Altium-Designer-14原理图与PCB设计教程-第六章-PCB设计基础课件

第6章PCB设计基础6.1印制电路板结构6.1.1印制电路板（PCB）的基本构成一块完整的印制电路板应由以下几部分组成。（1）绝缘基材：一般由酚醛树脂、环氧树脂或玻璃纤维等具有绝缘隔热的材质制成，用于支撑整个电路。（2）铜箔层：为印制板主体，在铜箔层构成电路的电气连接关系，铜箔的层数定义为印制板的层数。（3）导电图形：由裸露的焊盘和被阻焊剂覆盖的铜膜电路组成。第6章PCB设计基础6.1印制电路板结构.2印制电路板分类1．单面板（SignalLayerPCB）单面板是指一面有敷铜，另一面没有敷铜的电路板。优点是制作简单，成本低。2．双面板（DoubleLayerPCB）双面板即两个面都敷铜的电路板，包括顶层（TopLayer）和底层（BottomLayer），顶层一般为元件面，底层一般为焊锡面。双面板的双面都可以布线，因此布通率高，是现在最常用的3．多层板（MultipleLayerPCB）一种印制电路板。多层板是由交替的导电图形层及绝缘材料层层压、粘合而成。多层板的抗干扰能力强，但制作成本高，层数越多制作过程越复杂，成本也越高。6.1.2印制电路板分类1．单面板（SignalLay26.2印制电路板中的各种对象及在软件中的表示6.2.1印制电路板中的各种对象1．焊盘（pad）焊盘的作用是放置焊锡、连接导线和元件引脚。2．过孔（Via）过孔的作用是连接印制电路板不同板层的铜箔导线，由铜箔构成，具有导电特性。它是多层PCB的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。简单说来，PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。3．铜膜导线铜膜导线也称铜膜走线，简称导线，用于各导电对象之间连接，由铜箔构成，具有导电特性。6.2印制电路板中的各种对象及在软件中的表示6.2.134．各类膜（Mask）这些膜不仅是PCB制作工艺过程中必不可少的，而且更是元件焊装的必要条件。按“膜”所处的位置及其作用，“膜”可分为元件面（或焊接面）助焊膜（ToporBottom）和元件面（或焊接面）阻焊膜（ToporBottomPasteMask）两类。5．字符可以是元器件的标号、标注或其他需要标注的内容，不具有导电特性。6．元器件符号轮廓表示元器件实际所占空间的大小，不具有导电特性。4．各类膜（Mask）46.2.2在软件中的表示1．PCB工作层定义在软件中首先要了解PCB的各个工作层，表6.2中列出了PCB工作层的定义。表在软件中的表示1．PCB工作层定义表6.25Altium-Designer-14原理图与PCB设计教程-第六章-PCB设计基础课件62．各对象在软件中的表示如下图6-2-3为软件中的PCB图片，蓝色和红色的线就是铜膜导线，蓝色线为底层走线，红色线为顶层走线。“5.1K”和“LM35接口”等字均称为字符。焊盘及过孔如图6-2-3所示。图6-2-32．各对象在软件中的表示图6-2-376.3元器件封装6.3.1元器件封装概述元器件封装是印刷电路设计中很重要的概念。元器件的封装是实际元器件焊接到印制电路板时的焊接位置与焊接形状，包括实际元器件的外型尺寸、所占空间位置、各管脚之间的间距等。它不仅起着安放、固定、密封和保护芯片的作用，而且是芯片内部世界和外部沟通的桥梁。元器件封装是一个空间的概念，对于不同的元器件可以有相同的封装，同样一种封装可以用于不同的元器件。因此，在绘制印制电路板时不仅需要知道元器件的名称，还要知道该元器件的封装形式。6.3元器件封装6.3.1元器件封装概述元器件封装是86.3.2元件封装的分类元器件封装大体可以分为两类：直插式和表面粘贴式。1．直插式封装在采用直插式封装设计焊盘时应将焊盘属性设置为多层（Multi-Layer）。如图6-3-1所示

