Altium-Designer-PCB设计入门.ppt
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1、学习目的 了解PCB设计的概念 熟悉PCB设计的工具 Altium Designer 掌握PCB设计的方法和流程内容 PCB设计的基本概念 原理图的设计 集成库的设计 PCB的绘制基本概念:PCB的定义 PCB(Printed Circuit Board),中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。基本概念:PCB的作用 电子设备采用印制板后,由于同类印制板的一致性,从而避免了人工接线的差错,并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测,保证了电子设备的质量
2、,提高了劳动生产率、降低了成本,并便于维修。基本概念:PCB的分类 1.3 PCB的分类:的分类: 根据电路层数分类:分为单面板、双面板和多层板。常见的多层板一般为4层板或6层板,复杂的多层板可达几十层。 单面板:零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上(有贴片元件时和导线为同一面,插件器件再另一面)。 双面板:两面都有布线。 多层板:为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板,也称为多层印刷线路板。板子的层数并不代表有几层独立的布线层,在特殊情况下会加入空层来控制板厚,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构,不过技术上理论可以做到近100层的P
3、CB板。 层与层之间是绝缘层,用于隔离布线层。它的材料要求耐热性和绝缘性好。早期的电路板多使用电木为材料,而现在多使用玻璃纤维为主。 基本概念:PCB设计中的层常用的PCB设计的CAD工具有protel公司的 Altium Designer(下称“AD”)、Cadence公司的Allegro等。PCB的设计环境中都有很多不同的层,理解这些层的含义是进行PCB设计的基本要求。基本概念:PCB设计中的层基本概念:PCB设计中的层这些层有的对应PCB实际的层,有的具有其他的含义。下面是常用的层及其中文名称:基本概念:PCB设计中的层Mechanical机械层Keepout layer 禁止布线层To
4、p layer顶层Bottom layer底层Midlayer 1/2/ 内部信号层Internal Plane 1/2/内电层Top overlay(top silk) 顶层丝印层Bottom overlay(bottom silk)底层丝印层Top paste顶层焊盘层Bottom paste底层焊盘层Top solder顶层阻焊层Bottom solder 底层阻焊层multilayer 多层Drill guide过孔引导层Drill drawing过孔钻孔层基本概念:PCB设计中的层 机械层机械层 机械层是定义整个PCB板的外观的,其实我们在说机械层的时候就是指整个PCB 板的外形结构
5、。其它Mechanical Layer 2/3/4等可作为机械尺寸标注或者特殊用途,如某些板子需要制作导电碳油时可以使用Mechanical Layer 2/3/4等,但是必须在同层标识清楚该层的用途基本概念:PCB设计中的层 禁止布线层 是定义我们在布电气特性的铜时的边界,也就是说我们先定义了禁止布线层后,我们在以后的布过程中,所布的具有电气特性的线是不可能超出禁止布线层的边界。 很多设计师也使用做PCB 机械外形,如果PCB 上同时有禁止布线层和机械层1,则主要看这两层的外形完整度,一般以机械层1为准。若无机械层1,一般以禁止布线层为外形。基本概念:PCB设计中的层顶层、底层、内部信号层:
6、是用于信号走线的层。这些层统称为信号层。基本概念:PCB设计中的层内电层: 用来铺设电源和地。可以提高电路板的抗EMI特性和稳定性 信号层与内电层,这两种图层有着完全不同的性质和使用方法。内电层被称为负片层,即不布线、不放置任何元件的区域完全被铜膜覆盖,而布线或放置元件的地方则是排开了铜膜的。基本概念:PCB设计中的层 丝印层丝印层分顶层丝印层和底层丝印层,是定义顶层和底的丝印字符,就是一般我们在PCB 板上看到的元件编号和一些字符。基本概念:PCB设计中的层 阻焊层(solder) 实际是“阻焊层开窗层”。在PCB表面会有一层绿油覆盖,以避免短路并提供保护等。此层作用于焊盘处,表示此处没有绿
7、油,可以焊接。基本概念:PCB设计中的层 Paste层 分为Top Paste和Bottom Paste。一般用于贴片元件SMT 回流焊过程时上锡膏(是用来开钢网漏锡用的),和印制板厂家制板没有关系,可不提供给PCB制造商,PCB设计时保持默认即可。基本概念:PCB设计中的层多层多层表示所有的信号层。电路板上焊盘和穿透式过孔要穿透整个电路板,与不同的导电图形层建立电气连接关系,因此系统专门设置了一个抽象的层多层,一般,焊盘与过孔都要设置在多层上。基本概念:过孔与焊盘 焊盘:元件通过PCB上的引线孔,用焊锡焊接固定在PCB上,印制导线把焊盘连接起来,实现元件在电路中的电气连接。 过孔也称金属化孔
