《Altium Designer原理图与PCB设计教程 教学课件 ppt 作者 高敬朋 第6章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Altium Designer原理图与PCB设计教程 教学课件 ppt 作者 高敬朋 第6章（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第6章 印制电路板设计基础知识,印制电路板设计基础知识,设计印制电路板是整个工程设计的最终目的。原理图设计得再完美、如果电路板设计得不合理，性能将大打折扣，严重时甚至不能正常工作。制板商要参照用户所设计的PCB图来进行电路板的生产。由于要满足功能上的需要，电路板设计往往有很多的规则要求，如要考虑到实际中的散热和干扰等问题。 本章主要介绍印制电路板的结构、PCB编辑器的特点、PCB设计环境以及PCB设计流程等知识，使读者对电路板的设计有一个全面的了解。,印制电路板的基础知识,PCB(印制电路板)主要功能是将各种元器件按照特定的电气规则连接在一起，使其具有指定的功能。随着电子设备的飞速发展，PCB
2、的功能越来越多，PCB板的设计就也越来越复杂。 印制电路板的概念于1936年由英国 Eisler博士提出，且首创了铜箔腐蚀法工艺；在二次世界大战中，美国利用该工艺技术制造印制板用于军事电子装置中，获得了成功，才引起电子制造商的重视；1953年出现了双面板，并采用电镀工艺使两面导线 互连；1960 年出现了多层板；1990 年出现了积层多层板；随着整个科技水平，工业水平的提高，印制板行业 得到了蓬勃发展。,印制电路板的结构和种类,PCB的种类 根据PCB板的制作板材不同，印刷板可以分为纸质板、玻璃布板、玻纤板、挠性塑料板。其中挠性塑料板由于可承受的变形较大，常用于制作印制电缆;玻纤板可靠性高、透
3、明性较好，常用作实验电路板，易于检查；纸质板的价格便宜，适用于大批量生产要求不高的产品。 PCB板的结构 根据印制电路板的结构，印刷板可以分成单面板、双面板和多层板三种。这种分法主要与PCB设计图的复杂程度相关。 单面板 双面板 多层板,印制电路板设计流程,利用 Altium Designer来设计印制电路板时，如果需要设计的印制电路板比较简单，可以不参照印制电路板设计流程而直接设计印制电路板，然后手动连接相应的导线，以完成设计。但对于复杂设计的印制电路板时，可按照设计流程进行设计，如图6-1所示。,图6-1 PCB设计步骤,新建PCB文件,在完成产品的原理图设计，进行了电气连接ERC检查，并
4、生成了相关的网络表、元器件报表基础上，就可以进入Altium Designer Summer 09的PCB设计环境进行印制电路板的设计了。 Altium Designer Summer 09 的PCB设计环境与前期的版本相比，并没有太多质的变化，依然是集成在Altium Designer的整体设计环境中。新建一个PCB文件的方法有多种，可通过执行相关命令，自行创建，或者使用系统提供的新建电路板向导。,新建PCB文件,使用菜单命令创建新的PCB文件 启动Altium Designer Summer 09，在集成设计环境中执行【文件】/【新建】/【PCB】命令，如图6-2所示。 图6-2 使用菜单
5、新建PCB文件,新建PCB文件,系统在当前工程中新建了一个默认名为“PCB1.PcbDoc”的PCB文件，同时启动了【PCB Editor】，进入了PCB设计环境中，如图6-3所示。 图6-3 新建一个PCB文件,新建PCB文件,使用模板 通过【Files】面板可创建带有PCB设计模板的PCB文件，与使用菜单命令创建的PCB文件有所不同。 打开【Files】面板，在【从模板新建文件】栏中，可以看到有“PCB Templates”和“PCB Projects”选项，如图6-4所示。 图6-4 从模板新建文件,新建PCB文件,新建一个PCI板卡PCB设计文件 创建一个标准的3.3V供电、32位数据
