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1、10.5 PCB板的设计技巧板的设计技巧 教学目的及要求:教学目的及要求: 1. 熟练掌握PCB板的设计技巧 2. 熟练掌握放置泪滴、放置过孔作为安装孔 3. 熟练掌握布置多边形敷铜区域 4. 熟练掌握放置尺寸标注、设置坐标原点等 教学重点教学重点: PCB板的各种设计技巧教学难点:教学难点:PCB板的各种设计技巧复习:复习: 第10章交互式布线及PCB板设计技巧 10.1 交互式布线 10.1.1 放置走线 10.1.2 连接飞线自动完成布线 10.1.3 处理布线冲突 10.1.4 布线中添加过孔和切换板层10.5 PCB板的设计技巧板的设计技巧 在掌握了以上的布线方式后,可以对上一章设计
2、的PCB板进行优化,重新布局、布线后的PCB板如图10-25所示。图10-25 重新布局、布线后的PCB板 由于新的PCB板元器件的排列比原来紧凑,所以PCB板的布线区域及板边框的尺寸可缩小。选择“Keep-Out Layer”层,将布线区域的左边框向右移动,x的坐标从103mm112mm;执行“Design” “Board Shape” “Redefine Board Shape”命令,鼠标点击(109mm,30mm)、(190mm,30mm)、(190mm,106mm)、(109mm,106mm)这4个坐标,将PCB板的边框缩小。 在进行下面的学习之前,一定要先检查设计的PCB板有无违反设
3、计规则的地方,在主菜单中执行择“Tools”“Design Rule Check”命令,弹出“Design Rule Checker” 对话框,单击“Run Design Rule Check”按钮,启动设计规则测试。如设计合理,没有违反设计规则,则进行下面的操作。10.5.1 放置泪滴 如图10-26所示,在导线与焊盘或过孔的连接处有一段过渡,过渡的地方成泪滴状,所以称它为泪滴。泪滴的作用是:在焊接或钻孔时,避免应力集中在导线和焊点的接触点,而使接触处断裂,让焊盘和过孔与导线的连接更牢固。Arc Arc Track图10-26 泪滴的Arc和Track两种形状放置泪滴的步骤如下:(1)打开需
4、要放置泪滴的PCB板,执行“tools”“Teardrops”命令,弹出如图10-27所示泪滴设置对话框。图10-27 泪滴设置对话框(2)在“General”设置栏中,如果选择“All Pads”,将对所有的焊盘放置泪滴;如果选择“All Vias”,将对所有的过孔放置泪滴;如果选择“Selected Objects Only”,将只对所选择的元素所连接的焊盘和过孔放置泪滴。(3)在“Action”设置栏,Add单选按钮表示此操作将添加泪滴;“Remove”单选按钮表示此操作将删除泪滴。(4)在“Teardrop Style”设置栏,设置泪滴的形状,其中“Arc”和“Track”两种形状分别
5、如图10-26所示。(5)单击OK按钮,系统将自动按所设置的方式放置泪滴。10.5.2 放置过孔作为安装孔放置过孔作为安装孔 在低频电路中,可以放置过孔或焊盘作为安装孔。执行命令“Place” “Via”,进入放置过孔的状态,按Tab键弹出Via对话框如图10-28所示。 图10-28 Via对话框将过孔直径(Diameter )改为:6mm将过孔的孔的直径(Diameter )改为:3mm然后放在PCB板的4个角上(116mm,37mm)、(183mm,37mm)、(183mm,99mm)、(116 mm,99mm)。把4个过孔放在PCB板后,成绿色高亮,如图10-29所示。图10-29 放
6、置安装孔的PCB板检查过孔为什么绿色高亮。(1)在主菜单中选择“Tools”“Design Rule Check”命令,打开“Design Rule Checker”对话框。(2)单击“Run Design Rule Check”按钮,启动设计规则测试。设计规则测试结束后,系统自动生成如图10-30所示的检查报告网页文件。错误原因:“Hole Size Constraint(Min=0.0254mm)(Max=2.54mm)(All)”。PCB板上孔的直径最小0.0254mm,最大2.54mm 。而用户放置的过孔的孔的直径为3mm大于最大值,所以出现绿色的高亮显示。修改设计规则:执行Desig
