Altium Designer使用入门(非精通)教程 第三章(PCB绘制)
一、PCB库制作
1、示例——SMA-KE封装制作
(1)新建一个PCB库。(需要提醒的是,画PCB库和画PCB的大部分操作及属性设置是类似的,后续介绍PCB绘制时将不再详细介绍同样的操作及属性设置)
(2)按下快捷键Ctrl+End可将光标和视图跳转到参考点的位置,也可将其认为是画布原点。
(3)点开右边属性栏,可设置一些常规属性:
①通过配置“Other->Unit”属性可以修改全局使用的长度单位,“mils”选项为毫英寸作为单位,“mm”选项为毫米作为单位。(按快捷键Q也可实现两个单位的来回切换)
②通过配置“Grid Manager-> Properties->Step->Step X”选项中的“X”和“Y”分别可以设定鼠标移动的横坐标和纵坐标的最小移动距离,具体可根据元件具体尺寸需要进行设定。(下图所示窗口可以直接按Ctrl+G快捷键打开)
(4)在快捷工具栏中选择放置焊盘工具,在画布原点上放置一个焊盘,双击它可设置其属性,属性包括编号需要严格按照官方定义(即数据手册)进行设定,内孔为圆孔,直径1.2mm,焊盘号为1,焊盘为2.2mm×2.2mm圆形。
①“Layer”选项可以改变焊盘的层(如果是直插元件选择“Multi-Layer”,如果是贴片元件选择顶层“Top Layer”或者底层“Bottom Layer”)。
②“X-Size”和“Y-Size”选项分别修改焊盘的横坐标宽度和纵坐标高度。
③“Hole information->Hole Size”项目可以修改焊盘内孔的直径。
④“Round”选项可以使内孔的形状为圆孔;“Rect”选项可以使内孔的形状为正方形孔,当选中此项时,“Rotation”选项可以输入内孔的旋转角度;“Slot”选项可以使内孔的形状为椭圆形孔,当选中此项时,“Rotation”选项可以输入内孔的旋转角度,“Length”选项可以输入椭圆形的长度(注意:此项的值要大于内孔直径“Hole Size”的值)。
⑤“Size and Shape-> Shape”选项可以修改焊盘的形状(“Round”为圆形、“Rectangular”为方形、“Octagonal”为八边形、“Rounded Rectangle”为圆角正方形),X/Y用来修改焊盘的大小。
(5)继续放置剩余四个焊盘,参数设置如下:内孔为圆孔,直径1.4mm,焊盘号为2、3、4、5,焊盘为2mm×2mm正方形,注意焊盘号对应焊盘的位置不能错,它和原理图中的元件管脚以及实物中的引脚是一一对应的。
(6)利用Ctrl+M快捷键键可以进行距离的测量,按下快捷键后,鼠标变成十字光标,单击左键可以确定测量的起点位置,再单击左键可以确定测量的终点位置,接着显示的长度即是起点位置与终点位置的距离值(右键空白区域,选择“清除过滤器”即可将距离标识全部移除)。按照官方定义,需要使焊盘2位于焊盘1右上角的左边为X=2.5mm、Y=2.5mm,采用同样的方法绘制焊盘3、4、5。
(7)将图层切换至顶层丝印层,再在快捷工具栏中选择放置线条工具,进行丝印绘制。
(8)双击左边栏中的元件封装,将元件封装名更改为“SMA-KE”,然后保存库文件。
(9)打开原理图库文件,并打开SMA元件的属性栏,点击“Add...”→“Footprint”,再打开刚刚绘制的SMA-KE封装,然后点击确定,即可将PCB库中的SMA-KE封装与原理图库中的SMA元件绑定在一起。(在原理图中遇到没有封装或封装不合适的元件,也可以在元件属性栏中先删除其原本绑定的封装,再以此法将图中元件与PCB库中的封装绑定在一起)
2、示例——TSSOP28封装制作
(1)在上面创建的PCB库的基础上添加元件封装,命名为“TSSOP28”。
(2)在快捷工具栏中选择放置焊盘工具,按下Tab键配置焊盘属性,管脚层“Layer”设置为顶层“Top Layer”,焊盘尺寸为1.5mm×0.35mm,第一个管脚为方形“Rectangular”,其它管脚为圆形“Round”,上下管脚间距为0.65mm,左右管脚间距为6.5mm。除第一管脚外,其它管脚可利用键盘上的“Tab”键进行初值参数的设定后进行连续放置,建议步进值也设置为0.65mm(按住Ctrl摆放元件时可以忽略最小步进值进行精细调整,但操作起来会比较麻烦,不建议)。
(3)将图层切换至顶层丝印层,再在快捷工具栏中选择放置线条/圆弧工具,进行丝印绘制。
(4)完成绘制后保存库文件即可。
二、板层简介与板框绘制
1、常用板层简介
(1)以下如无特殊说明,均以两层板为例进行介绍。
(2)PCB板绘制中,常用的板层有如下几层,当需要在某一层上放置内容时,需要在底部选中相应的板层,然后再进行绘制,例如焊盘应放置在顶层或底层,放置在丝印层是不可取的。
2、板框绘制