6、长度的PCI总线的板卡PCB设计文件，并将其保存在一个PCB工程中。 打开【Files】面板，在【从模板新建文件】栏中，单击选择“PCB Templates”或“PCB Projects”，则打开如图6-5所示的对话框。 对话框中提供了一些常用的工业PCB模板库，选择其中名为：“PCI short card 3.3V - 32BITPrjPCB”的文件，单击按钮。 图6-5 常用的工业PCB模板库 图6-6 新建了一个PCB设计文件及工程 系统即为用户生成了一个默认名为“PCB_Project1PrjPCB”的工程，该工程中包含了一个名为“PCI short card 3.3V - 32BIT
7、SchDOC”的原理图文件和一个名为“PCI short card 3.3V - 32BITPCBDOC”的PCB文件，如图6-6所示。,新建PCB文件,双击新建的PCB文件：“PCI short card 3.3V - 32BITPCBDOC”，则系统自动进入了PCB设计环境中，在编辑窗口内显示了一个标准的PCI板卡外形PCB板图，如图6-7所示。 执行【文件】/【保存为】命令，可以将工程另存为自己喜欢或者与设计相关的名字，如：“My PCI CardPrjPCB”。 之后，就可以在现成的PCI模板中开始下面的PCB设计了。 图6-7 带有PCI short card 3.3V-32BIT模
8、板的PCB文件,新建PCB文件,使用新板向导创建一个PCB设计文件 打开【Files】面板，在【从模板新建文件】栏中，单击选择“PCB Board Wizard”，如图6-8所示。 图6-8 选择“PCB Board Wizard” 图6-9 新板向导 系统弹出如图6-9所示的【PCB板向导】对话框。,新建PCB文件,单击“下一步”按钮，进入如图6-10所示的电路板度量单位设置窗口，提示用户选择设置PCB上使用的尺寸单位，系统默认是英制。用户也可以选择公制尺寸单位，这在布画板子外形及尺寸时，对使用公制量具的用户比较有利，不用再经过公制到英制单位的转换。这里，我们使用默认的英制尺寸单位即可。 图
9、6-10 电路板度量单位选择 图6-11 PCB板型配置 单击“下一步”按钮，进入选择电路板板型配置窗口，如图6-11所示。如果需要设计一款符合【AT Short Bus】总线工业标准的74.2 inches大小的PCB板，可在左侧栏中单击选择配置文件：“AT Short Bus 7x4.2 inches”，在右侧窗口中即可预览该配置文件的PCB板外观。,新建PCB文件,多数情况用户准备设计的PCB板子形状是Altium Designer Summer 09库中没有的，这时就需要用户自定义电路板尺寸，此时应选择板型配置窗口中最上端的【Custom】选项。 选择【Custom】选项后单击“下一步
10、”按钮，则进入电路板详细参数配置窗口，如图6-12所示。 图6-12 PCB板详细参数配置,新建PCB文件,单击“下一步”按钮，进入电路板层设置窗口，可以根据需要对PCB板进行板层设置。这里，对PCB板分别设定了2层信号层和2层内电层（电源平面），如图6-15所示。 单击“下一步”按钮，进入PCB板过孔设置窗口，用于选择过孔类型。有两个选项，分别是【仅通孔的过孔】、【仅盲孔和埋孔】，一般情况下应选择【仅通孔的过孔】选项，除非有特殊要求时使用盲孔和埋孔，如图6-16所示。 图6-15 设置电路板层 图6-16 设置过孔类型,新建PCB文件,单击“下一步”按钮，进入选择组件和布线工艺窗口，如图6-
11、17所示。此窗口用于设置所设计的PCB板是以表贴元件为主还是通孔元件为主，以及是否要将元件放置在电路板的两面。 单击“下一步”按钮，进入选择默认线和过孔尺寸窗口，如图6-18所示。用于设置PCB板的最小导线尺寸、过孔尺寸以及导线之间的间距。 图6-17 选择组件和布线工艺 图6-18 选择默认线和过孔尺寸,新建PCB文件,单击“下一步”按钮，进入电路板向导完成窗口，如图6-19所示，表示所创建PCB文件的各项设置已经完成。 图6-19 完成向导创建,新建PCB文件,单击“完成”按钮后，系统根据前面的设置已经生成了一个默认名为“PCB1.PcbDoc”新的PCB文件，同时进入PCB设计环境，在编
