改尺寸后的线框，生成DO-35DO-35DO-35和和DIODE-0.42021/9/17576）重命名

16、n重命名重命名PCBCOMPONENT_1PCBCOMPONENT_1为为DO-35DO-35n在在PCBCOMPONENT_1PCBCOMPONENT_1名称的右键菜单中选择名称的右键菜单中选择【元件属性元件属性】123452021/9/17586.10 载入网络表n加载网络表，即将原理图中元件的相互连加载网络表，即将原理图中元件的相互连接关系及元件封装尺寸数据输入接关系及元件封装尺寸数据输入PCBPCB编辑编辑器，实现原理图向器，实现原理图向PCBPCB的转化。的转化。2021/9/17596.10 载入网络表1.1.转化准备工作转化准备工作n编译原理图，验证设计，确保编译原理图，验证设计

17、，确保电气连接正确、电气连接正确、封装正确；封装正确；n确认确认与原理图和与原理图和PCBPCB文件相关的元件库均已加文件相关的元件库均已加载；载；n将新建的将新建的PCBPCB空白文件添加到与原理图相同的空白文件添加到与原理图相同的项目中。项目中。每个元件都给定了封装，且封装正确每个元件都给定了封装，且封装正确元件及相应封装所在的库均在库列表中元件及相应封装所在的库均在库列表中将将PCB及原理图均置于某项目下及原理图均置于某项目下2021/9/17602.网络与元器件封装的装入n方法：方法：1 1）在原理图编辑环境中使用设计同步器；）在原理图编辑环境中使用设计同步器；2 2）或在）或在PCB

18、PCB编辑环境中执行编辑环境中执行【设计设计】【】【Import Import Changes from*.PrjPcbChanges from*.PrjPcb】命令命令2021/9/1761使用设计同步器装入网络表1 1）创建工程项目）创建工程项目“PCB_danpianji.PrjPcb”PCB_danpianji.PrjPcb”2 2）在工程名的右键菜单中执行在工程名的右键菜单中执行【添加现有的添加现有的文件到工程文件到工程】命令，将已经绘制好的原理命令，将已经绘制好的原理图和需要进行设计的图和需要进行设计的PCBPCB文件导入该工程文件导入该工程。2021/9/1762装入网络表原理图

19、环境中的操作3 3）编译项目）编译项目n执行执行【工程工程】【Compile PCB*.PrjPcbCompile PCB*.PrjPcb】n若若【MessageMessage】中没有错误提示，则说明原理中没有错误提示，则说明原理图正确；图正确；n若若【MessageMessage】中有错误提示，则修改错误。中有错误提示，则修改错误。2021/9/1763原理图中有错误Error:Net XX contains floating input pins错错误提示：红色波浪线误提示：红色波浪线此处错误原因：未填写网络标号此处错误原因：未填写网络标号2021/9/1764正确填写网络标号后编译错误消

20、失2021/9/1765装入网络表原理图环境中的操作4 4）修正）修正PCBPCBn执行执行【设计设计】【Update PCB Document Update PCB Document*.PcbDoc*.PcbDoc】原理图环境下原理图环境下2021/9/1766装入网络表原理图环境中的操作n执行执行【修正修正PCBPCB】后，首先弹出后，首先弹出【工程更改工程更改顺序顺序】页面，含添加封装和网络两部分。页面，含添加封装和网络两部分。添加网络添加网络添加封装添加封装执行执行【生效更改生效更改】2021/9/1767【生效更改】时有错误绿勾：正确的更改绿勾：正确的更改红叉：错误的更改红叉：错误的

21、更改n错误表述：错误表述：Footprint Not Found DIP-40n错误原因：错误原因：未装载必需的封装库未装载必需的封装库n改错方法：改错方法：在库页面中添加相应的元器件库在库页面中添加相应的元器件库2021/9/1768自画元件AT89S52的属性自画元件库自画元件库Schlib1.SchLib自画元件时装载的封装模型名称自画元件时装载的封装模型名称其原理图符号是自画的，其原理图符号是自画的，封装是封装是Add，通过搜索到，通过搜索到DIP-40，装载过来的，装载过来的。2021/9/1769AT89S52封装的添加nAT89S52AT89S52是自画元件，其原理图符号是自画是

22、自画元件，其原理图符号是自画的，封装是的，封装是AddAdd，通过搜索到，通过搜索到DIP-40DIP-40，装载，装载过来的。过来的。DIP-40/D53 PLD Supported Dev所以要装载所以要装载 PLD Supported Dev元器件库元器件库2021/9/1770装载封装DIP-40所对应的元器件库2021/9/1771成功装载PLD Supported 元件库2021/9/1772添加封装后”没有预览”的问题2021/9/1773添加封装后”没有预览”的问题n没有预览不影响原理图及没有预览不影响原理图及PCBPCB库的绘制，只要相库的绘制，只要相应的元件及封装库已加载到

23、库列表下即可。应的元件及封装库已加载到库列表下即可。n 需要查看封装预览的解决办法需要查看封装预览的解决办法1.1.打开相应的元件库打开相应的元件库(IntLib,(IntLib,集成库集成库)2.2.将其中的封装库将其中的封装库(PcbLib)(PcbLib)移到项目下移到项目下3.3.即可看见封装预览即可看见封装预览2021/9/1774添加封装后”没有预览”的问题n 添加相应元件库到项目下添加相应元件库到项目下后，库面板中可看到封装预后，库面板中可看到封装预览。览。2021/9/1775网络表操作有效绿勾：更改有效绿勾：更改有效更改有效后，执行更改有效后，执行【执行更改执行更改】，将网络

24、表装载到，将网络表装载到PCB2021/9/1776装载网络表成功元件封装及网络连线装载到元件封装及网络连线装载到PCB中中绿勾表示成功绿勾表示成功2021/9/1777人工布局底端对齐底端对齐水平分布水平分布底端及水平对齐后底端及水平对齐后的发光二极管的发光二极管n 将元件封装从将元件封装从PCB板框外拖入板框内，并布局。板框外拖入板框内，并布局。2021/9/1778元件布局总原则n保证电路功能和性能指标；满足工艺性、保证电路功能和性能指标；满足工艺性、检测和维修等方面的要求；检测和维修等方面的要求；n元件排列整齐、疏密得当，兼顾美观。元件排列整齐、疏密得当，兼顾美观。2021/9/177

25、97.5 PCB布局注意事项n按照信号流向布局按照信号流向布局n信号从左到右，从上到下；与输入端直接相连的元件信号从左到右，从上到下；与输入端直接相连的元件应靠近输入插接件；输出端同法。应靠近输入插接件；输出端同法。n优先确定核心元件的位置优先确定核心元件的位置n布局时考虑电路的电磁特性布局时考虑电路的电磁特性n强电（强电（220V220V交流电）与弱电部分要远离，输入和输出交流电）与弱电部分要远离，输入和输出要尽量分开要尽量分开 n布局时考虑电路的热干扰布局时考虑电路的热干扰n发热元件尽量放在靠近外壳或通风较好的位置，以便发热元件尽量放在靠近外壳或通风较好的位置，以便散热。散热。n可调元件尽量布置在便于操作的位置；可调元件尽量布置在便于操作的位置；n.2021/9/1780PCB三维视图的调用nPCBPCB板的外观可通过三维视图查看。板的外观可通过三维视图查看。n执行执行【ToolsTools】【Legacy Tools Legacy Tools 】【Legacy 3D ViewLegacy 3D View】2021/9/1781PCB三维视图2021/9/1782