2．表贴式封装如图6-3-2所示。图6-3-1直插式元器件封装图6-3-2表贴式元器件封装6.3.2元件封装的分类元器件封装大体可以分为两类：直插96.3.3常见元器件的封装AltiumDesigner将常用封装集成在MiscellaneousDevices.IntLib和MiscellaneousConnectors.IntLib两个集成库中。其中MiscellaneousDevices.IntLibMiscellaneous中包含常用元器件封装，Connectors.IntLib中包含常用接插件封装。1．电阻类（1）直插式电阻。（2）表贴式电阻。2．电容类电容类分为极性电容和无极性电容两种不同的封装3．二极管类（a）整流二极管、（b）稳压二极管、（c）开关二极管、（d）直插式发光二极管、（e）贴片发光二极管、（f）贴片二极管6.3.3常见元器件的封装AltiumDesigner104．晶体管类常见的晶体管封装如图6-3-15所示，MiscellaneousDevices.PcbLib集成库中提供的有TO-92、TO-92A等。5．集成电路类集成电路常见封装是双列直插式封装和表面粘贴式（SMD）。6．接插件类接插件常用于PCB板和外部设备及部件的连接，在PCB设计中经常出现。图6-3-15三极管常用封装TO-92，TO-92A4．晶体管类图6-3-15三极管常用封装TO-92，TO116.3.4元器件的封装编号元器件封装的编号一般为元器件类型加上焊点距离（焊点数）再加上元器件外形尺寸，可以根据元器件外形编号来判断元器件封装规格。6.3.4元器件的封装编号元器件封装的编号一般为元器件类126.4PCB编辑器6.4.1在项目中创建PCB文件在进行电路设计时，必须建立一个PCB文件。通常建立PCB文件的方法有三种。第一种方法：手动创建PCB文件，然后指定PCB文件的属性，规划电路板边界。第二种方法：通过向导生成PCB文件。这种方法可以在生成PCB文件的过程中设置PCB的各种参数。第三种方法：采用PCB模板创建PCB文件。用这种方法生成PCB文件之前要确定是否有适合的模板文件。6.4PCB编辑器6.4.1在项目中创建PCB文件在136.4.2PCB编辑器参数设置在使用PCB设计向导创建PCB文档之后，即启动了PCB板编辑器，主要由以下几个部分构成：1、主菜单栏2、常用工具栏本节介绍PCB图纸的布线板层和非电层的设置、图纸显示颜色的设置和网格等设置，以及元件封装库的添加、元件封装的放置和元件封装的修改。左下角为当前光标位置坐标和计量单位显示，当前为英制单位，如果需要计量单位在英制和公制之间切换，可以通过快捷键【Q】实现。6.4.2PCB编辑器参数设置在使用PCB设141．设置布线板层AltiumDesigner提供了一个板层管理器对各种板层进行设置和管理，启动板层管理器的方法有两种：

执行主菜单命令Design→LayerStackManager…。

在右侧PCB图纸编辑区内，单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中执行Option→LayerStackManager…命令，均可启动板层管理器。管理器如图所示1．设置布线板层AltiumDesigner提供了一个板层15板层管理器默认双面板设计，即给出了两层布线层顶层和底层。在AddLayer的下拉菜单中有AddLayer与AddInternalPlane两个可选项，其在板层管理器的设置及功能如下：

AddLayer按钮，用于向当前设计的PCB板中增加一层中间信号层（SignalLayer）。

AddInternalPlane按钮，用于向当前设计的PCB板中增加一层内层（InternalPlane）。新增加的层面将添加在当前层的下面。

MoveUp和MoveDown按钮：将当前指定的层进行上移和下移操作。

DeleteLayer按钮：删除所选定的当前层。板层管理器默认双面板设计，即给出了两层布线层顶层和底层。在A162．图纸颜色设置颜色显示设置对话框用于图纸的颜色设置，打开颜色显示设置对话框的方式有两种：