(1)选中物理机械层,然后使用线条工具绘制板框,尺寸根据需求设置即可,在实际项目中需考虑成本。
(2)框选整个板框边界(里面若有元素,需要先移至框外),在菜单栏中选择“设计”→“板子形状”→“按照选择对象定义”,即可将PCB布线区域(即黑色区域)变更为与板框大小及位置一致。
(3)为了方便坐标计算,建议将板框的一角与画布原点重合,由于移动了版本,再执行一遍上一步的操作即可。
(4)如果决定使用自动布线,必须在禁止布线层也绘制同样大小的板框,当然,实际任何项目中都不建议使用自动布线。
三、器件摆放
1、将器件移至工作区
基于上一部分转换得来的PCB进行介绍。将原理图转换为PCB后,拖动红色方框即可将其中的组件全部拖动,可以将它们全部拖到黑色区域中,然后选中红色方框按下delete键将其删掉。
2、器件的摆放
(1)选中任一元件或多个元件,可以直接拖动它们,在拖动它们的过程中按下空格键可对它们进行旋转(需要“抓住”它们不放,仅选中按空格键无法旋转)。
(2)右键空白区域,选择“优先选项”,可配置每次旋转时器件的旋转角度,一般默认90°即可,如遇布线困难的情况,可以适当改为45°(不建议,因为不美观)。
(3)选中任一元件或多个元件,直接拖动它们,在拖动它们的过程中按下L快捷键可将它们镜面翻转,如元件原本在顶层,翻转后将会所在板层切换至底层,如元件原本在底层,翻转后所在板层将会切换至顶层,元件相应的丝印也会切换所在丝印层。
(4)PCB器件摆放的原则在零基础篇有详细介绍,这里不再赘述。(需要提醒,除非有特别允许,否则禁止对任何器件进行X/Y镜面翻转操作)
四、器件间的连线
1、规则设置
(1)选择菜单栏中的“设计”→“规则”,可以配置绘制PCB时的规则,如布线的线宽上下限、布线时的拐角要求等等,同一类规则可以创建多个,具体方法为右键相应规则,选择“新规则”即可,当然,也可以选择删去多余的规则,甚至可以保存和导入规则,下面仅介绍一些常用的规则,其它未介绍的规则也不难理解,读者可自行摸索。
(2)线宽规则配置:
①可配置布线线宽的最小宽度、最大宽度以及默认宽度(即首选宽度),甚至可以分顶层和底层进行配置。
②右键左边栏的线宽规则,可选择新增规则,一般电源线需要比信号线粗,所以可为电源网络新增规则(复杂的板子中,电源网络往往不止一两个,需要为各个电源网络创建各自的线宽规则),其默认线宽可设置得大一些,保存前最好将规则的名称更改得便于理解一些,方便后续维护。
(3)不同板子对最小间距的要求不同,当最小间距大于焊盘间距时,会导致焊盘无法引出导线,当然,最小间距也不宜过小,否则打板的难度会变大,相应地,成本也会升高。
(4)打过孔时的默认属性也可在规则中进行设置。
2、普通布线
(1)在快捷工具栏右键选择交互式布线工具,然后和原理图中的连线流程类似,可以连续画多段连线,右键终止连续连线,注意只能在顶层和底层(针对两层板)进行布线。
(2)在布线时按下Tab键,亦或是布线完毕后双击导线,都可以修改线宽,不过布线完毕后要逐一修改多段导线,所以建议在布线开始时就将线宽设置好。
(3)PCB器件连线的原则在零基础篇有详细介绍,这里不再赘述。
3、过孔布置
(1)在顶层布线过程中按下“+”快捷键,那么放置下一个布线拐点时会打一个过孔,再继续布线时,布线层将自动切换至底层。
(2)在底层布线过程中按下“+”快捷键,那么放置下一个布线拐点时会打一个过孔,再继续布线时,布线层将自动切换至顶层。
(3)除了快捷键放置过孔以外,还可以使用快捷工具栏的过孔放置工具放置过孔,双击过孔可以设置过孔连接的网络(如GND网络)。
五、泪滴添加与铺铜
1、泪滴添加
选择菜单栏中的“工具”→“滴泪”,即可一键添加泪滴。
2、铺铜
(1)选中需要铺铜的板层,以下以为顶层GND网络铺铜为例,选中菜单栏中的“放置”→“铺铜”,接着围绕板框绘制一个多边形(下图中为随意绘制,实际最好贴着板框边缘进行绘制,当然,绘制完毕后也可进行调整),绘制完毕后按下Tab,选择铺铜的网络为GND,再次确认配置无误,右键空白区域即可结束绘制,完成铺铜。
(2)双击铺铜区域,需要勾选去除死铜,同时配置连通所有网络对象,然后右键铺铜区域,选择“铺铜操作”→“所有铺铜重铺”(当铺铜修改了任何属性,或修改了PCB规则,修改完成后都要重新铺铜),即可完成顶层GND网络的铺铜。
六、收尾工作
1、丝印绘制
将所在图层切换至丝印层后,即可进行丝印绘制,在快捷工具栏中选择图形工具或文本工具即可在PCB板上放置丝印。
2、3D预览
选择菜单栏中的“视图”→“切换到3维模式”,可以对板子进行3D预览。(要想继续编辑,选择“切换到2维模式”即可)
3、打板文件输出
完成PCB绘制后,选择菜单栏中的“文件”→“制造输出”→“Gerber Files”,即可输出打板所需的Gerber文件(具体需要何种文件需要与厂家确认)。