7、n Rule命令,出现“PCB Rules and Constraints Editor”对话框,选择Design Rules Manufacturing Hole Size,按鼠标右键,从下拉菜单中选择New Rule,出现Hole Size的新规则如图10-31所示,将孔直径的最大值改为:4mm。图10-30 检查报告网页图10-31将孔直径的最大值改为4mm 选择Design Rules Routing Routing Via Style,将Via Diameter(过孔直径)的最大值(Maximum)改为:7mm,Via Hole Size(过孔的孔的尺寸)的最大值(Maximum)改
8、为:4mm,按OK按钮即可。 修改了这两个参数后的PCB板无绿色高亮显示。 10.5.3 布置多边形铺铜区域 在设计电路板时,有时为了提高系统的抗干扰性,需要设置较大面积的接地线区域(大面积接地)。多边形铺铜就可以完成这个功能,布置多边形铺铜区域的方法如下。 (1)在工作区选择需要设置多边形铺铜的PCB板层。 (2)单击“Wiring”工具栏中的多边形铺铜工具按钮“ ”,或者在主菜单中选择PlacePolygon plane菜单项。打开如图10-33所示的“Polygon Pour”对话框。图10-33 “Polygon Pour ”对话框如图10-33所示的“Polygon Pour”对话框
9、用于设置多边形铺铜区域的属性,其中的选项功能如下。“Fill Mode”用来设置多边形铺铜区域内的形状Solid(Copper Regions):表示铺铜区域是实心的。Hatched(Tracks/Arcs):表示铺铜区域是网状的。None(Outlines Only):表示铺铜区域无填充,仅有轮廓、外围。“Track Width”编辑框用于设置多边形铺铜区域中网格连线的宽度。如果连线宽度比网格尺寸小,多边形铺铜区域是网格状的;如果连线宽度和网格尺寸相等或者比网格尺寸大,多边形铺铜区域是实心的。“Grid Size”编辑框用于设置多边形铺铜区域中网格的尺寸。为了使多边形连线的放置最有效,建议避
10、免使用元件管脚间距的整数倍值设置网格尺寸。“Surround Pads With”选项用于设置多边形铺铜区域在焊盘周围的围绕模式。其中,“Arcs”单选项表示采用圆弧围绕焊盘,“Octagons”单选项表示使用八角形围绕焊盘,使用八角形围绕焊盘的方式所生成的Gerber文件比较小,生成速度比较快。 “Hatch Mode”用于设置多边形铺铜区域中的填充网格式样,其中共有4个单选项,其功能如下。“90 Degree”单选项表示在多边形铺铜区域中填充水平和垂直的连线网格。“45 Degree”单选项表示用45的连线网络填充多边形。“Horizontal”单选项表示用水平的连线填充多边形铺铜区域。“
11、Vertical”单选项表示用垂直的连线填充多边形铺铜区域。以上各填充风格的多边形铺铜区域如图10-34所示。“None” “90 Degree” “45Degree” “Horizontal” “Vertical”图10-34 各填充风格的多边形铺铜区域“Properties”区域用于设置多边形铺铜区域的性质,其中的各选项功能如下。Name:铺铜区域的名字,一般不用更改。Layer:下拉列表用于设置多边形铺铜区域所在的层。Min Prim Length:编辑框用于设置多边形铺铜区域的精度,该值设置得越小,多边形填充区域就越光滑,但铺铜、屏幕重画和输出产生的时间会增多。Lock Primiti
12、ve:用于设置是否锁定多边形铺铜区域。如果选择该复选框,多边形铺铜区域就成为一个整体,不能对里面的任何对象进行编辑,否则可以编辑里面的对象。Locked:用于设置是否移动多边形铺铜区域在板上的位置。如果选择该复选框,移动时给出一个提示信息:This Primitive is locked. Contiune?如果选择“Yes”,就可移动多边形铺铜区域,否则不能移动。Ignore On-Line Violations:设置多边形铺铜区域是否进行在线设计规则检查。“Net Options”区域用于设置多边形铺铜区域中的网络,其中的各选项功能如下:“Connect To Net”下拉列表用于选择与多