执行主菜单命令Design→BoardLayers…，即可打开颜色显示设置对话框。

在右边PCB图纸编辑区内，单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择Options→BoardLayers＆Colors…，也可打开颜色显示设置对话框2．图纸颜色设置173．使用环境设置和格点设置PCB板的使用环境设置和格点设置可以在设置对话框中进行，打开该对话框的方法有如下三种：执行菜单命令Design→BoardOptions→Grid…，可打开栅格管理器对话框在右边PCB图纸编辑区内单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择Options→GridsManger…命令。在右边PCB图纸编辑区内单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择SnapGird→GridsManger…命令。3．使用环境设置和格点设置184．元件库的加载和元件放置（1）加载元件封装库的元件库管理器的窗口如图6-4-21示。单击【Libraries…】按钮，打开AvailableLibraries（添加删除组件库）在该对话框中可以对元件库进行添加和删除操作。6-4-214．元件库的加载和元件放置6-4-2119（2）放置元件封装在AltiumDesignerPCB编辑器中，除了可以自动装入元件封装外，还可以通过手动方式将元件封装放置到工作窗口内。放置元件封装的具体步骤如下。①执行菜单命令Place→Component命令，弹出放置元件对话框②在该对话框的放置类型中，选择放置封装，即可以输入元件的封装形式、序号和注释等参数。③例如放置元件S9018三极管，选中“Component”，依次填入三极管在元件库中的名称2N3904、三极管在电路中的标识符Q1，注释Comment可以填写元件的名称S9018。（2）放置元件封装20④再选中“Footprint”选项，系统可以根据Component的选择来配制该元件的封装。⑤单击图6-4-25所示对话框中的【OK】按钮，光标出现十字形状，并带着选定的元件封装出现在工作窗口的编辑区内⑥在此状态下，按下【Tab】键可以进入元件设置对话框⑦设定好元件的属性后，单击【OK】按钮确认。⑧在工作平面上移动光标，也可以按【空格】键调整元件的放置方向，最后单击鼠标左键，即可将元件放置在适当位置。④再选中“Footprint”选项，系统可以根据Compo21第6章PCB设计基础6.1印制电路板结构6.1.1印制电路板（PCB）的基本构成一块完整的印制电路板应由以下几部分组成。（1）绝缘基材：一般由酚醛树脂、环氧树脂或玻璃纤维等具有绝缘隔热的材质制成，用于支撑整个电路。（2）铜箔层：为印制板主体，在铜箔层构成电路的电气连接关系，铜箔的层数定义为印制板的层数。（3）导电图形：由裸露的焊盘和被阻焊剂覆盖的铜膜电路组成。第6章PCB设计基础6.1印制电路板结构6.1.1226.1.2印制电路板分类1．单面板（SignalLayerPCB）单面板是指一面有敷铜，另一面没有敷铜的电路板。优点是制作简单，成本低。2．双面板（DoubleLayerPCB）双面板即两个面都敷铜的电路板，包括顶层（TopLayer）和底层（BottomLayer），顶层一般为元件面，底层一般为焊锡面。双面板的双面都可以布线，因此布通率高，是现在最常用的3．多层板（MultipleLayerPCB）一种印制电路板。多层板是由交替的导电图形层及绝缘材料层层压、粘合而成。多层板的抗干扰能力强，但制作成本高，层数越多制作过程越复杂，成本也越高。6.1.2印制电路板分类1．单面板（SignalLay236.2印制电路板中的各种对象及在软件中的表示6.2.1印制电路板中的各种对象1．焊盘（pad）焊盘的作用是放置焊锡、连接导线和元件引脚。2．过孔（Via）过孔的作用是连接印制电路板不同板层的铜箔导线，由铜箔构成，具有导电特性。它是多层PCB的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。简单说来，PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。3．铜膜导线铜膜导线也称铜膜走线，简称导线，用于各导电对象之间连接，由铜箔构成，具有导电特性。6.2印制电路板中的各种对象及在软件中的表示6.2.1244．各类膜（Mask）这些膜不仅是PCB制作工艺过程中必不可少的，而且更是元件焊装的必要条件。按“膜”所处的位置及其作用，“膜”可分为元件面（或焊接面）助焊膜（ToporBottom）和元件面（或焊接面）阻焊膜（ToporBottomPasteMask）两类。5．字符可以是元器件的标号、标注或其他需要标注的内容，不具有导电特性。6．元器件符号轮廓表示元器件实际所占空间的大小，不具有导电特性。4．各类膜（Mask）256.2.2在软件中的表示1．PCB工作层定义在软件中首先要了解PCB的各个工作层，表6.2中列出了PCB工作层的定义。表在软件中的表示1．PCB工作层定义表6.226Altium-Designer-14原理图与PCB设计教程-第六章-PCB设计基础课件272．各对象在软件中的表示如下图6-2-3为软件中的PCB图片，蓝色和红色的线就是铜膜导线，蓝色线为底层走线，红色线为顶层走线。“5.1K”和“LM35接口”等字均称为字符。焊盘及过孔如图6-2-3所示。图6-2-32．各对象在软件中的表示图6-2-3286.3元器件封装6.3.1元器件封装概述元器件封装是印刷电路设计中很重要的概念。元器件的封装是实际元器件焊接到印制电路板时的焊接位置与焊接形状，包括实际元器件的外型尺寸、所占空间位置、各管脚之间的间距等。它不仅起着安放、固定、密封和保护芯片的作用，而且是芯片内部世界和外部沟通的桥梁。元器件封装是一个空间的概念，对于不同的元器件可以有相同的封装，同样一种封装可以用于不同的元器件。因此，在绘制印制电路板时不仅需要知道元器件的名称，还要知道该元器件的封装形式。6.3元器件封装6.3.1元器件封装概述元器件封装是296.3.2元件封装的分类元器件封装大体可以分为两类：直插式和表面粘贴式。1．直插式封装在采用直插式封装设计焊盘时应将焊盘属性设置为多层（Multi-Layer）。如图6-3-1所示

