光電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

(2016)

第8章

PCB圖設(shè)計(jì)內(nèi)容：編輯環(huán)境

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

設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則元件布局修改封裝手動(dòng)布線自動(dòng)布線驗(yàn)證PCB板設(shè)計(jì)1.編輯環(huán)境層標(biāo)簽當(dāng)層標(biāo)簽過(guò)多時(shí)，單擊這兩個(gè)按鈕可以左右移動(dòng)它們實(shí)時(shí)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(dòng)與原理圖中一樣操作選擇操作與原理圖中一樣，但是因?yàn)镻CB有多個(gè)工作層，如果在點(diǎn)選的位置上，有多個(gè)層的元素，AD會(huì)彈出一個(gè)帶有縮略圖的列表框詢問(wèn)具體需要點(diǎn)選的元素選擇相似對(duì)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(dòng)元件時(shí)，“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(xiàng)（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(hào)層內(nèi)電層掩膜層絲印層

布線階段可只顯示：信號(hào)層內(nèi)電層

布線時(shí)如需調(diào)整元件

位置應(yīng)顯示絲印層圖層顯示選項(xiàng)（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(kù)文件中的圖紙選項(xiàng)類似，不再贅述在編輯PCB文件時(shí)，要善于使用“G”鍵，實(shí)時(shí)地改變柵格大小，便于定位板層（電氣層）設(shè)定Design>>LayerStackManager層名，對(duì)于內(nèi)電層括號(hào)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(hào)層添加內(nèi)電層向上移動(dòng)向下移動(dòng)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(duì)，在含有盲孔或埋孔時(shí)需要配置特征阻抗計(jì)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(gè)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(gè)新的PCB文件單位設(shè)置對(duì)話框1000mils=1inch(英寸)、1inch=2.54cm（厘米）圖紙類型設(shè)置對(duì)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(xiàng)對(duì)話框設(shè)置一個(gè)2x2inch的PCB板。選擇Rectangular并在Width和Height欄鍵入2000。信號(hào)層設(shè)置對(duì)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(guò)孔形式設(shè)置對(duì)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(guò)孔設(shè)置PCBBoardWizard結(jié)束對(duì)話框

選擇File>>SaveAs來(lái)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(duì)話框。在該對(duì)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(gè)元件，當(dāng)選中一個(gè)元件時(shí)，在對(duì)話框的右邊的封裝管理編輯框內(nèi)設(shè)計(jì)者可以添加、刪除、編輯當(dāng)前選中元件的封裝。如果對(duì)話框右下角的元件封裝區(qū)域沒(méi)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(huì)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(duì)話框。封裝管理器對(duì)話框打開(kāi)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(duì)話框出現(xiàn)。4.導(dǎo)入設(shè)計(jì)單擊ValidateChanges按鈕，驗(yàn)證一下有無(wú)不妥之處，若執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，關(guān)閉對(duì)話框。檢查Messages面板查看錯(cuò)誤原因，并清除所有錯(cuò)誤。如果沒(méi)有錯(cuò)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(kāi)，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(jì)者在當(dāng)前視圖不能看見(jiàn)元件，使用熱鍵V、D（菜單View>>>FitDocument）查看文檔。5.設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則

設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則AltiumDesigner的PCB編輯器是一個(gè)規(guī)則驅(qū)動(dòng)環(huán)境。在改變?cè)O(shè)計(jì)的過(guò)程中，如放置導(dǎo)線、移動(dòng)元件或者自動(dòng)布線，AltiumDesigner都會(huì)監(jiān)測(cè)每個(gè)動(dòng)作，并檢查設(shè)計(jì)是否仍然完全符合設(shè)計(jì)規(guī)則。如果不符合，則會(huì)立即警告，強(qiáng)調(diào)出現(xiàn)錯(cuò)誤。設(shè)計(jì)規(guī)則總共有10個(gè)類，包括電氣、布線、制造、放置、信號(hào)完整性等的約束。激活PCB文件，從菜單選擇Design>>Rules。PCBRulesandConstraintsEditor對(duì)話框出現(xiàn)。設(shè)計(jì)規(guī)則顯示在對(duì)話框的面板的左邊。【PCBRulesandConstraintsEditor】對(duì)話框Electrical（電氣規(guī)則）

安全間距（Clearance）待檢查的兩個(gè)元素之一：這里是All待檢查的兩個(gè)元素之二：這里是All待檢查的兩個(gè)元素之間的最小間距，這里設(shè)為0.2mm導(dǎo)線、焊盤(pán)、過(guò)孔等導(dǎo)電對(duì)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(méi)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(guò)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(guò)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(shí)應(yīng)結(jié)合原理圖中功能單元的區(qū)分和信號(hào)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(shí)現(xiàn)同一功能的相關(guān)電路為一個(gè)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(dòng)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(duì)齊，字符方向一致，封裝方向一致。貼片焊盤(pán)上不能有通孔。手動(dòng)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(dòng)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(shí)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(shí)間快速對(duì)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(gè)元件后將

會(huì)自動(dòng)將下一個(gè)已選出到光標(biāo)，免除了反復(fù)去選中拖動(dòng)

的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)快速布局。基本操作用快捷鍵L以顯示ViewConfigurations對(duì)話框。在SignalLayers區(qū)域中選擇在BottomLayer旁邊的Show選項(xiàng)，單擊OK按鈕，底層標(biāo)簽就顯示在設(shè)計(jì)窗口的底部了。在設(shè)計(jì)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(jì)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(pán)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(hào)層之間切換。將光標(biāo)定位焊盤(pán)（選中焊盤(pán)后，焊盤(pán)周圍有一個(gè)小框圍住）。左擊鼠標(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(dòng)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(pán)或連接線上）。起始和終止焊盤(pán)必須在相同的層內(nèi)布線才有效，同時(shí)還要求板上的任何的障礙不會(huì)妨礙Auto－Complete的工作。使用Enter鍵或左擊鼠標(biāo)來(lái)連接線，可以直接對(duì)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(jì)者已完成了該條導(dǎo)線的放置。光標(biāo)仍然是一個(gè)十字形狀，表示設(shè)計(jì)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(huà)屏幕，這樣能清楚地看見(jiàn)已經(jīng)布線的網(wǎng)絡(luò)。在布線過(guò)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(lái)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(jì)（快捷鍵為F,S或者Ctrl＋S）。8.自動(dòng)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(dòng)布線從菜單選擇AutoRoute>>All彈出【SitusRoutingStrategies】對(duì)話框單擊RouteAll按鈕Messages顯示自動(dòng)布線的過(guò)程建議：先手工布電流線、GND和電流較大的線，

然后自動(dòng)布線，最后手工調(diào)整！

保存

單擊File＋Save命令（快捷鍵：F，S）來(lái)儲(chǔ)存設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的板。4.驗(yàn)證PCB板設(shè)計(jì)

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