13、边形铺铜区域相连的网络,一般选择GND。10.5.4 放置尺寸标注放置尺寸标注1直线尺寸标注对直线距离尺寸进行标注,可进行以下操作。(1)单击“Utilities”工具栏中的尺寸工具按钮“”,在弹出的工具栏中选择直线尺寸工具按钮“”,或者选择“Place”“Dimension”“Linear”命令。(2)单击“Tab”键,打开如图10-39所示的“Linear Dimension”对话框。图10-39 “Linear Dimension”对话框如图10-39所示的“Linear Dimension”对话框用于设置直线标注的属性,其中的选项功能如下。“Pick Gap”编辑框用来设置尺寸线与标注
14、对象间的距离。“Extension Width”编辑框用来设置尺寸延长线的线宽。“Arrow Length”编辑框用来设置箭头线长度。“Arrow Size”编辑框用来设置箭头长度(斜线)。“Line Width”编辑框用来设置箭头线宽。“Offset”编辑框用来设置箭头与尺寸延长线端点的偏移量。“Height”编辑框用来设置尺寸字体高度。“Rotation”编辑框用来设置尺寸标注线拉出的旋转角度。“Text Width”编辑框用来设置尺寸字体线宽。“Text Gap”编辑框用来设置尺寸字体与尺寸线左右的间距。“Properties”区域用来设置直线标注的性质,其中的选项功能如下:“Layer
15、”下拉列表用来设置当前尺寸文本所放置的PCB板层。 “Format”下拉列表用来设置当前尺寸文本的放置风格。在下拉列表中选择尺寸放置的风格共有4个选项:“None”选项表示不显示尺寸文本。“0.00”选项表示只显示尺寸,不显示单位。“0.00mil”选项表示同时显示尺寸和单位。“0.00(mil)”选项表示显示尺寸和单位,并将单位用括号括起来。“Text Position”下拉列表用来设置当前尺寸文本的放置位置。“Unit”下拉列表用来设置当前尺寸采用的单位。可以在下拉列表中选择放置尺寸的单位,系统提供了 “mils”、“millimeters”、“Inches”、“Centimeters”和
16、“Automatic”共五个选项,其中“Automatic”项表示使用系统定义的单位。2标准标注标准标注用于任意倾斜角度的直线距离标注,可进行以下操作设置标准标注。(1)单击“Utilities”工具栏中的尺寸工具按钮“ ”,在弹出的工具栏中选择标准直线尺寸工具按钮“ ”,或者选择“Place” “Dimension”“Dimension”命令。3坐标标注坐标标注用于显示工作区里指定点的坐标。坐标标记可以放置在任意层,坐标标注包括一个“十”字标记和位置的(X,Y)坐标,可进行如下操作布置坐标标注。(1)单击“Utilities”工具栏中的绘图工具按钮“ ”,在弹出的工具栏中选择坐标标注工具按钮
17、“ ”,或者在主菜单中选择“Place”“Coordinate”命令。 10.5.5 设置坐标原点在PCB编辑器中,系统提供了一套坐标系,其坐标原点称为绝对原点,位于图纸的最左下角。但在编辑PCB板时,往往根据需要在方便的地方设计PCB板,所以PCB板的左下角往往不是绝对坐标原点。Altium Designer提供了设置原点的工具,用户可以利用它设定自己的坐标系,方法如下:(1)单击“Utilities”工具栏中的绘图工具按钮“ ”,在弹出的工具栏中选择坐标原点标注工具按钮“ ”,或者在主菜单中选择“Edit”“Origin”“Set”命令。(2)此时鼠标箭头变为十字光标,在图纸中移动十字光标到适当的位置,单击鼠标左键,即可将该点设置为用户坐标系的原点(如图10-42所示),此时再移动鼠标就可以从状态栏中了解到新的坐标值。(3)如果需要恢复原来的坐标系,只要选择“Edit”“Origin”“Reset”命令即可。图10-42 标注的尺寸、坐标,重置坐标原点及铺铜的PCB板 小结:小结:10.5 PCB 板的设计技巧 10.5.1 放置泪滴 10.5.2 放置过孔作为安装孔 10.5.3 布置多边形敷铜区域 10.5.4 放置尺寸标注 10.5.5 设置坐标原点作业:作业:P223 1-3