2．表贴式封装如图6-3-2所示。图6-3-1直插式元器件封装图6-3-2表贴式元器件封装6.3.2元件封装的分类元器件封装大体可以分为两类：直插306.3.3常见元器件的封装AltiumDesigner将常用封装集成在MiscellaneousDevices.IntLib和MiscellaneousConnectors.IntLib两个集成库中。其中MiscellaneousDevices.IntLibMiscellaneous中包含常用元器件封装，Connectors.IntLib中包含常用接插件封装。1．电阻类（1）直插式电阻。（2）表贴式电阻。2．电容类电容类分为极性电容和无极性电容两种不同的封装3．二极管类（a）整流二极管、（b）稳压二极管、（c）开关二极管、（d）直插式发光二极管、（e）贴片发光二极管、（f）贴片二极管6.3.3常见元器件的封装AltiumDesigner314．晶体管类常见的晶体管封装如图6-3-15所示，MiscellaneousDevices.PcbLib集成库中提供的有TO-92、TO-92A等。5．集成电路类集成电路常见封装是双列直插式封装和表面粘贴式（SMD）。6．接插件类接插件常用于PCB板和外部设备及部件的连接，在PCB设计中经常出现。图6-3-15三极管常用封装TO-92，TO-92A4．晶体管类图6-3-15三极管常用封装TO-92，TO326.3.4元器件的封装编号元器件封装的编号一般为元器件类型加上焊点距离（焊点数）再加上元器件外形尺寸，可以根据元器件外形编号来判断元器件封装规格。6.3.4元器件的封装编号元器件封装的编号一般为元器件类336.4PCB编辑器6.4.1在项目中创建PCB文件在进行电路设计时，必须建立一个PCB文件。通常建立PCB文件的方法有三种。第一种方法：手动创建PCB文件，然后指定PCB文件的属性，规划电路板边界。第二种方法：通过向导生成PCB文件。这种方法可以在生成PCB文件的过程中设置PCB的各种参数。第三种方法：采用PCB模板创建PCB文件。用这种方法生成PCB文件之前要确定是否有适合的模板文件。6.4PCB编辑器6.4.1在项目中创建PCB文件在346.4.2PCB编辑器参数设置在使用PCB设计向导创建PCB文档之后，即启动了PCB板编辑器，主要由以下几个部分构成：1、主菜单栏2、常用工具栏本节介绍PCB图纸的布线板层和非电层的设置、图纸显示颜色的设置和网格等设置，以及元件封装库的添加、元件封装的放置和元件封装的修改。左下角为当前光标位置坐标和计量单位显示，当前为英制单位，如果需要计量单位在英制和公制之间切换，可以通过快捷键【Q】实现。6.4.2PCB编辑器参数设置在使用PCB设351．设置布线板层AltiumDesigner提供了一个板层管理器对各种板层进行设置和管理，启动板层管理器的方法有两种：

执行主菜单命令Design→LayerStackManager…。

在右侧PCB图纸编辑区内，单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中执行Option→LayerStackManager…命令，均可启动板层管理器。管理器如图所示1．设置布线板层AltiumDesigner提供了一个板层36板层管理器默认双面板设计，即给出了两层布线层顶层和底层。在AddLayer的下拉菜单中有AddLayer与AddInternalPlane两个可选项，其在板层管理器的设置及功能如下：

AddLayer按钮，用于向当前设计的PCB板中增加一层中间信号层（SignalLayer）。

AddInternalPlane按钮，用于向当前设计的PCB板中增加一层内层（InternalPlane）。新增加的层面将添加在当前层的下面。

MoveUp和MoveDown按钮：将当前指定的层进行上移和下移操作。

DeleteLayer按钮：删除所选定的当前层。板层管理器默认双面板设计，即给出了两层布线层顶层和底层。在A372．图纸颜色设置颜色显示设置对话框用于图纸的颜色设置，打开颜色显示设置对话框的方式有两种：

执行主菜单命令Design→BoardLayers…，即可打开颜色显示设置对话框。

在右边PCB图纸编辑区内，单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择Options→BoardLayers＆Colors…，也可打开颜色显示设