Altium-Designer-PCB布局布线及规则设置.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,创建,PCB,文件,通过菜单或工程面板创建,在工程面板中，右键单击工程,-Add New to Project-PCB,新建的文件并不直接在硬盘中创建，需要保存,这样创建的,PCB,文档，不包含图纸边框和标题栏,通过文件面板（,File Panel,）中的向导创建,在文件面板中的“,New From Template,”区域（可能需要收起上面的其它区域才看得到）中，单击“,PCB Board Wizard.,”,在接下来的几个页面中，依次设置：,单位，英制或公制,图纸类型，自定义或预定义的纸张大小以及一些专用的板卡模板,自定义图纸尺寸，如果在图纸类中选择了自定义，则需要自行设置图纸尺寸和一些相关信息,信号层（顶、底和内层布线层）数量和内电层数量，一般为偶数,过孔形式,主要器件类型（贴片或穿孔）和器件是否分布在,PCB,的两面,最小线宽、安全间距、最小过孔直径和孔径,一般采用第一种方法创建,PCB,文件即可,1,编辑环境,层标签,当层标签过多时，单击这两个按钮可以左右移动它们,实时的坐标和偏移提示,提示一些视图快捷键,PCB,的坐标原点,单击层标签：选择工作层；,Ctrl+,单击层标签：高亮并选择工作层；,Shift+S,：可突出当前工作层，只有当前工作层的内容可被选择和编辑，其它层显示为暗灰色,2,编辑环境,在,PCB,图纸中,缩放、图纸拖动与原理图中一样操作,选择操作与原理图中一样，但是因为,PCB,有多个工作层，如果在点选的位置上，有多个层的元素，,AD,会弹出一个带有缩略图的列表框询问具体需要点选的元素,选择相似对象（“,Find Similar Objects,”）和,PCB,检视器（“,PCB Inspector,”）的使用与在原理图中一样，也可以用于批量更改元件属性,拖动元件时，“,Space,”和,“Shift+Space”,与原理图中一样，可用于元件的旋转，但是“,X,”和“,Y,”键不可再用于元件镜像翻转,3,选项,图层显示选项（快捷键“,L,”），层和颜色标签,显示配置,其中最主要的是,2D,配置,通常的工作用配置,层名,颜色,是否显示,预置的,2D,颜色配置,机械层一般可隐藏,其它层,(Other Layers),和系统颜色一般应显示,布局阶段需要显示：,信号层,内电层,掩膜层,丝印层,布线阶段可只显示：,信号层,内电层,布线时如需调整元件,位置应显示丝印层,4,选项,图层显示选项（快捷键“,L,”），显示,/,隐藏标签,用于选择显示某一类型元素的方式：,完全显示,草图显示,隐藏,5,选项,图层显示选项（快捷键“,L,”），层和颜色标签,6,选项,图纸选项,与,PCB,库文件中的图纸选项类似，不再赘述,在编辑,PCB,文件时，要善于使用“,G,”键，实时地改变栅格大小，便于定位,7,选项,板层（电气层）设定,层名，对于内电层括号内显示默认连接到的网络,介质厚度,层压方式,顶层和底层介电常数设置,添加信号层,添加内电层,向上移动,向下移动,删除层,属性设置铜箔厚度、,介质厚度、,默认网络、,介电常数、,等,配置孔对，在含有盲孔或埋孔时需要配置,特征阻抗计算,(,用于带状线,和微带线,),在机械层上放置描述叠层顺序的文字,一个典型的,6,层板配置,在“,DataAcq51,”工程中，,只需要,Top,和,Bottom,两个信号层即可,8,规则,PCB,规则,是,PCB,设计中至关重要的一个环节；保证,PCB,符合电气要求、机械加工（精度）要求；为自动布局、布线和部分手动布局、布线操作提供依据,为规则检查提供依据，,PCB,编辑期间，,AD,会实时地进行一些规则检查，违规的地方会作标记（亮绿色），也可通过“,T-D-R,”进行全面的批量规则检查,PCB,规则分类,Electrical,（电气规则）：安全间距、线网连接等,Routing,（布线）：线宽、过孔形状尺寸、布线拓扑、布线层、封装出线等,SMT,（表面贴装（贴片）：贴片元件焊盘的一些要求,Mask,（掩膜）：阻焊和焊膏的扩展,Plane,（内电层和铺铜）：内电层和铺铜与焊盘的连接方式,Testpoint,（测试点）,Manufacturing,（加工）：孔、焊盘、丝印和阻焊的尺寸及相关关系,HighSpeed,（高速信号）：串扰、线长、配长、过孔数量等与高速信号相关的,Placement,（放置）：元件放置和元件间距等,SignalIntegrity,（信号完整新）：走线阻抗及高速信号的过冲、摆率等,同一类规则下可以包含（新建）多个规则，并为每个规则设置不同的适用范围和优先级，以根据具体需求实现灵活多样的规则,9,规则,常用规则设置（以“,DataAcq51,”工程为例）,Electrical-Clearance,待检查的两个元素之一，这里是,All,待检查的两个元素之二，这里是,All,待检查的两个元素之间的最小间距，,这里设为,0.2mm,10,规则,常用规则设置（以“,DataAcq51,”工程为例）,Electrical-Clearance,添加一条新规则，设置,GND,和,AGND,与任何其它网络的元素之间的最小间距为,0.25mm,在“,Clearance,”上单击右键，“,New