8、,在双面板和多层板中,为连通各层之间的印制导线,在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔,即过孔。 过孔与焊盘区别:作用不同。基本概念:金手指 金手指: 在电路板的插接端点上(俗称金手指)镀上一层镍层及高化学钝性的金层来保护端点及提供良好接通性能,其中含有适量的钴,具有优良的耐磨特性。基本概念:金手指AD原理图设计:原理图原理图原理图原理图设计是整个电路设计的基础,它决定了后面工作的进展,为印制电路板的设计提供元件、连线依据。AD原理图设计:原理图设计流程绘制原理图一般步骤绘制原理图一般步骤: 设置图纸大小,规划总体布局,在图纸上放置元件,进行布线,对各元件以及布线进行调整,然后进行电气检查
9、,最后保存并打印输出。AD原理图设计:原理图设计环境AD原理图设计:原理图设计环境AD原理图设计:原理图设计环境Altium Designer 的工具栏有Schematic Standard Tools工具栏、Wiring工具栏、Utilities工具栏和混合信号仿真工具栏等AD原理图设计:原理图设计环境Utilities实用工具栏包括多个子菜单,即Drawing Tools子菜单、Alignment Tools 子菜单、Power Sources子菜单、 Digital Devices子菜单、 Simulation Sources 子菜单、Grids子菜单等AD原理图设计:设置图纸属性 在原
10、理图编辑环境下双击边框,或者单击鼠标右键打开鼠标右键快捷菜单,选择 Document Options命令,或者执行DesignDocument Options命令,屏幕上将打开如图所示的文档选项对话框,可以在这个对话框中进行图纸参数的设置。设置项包括尺寸、栅格大小,图纸方向、电气节点等。设置方法略AD原理图设计:设置图纸属性AD原理图设计:元件的放置 放置方法1: 可以通过菜单“place/part”或者走线工具栏的“place part”图标进行放置元件进行元器件放置; 用这种方法可以放置最近放置的或有过放置历史的元件,还可以点击“chose”选择要放置的元件。AD原理图设计:元件的放置AD
11、原理图设计:元件的放置 放置方法2: 打开元件库面板,在下拉菜单中,选择元件库,双击(或拖动)库中的元件,放置到图纸合适的地方即可。AD原理图设计:元件的放置AD原理图设计:元件的放置 其他放置方法: 可以使用utility工具栏的常用数字器件放置元件; 电源和接地元件还可以使用utility 工具栏上子工具栏“Power Objects”来选取。AD原理图设计:元件调整和编辑 已经放置的元件可以被选择(select)、移动(move,不带连接关系)、拖动(drag 带连接关系)、旋转(按空格)、编辑属性(双击元件即可)等。方法略。AD原理图设计:元件的连接 当所有电路元件、电源和其他对象放置
12、完毕后,就可以进行原理图中各对象间的连线。连线的主要目的是按照电路设计的要求建立网络的实际连通性。 通常用到的连接电路的方法有两种:连接导线、放置网络标号。AD原理图设计:元件的连接 连接方法1放置导线 放置导线:点击“place/wire”,或者点击走线工具栏的放置导线图标,然后在图纸内左键单击选择导线起点,移动鼠标拖动导线线头,在转折点处单击鼠标左键确定,每次转折都需要单击鼠标左键,右键结束当前的导线。AD原理图设计:元件的连接 连接方法2放置网络标号: 网络标号是实际电气连接的导线的序号,它可代替有形导线,可使原理图变得整洁美观。具有相同的网络标号的导线,不管图上是否连接在在一起,都被看
13、作同一条导线。AD原理图设计:元件的连接放置网络标号步骤: step1: 执行菜单命令PlaceNet Label,或者用鼠标左键单击“Wiring”工具栏中的放置网络标号图标,此时,光标将变成十字状,并且将随着虚线框在工作区内移动;AD原理图设计:元件的连接 放置网络标号: step2:接着按下Tab键,工作区内将出现如图所示的“Net Label”对话框AD原理图设计:元件的连接 放置网络标号: step3:设定结束后,单击【OK】按钮加以确认。将虚线框移到所需标注的引脚或连线处,单击鼠标左键,即可将设置的网络标号粘贴上去AD原理图设计:元件的连接 放置网络标号:效果图AD集成库设计:项目
14、和自由文件 在Altium Design中,文件的管理采用“项目”(原文“project”,亦可译为工程)的管理方式,任何一项设计都被看作是一个项目,在此项目中,建立了与该设计有关的各种文档的连接关系,并保存了与该设计有关的设置。Altium Designer提供了多种类型的项目,如PCB项目、FPGA项目、集成元件库项目等。一个项目可以包含多个文件。可以将已存在的文件或者新文件加入项目。AD集成库设计:项目和自由文件 Altium Designer同样支持单个文件的创建和编辑,例如pcb文件,原理图文件的编辑。如果一个文件没有被加入到项目,则被称为自由文件(free document)。AD
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