12、辑窗口内显示一个默认尺寸的空白图纸和一个空白的板子形状，如图6-20所示。 执行【文件】/【保存为】命令，选择适当位置将其另存为“New.PcbDoc”。至此，使用新建电路板向导，我们完成了空白PCB文件的创建。 图6-20 利用向导创建的PCB板,PCB设计环境,如前所述，在创建了一个新的PCB文件，或者打开一个现有的PCB文件之后，我们也就启动了Altium Designer Summer 09 系统的PCB编辑器，进入了PCB的设计环境，如图6-21所示。状态栏板层标签布线工具栏实用工具栏菜单栏标准工具栏编辑窗口 图6-21 PCB设计环境,PCB设计环境,Altium Designer
13、 Summer 09系统的PCB设计环境与前期版本设计环境的布局以及操作方式十分类似，设计环境主要组成部分有如下几项。 菜单栏 像所有的EDA设计软件一样，Altium Designer Summer 09的菜单栏包含了各种基本的PCB操作命令，如图6-22所示。通过菜单栏内相应命令的选择操作，可为用户提供设计环境个性化设置、PCB设计、帮助等功能。 图6-22 菜单栏 工具栏 工具栏是Altium Designer Summer 09为方便用户操作，提高PCB设计速度而专门设计的快捷图标按钮组。在PCB设计环境中系统默认的工具栏有5组，其中在PCB设计中常用的工具栏有： 【PCB标准】工具栏
14、：在这个工具栏中为用户提供了一些基本操作命令，如文件打开、存贮、打印、缩放、快速定位、浏览元件等，如图6-23所示。 图6-23 【PCB标准工具栏】,PCB设计环境,【应用程序】栏：在Altium Designer Summer 09所提供的中文版中将此项翻译为【应用程序】栏，我们认为称之为【实用工具】栏更为合适，如图6-24所示。该工具栏中每个按钮都另有下拉工具栏或菜单栏，分别提供了不同类型的绘图和实用操作，如放置走线、放置原点、调准、查找选择、放置尺寸、放置Room空间、网格设置等，用户可直接使用相关的图标按钮进行PCB设计工作。 【布线】工具栏：提供了在PCB设计中常用图元的快捷放置命
15、令，这是在交互式布线时最常用到的工具栏。这些命令包括放置焊盘、过孔、元件、铜膜导线、覆铜等，如图6-25所示。 图6-24 【实用工具】 图6-25 【布线】工具栏,PCB设计环境,【过滤器】工具栏：如图6-26所示。该工具栏根据用户正在设计的PCB中的网络标号、元件号或者属性等作为过滤参数，对全部PCB进行过滤显示，使符合设置条件的图元在编辑窗口内高亮显示。如：在图6-27中就高亮显示了使用【过滤器】工具栏过滤出的“+5V”网络。 图6-26 【过滤器】工具栏 图6-27 高亮显示过滤出的“+5V”网络,PCB设计环境,编辑窗口 编辑窗口即进行PCB设计的工作平台，它像一张画板，用于进行元件
16、的布局和布线的有关操作。在编辑窗口中使用鼠标的左右按键及滚轮可以灵活地查看、放大、拖动PCB板图，方便用户进行编辑。 板层标签 位于编辑窗口的下方，用于切换PCB板当前显示的板层，所选中板层的颜色将显示在最前端，如图6-28所示。表示此板层被激活，用户的操作均在当前板层进行。 用户可使用鼠标进行板层间的切换。当将鼠标移动到【板层标签】前端的“LS”处停留，可以看到系统提示点击“LS”可进行板层的管理，包括板层激活设置以及板层激活显示等。 图6-28 板层标签 状态栏 编辑窗口的最下方是系统状态栏，用于显示光标指向的坐标值、所指向元件的网络位置、所在板层和有关的参数以及编辑器当前的工作状态等，如图6-29所示。 图6-29 状态栏,将原理图信息同步到PCB,印制电路板的设计就是根据原理图，通过元件放置、导线连接以及覆铜等操作，来完成原理图电气连接的一个计算机辅助设计过程。在熟悉了Altium Designer Summer 09 的PCB编辑环境和特点后，我们就可以进行PCB板图