Rule,”，出现新的规则,此处选择自行填写查询语句,最小间距，填写,0.25mm,像这样填写，选择第一个元素为属于,GND,或,AGND,网络的任意元素,11,规则,常用规则设置（以“,DataAcq51,”工程为例）,Electrical-Clearance,添加一条新规则，设置,GND,和,AGND,与任何其它网络的元素之间的最小间距为,0.25mm,注意新规则的优先级应高于（数值小）原规则，一般来说，适用范围越小的规则，优先级应越高，即越先检查,12,规则,常用规则设置（以“,DataAcq51,”工程为例）,Routing-Width,同样设置两个规则。添加新规则，适用于“,+5V0D,”和“,+5V0A,”，最小线宽定为,0.35mm,13,规则,常用规则设置（以“,DataAcq51,”工程为例）,Routing-Routing Via Style,设定过孔直径,0.51.0mm,，孔径,0.3mm0.6mm,14,规则,常用规则设置（以“,DataAcq51,”工程为例）,Manufacturing-HoleSize,15,规则,常用规则设置（以“,DataAcq51,”工程为例）,Minimum SolderMask Sliver,，最小阻焊桥，可设为,0.01mm,Silkscreen Over Component Pads,，丝印与元件焊盘间距，可设为,0.01mm,Silk To Silk Clearance,，丝印间距，可设为,0.01mm,还有其它一些较常用的规则，将在后面的课中具体讲到,铺铜与焊盘、过孔的连接,内电层与焊盘、过孔的连接或间距,高速信号线的长度、配长,微带线与带状线的阻抗,走线过孔的数量、焊盘下的过孔,16,绘制外形,PCB,文件中的绘图工具与,PCB,库文件中的一样，不再赘述,定义,PCB,的外形,两种方法：,使用菜单快捷键“,D-S-R,”（,Redefine Board Shape,），可绘制边框的外形（绘制过程中可按“,Space,”更改出线方向，按“,Shift+Space,”更改线型）绘制至最后一边时可单击右键结束，,AD,会自动完成最后一边,在,Keepout,层使用绘图工具绘制任意形状的封闭线条，选中它们，然后使用菜单快捷键“,D-S-D,”（,Define From Selected Objects,），,AD,会根据选中的线条形状定义,PCB,外形,目前大多数,PCB,板加工厂仍然使用,Keepout,层线条定义,PCB,外形，因此在用上述第一种方式绘制外形后，还应在,Keepout,层绘制同样的线条，推荐采用第二种方式绘制外形,需要在,PCB,中切除部分，可使用菜单快捷键“,D-S-C,”（,Define Board Cutout,）,绘制完成后，可重新定义原点位置，“,E-O-S,”，一般可定义在板子左下角、某个定位孔处或板子中央,PCB,外形和原点位置可以在绘制,PCB,过程中随时更改,在“,DataAcq51,”工程中，,将板子外形设置为,100mm100mm,原点定在板子左下角,17,与原理图同步,原理图与,PCB,同步工具,可以将原理图中的更改导入到,PCB,中,在原理图编辑环境中，菜单“,D-U,”,在,PCB,编辑环境中，菜单“,D-I,”,对于新建的,PCB,文件，即是将整个原理图的内容导入,PCB,或将,PCB,中的更改导入到原理图中,在,PCB,编辑环境中，菜单“,D-U,”,同步过程中如有错误，应检查后再次同步，常见错误有：,封装错误,封装库未引用,封装中焊盘与元件引脚,不配对,元件标号重复,等等,18,元件属性,双击元件可编辑元件属性,元件所在层，可以修改，修改后,AD,会自动翻转封装,锁定原型，去掉选择后可以编辑元件封装内部的元素,锁定元件，选择后元件的位置会被固定，不能编辑,元件封装,元件标号,元件注释,19,布局,布局,同步完成后，元器件按照,Room,整齐摆放，在布线之前需要对元件布局,布局和布线并不完全是两个分离的过程，往往在大概布局后就可以开始着手布线，在布线的过程中可以根据需要再调整部分元件的布局,布局是,PCB,设计过程中的重要步骤，如果算上布线过程中对元件位置调整花去的时间，布局需要花去的时间和精力有时并不比布线过程花去的少,良好的元件布局,可以使后续的布线工作更加简单，布线更简洁明了，可以说，布局在极大程度上决定了后面布线的成败和优劣,可以使整个,PCB,具有更好的信号完整性和高频稳定性,使得,PCB,面积更小,布局时应结合原理图中功能单元的区分和信号的流向，结合原理图中的具体电路连接,自动布局的效果往往远远不及手工布局，不推荐使用,20,布局,布局,规则中，一个,Room,中的元件是必须放置在,Room,中的，所以在手工布局前,可将所有,Room,拖动（会连带,room,中的元件）到,PCB,中,将,room,的大小拖放到比,PCB,稍稍大一些,可在图层显示选项中（“,L,”），将,room,设置为隐藏,21,布局,布局,如果觉得丝印层字符过大，可以使用“,Find Similar Objects,”（在对象上单击右键）工具和,PCB,检视器（,PCB Inspector,）批量修改,根据电路结构，思考元件的大概布置，并粗略布局（以“,DataAcq51,”为例）,四个通道的信号调理和,ADC,电路可以上下并排放置在,PCB,左侧,MCU,电源和串口可以放置在,PCB,右侧,100nF,的电源去耦电容需要与芯片电源引脚尽量靠近，可以放置在电源引脚正下方的,Bottom,层,信号主要通过顶层布线，电源主要通过底层布线，注意模拟部分和数字部分布置分开,多通道的设计中，可以先只对一个通道的元件进行布局，然后通过,Room,格式复制功能将布局复制到所有其它通道中,布局好的一个,信号采集通道,和单片机、,串口部分,22,布局,Room,格式复制功能,在图层显示选项中，显示,room,在准备复制的源,room,和目标,room,上单击右键,-Room Actions-Wrap Rectangle Room Around Component,“,D-M-C,”，选择源,room,，然后选择目标,room,设置复制选项，确定后，另外三个通道的布局就和源通道一样了,使用“,D-M-V,”，,（移动,room,），,将为排列整齐的,通道排列整齐。,需要被复制的内容,非,room,内容，但是与,room,相交的对象是否被复制,匹配通道,是否应用于所有通道,列出同类通道,是否需要被复制,复制格式并排列整齐后的四个通道,23,布局,调整接插件位置，并重新定义,PCB,外形,24,布线,布线工具,交互式布线（“,P-T,”），普通的交互式布线,交互式差分对布线（“,P-I,”），布置差分信号的线对,交互式多重布线（“,P-M,”），布置多个相邻的线，选中欲引出线的多个元素后使用该工具,交互式布线的相关设置,系统设定中的,PCB-Interactive Routing,冲突解决模式，,一般选择“,Push Obstacle,”，,即“推挤式”,拖拽导线时的行为,线宽、过孔尺寸选取的方式,移除环形布线,25,布线,布线,在大多数最后大面积铺地的,PCB,中，布线时，可以不用布置地线,同样地，多通道中，只需要先布通一个通道，然后使用,room,格式复制功能将布线复制到其它通道中,在从焊盘引出导线时，出线方向应先顺着焊盘延伸方向,实时规则检查会在,PCB,上打一些标记，按“,T-M,”可隐藏这些标记,如布线需要穿越板层，可以放置过孔“,P-V,”,布线过程中,按数字键区“,+,”、“,-,”键可以更改工作层，并自动添加过孔,按“,Tab,”键可设置线宽、过孔尺寸，布线方式等属性,按“,Space,”键可更改出线方向,按“,Ctrl+Space,”可更改线型，在下列,5,种方式中切换,45,度直线拐角,45,度弧线拐角,90,度直线拐角,90,度弧线拐角,任意角度直线,按“,”键（主键盘区数字,1,键左侧），有更多功能的菜单,26,布线,布线完成的,PCB,除地以外,图中隐藏了丝印层,27,布线,元件封装修改,有时候需要对元件封装内的一些元素进行修改，可去掉元件属性中的“,Lock Primitives,”后编辑封装内的元素,例如“,DateAcq.PcbDoc,”中右上角的电源插座的焊盘，采用了较古老的多焊盘重叠的方法定义槽形孔，可将其修改,双击该封装，去掉属性中“,Lock Primitives,”处的勾选,删除封装中名为“,J1-1A,”、“,J1-1B,”、“,J1-2A,”、“,J1-2B,”、“,J1-3A,”、“,J1-3B,”的附属焊盘（隐藏在“,J1-1,”、“,J1-2,”、“,J1-3,”中）,依次双击余下的三个焊盘，更改其属性，变为槽形孔,注意使得这两个差相等,28,