《Altium Designer 19原理图与PCB设计速成》课件-第7章 印制电路板的基础知识

7.1印制电路板的结构与分类7.2印制电路板设计步骤与文档管理7.3PCB的视图管理及工具栏7.4工作参数设置7.5电路板的规划7.1印制电路板的结构与分类7.1.1印制电路板的结构目前的印制电路板一般以铜箔覆在绝缘板(基板)上，故亦称覆铜板。印制电路板的常见结构可以分为单层板(SingleLayerPCB)、双层板(DoubleLayerPCB)和多层板(MultiLayerPCB)三种。7.1.2印制电路板的分类印制电路板的分类方式一般有三种：按用途分类、按基材分类、按结构分类。1.按用途分类(1)民用印制电路板：电视机、音响、电子玩具等消费类产品用的电路板。(2)工业用印制电路板：计算机、通信设备、仪器仪表等装备类用的电路板。(3)军用印制电路板。2.按基材分类(1)纸基印制电路板：酚醛纸基、环氧纸基印制电路板等。(2)玻璃布基印制电路板：环氧玻璃布基等。(3)合成纤维印制电路板：环氧合成纤维印制电路板等。(4)有机薄膜基材印制电路板：尼龙薄膜、聚酯薄膜印制电路板等。(5)金属基底、金属芯基和陶瓷基印制电路板。3.按结构分类(1)刚性印制电路板。(2)挠性印制电路板。(3)刚、挠结合印制电路板。7.2印制电路板设计步骤与文档管理7.2.1印制电路板设计步骤1.手工设计印制电路板手工设计印制电路板是指放置元件、布线等环节由人工完成，主要针对比较简单的电路。其基本步骤如下：(1)进入PCB编辑环境，初步规划电路板，主要完成电路板的尺寸设计、定义电气边界、放置安装定位孔。(2)选择元件面，添加所需的元件封装库，从中调出所要的元件封装，并放置到定义的电气范围内。(3)手工将元件封装拖放到合适的位置，修改元件标称、参数等说明性属性。(4)根据电路原理图，手工在元件封装的焊盘间连线。(5)适当修改电路板的走线、安装定位孔和边界，确认无误后保存PCB文件。2.自动设计印制电路板自动设计印制电路板是指在设计中运用该软件的自动布局和自动布线等自动化功能来完成设计工作。这种方法比较节省时间，一般用在较复杂的电路板中。有时对于一些电路，设计者可以先手工设计某些关键线路，其他的由计算机自动完成。在同一设计项目下，该方法的基本步骤如下：(1)进入SCH编辑环境，绘制原理图，产生网络报表。(2)进入PCB编辑环境，设置工作参数规划电路板。这个步骤非常关键，主要来确定印制电路板的框架。(3)添加所需元件封装库。(4)在原理图编辑界面中，执行菜单命令“设计”→“UpdatePCBDocumentDemo.PcbDoc”或者在PCB设计界面中执行“设计”→“ImportChangesFromDemo.PrjPcb”，即可导入执行窗口，将元件封装导入PCB工作界面。(5)设置布局规则，进行自动布局，再适当手工调整个别元件位置。要求元件所放置的位置能使整个电路板看上去整齐美观，并有利于布线。(6)设置布线规则，确定自动布线时必须遵守的各种电气规范，完成自动布线。(7)手工适当调整部分电路元件，然后根据原理图检查布线结果有无错误，最后保存输出。7.2.2PCB文档管理1.创建工程项目新建一个设计项目，名称为“过压监视电路”，打开AltiumDesigner19窗口，选择执行菜单命令“文件”→“新的”→“项目”，弹出对话框如图7-1所示，修改项目名称、保存路径，单击 按钮，项目创建完成。

2.新建PCB文档方法一：首先打开要存放PCB文档的设计项目，执行菜单命令“文件”→“New”→“PCB”，创建新的PCB文档，默认名称为“PCB1.PcbDoc”，如图7-2所示。方法二：新建项目后，在Projects面板，右键单击名为“过压监视电路”的项目文件，弹出对话框，如图7-3所示。单击PCB文件图标，生成PCB1.PcbDoc的文档。一般将原理图文件、PCB文件、原理图库文件、PCB库文件放在同一个项目中。3.打开PCB文档打开PCB文档的方法有以下三种：方法一：在工程项目窗口中，执行菜单命令“文件”→“打开”，弹出选择文件的对话框。方法二：在图7-3中，单击“添加已有文档到工程”，弹出“选择已有PCB文件”的对话框，选择后单击打开。方法三：使用快捷键“Ctrl”+“O”，弹出选择文件的对话框。5.保存PCB文档保存PCB文档的操作简单，通常有以下几种方法：方法一：执行菜单命令“文件”→“保存”，或单击工具栏中的【保存】按钮。该方法保存当前正在编辑的PCB文档。方法二：执行菜单命令“文件”→“全部保存”，保存工程项目中所有文档。方法三：执行菜单命令“文件”→“另存为”，可以修改存储位置和文档名称。7.3PCB的视图管理及工具栏7.3.1视图的打开在Projects面板双击需要打开的PCB文件，或在PCB文件上单击鼠标右键，弹出对话框，选择“Open”，打开建好的PCB文档，如图7-6所示。7.3.2工具栏工具栏主要是为用户操作方便而设计的，部分菜单命令的运行也可以通过工具栏按钮来实现，当光标指向某一按钮时，系统会显示该按钮的功能。将鼠标放在主菜单栏任意位置，点击右键，弹出如图7-7所示的对话框，可以关闭、打开或自定义工具栏。1.菜单栏菜单栏提供了供用户使用的菜单命令，每一项下面都有相应的子菜单命令，如图7-8所示。2.窗口工具栏窗口工具栏中提供了过滤、放置、焊盘等内容，带(小三角)图标的按钮，右键单击可以打开其下拉菜单。该菜单命令也可以在主菜单的“放置(P)”工具栏找到，如图7-9所示。3.PCB标准工具栏PCB标准工具栏主要完成文档的基本操作命令，如图7-10所示。4.应用工具栏应用工具栏主要完成线条设置、原点设置、排列方式、栅格设置等内容，如图7-11所示。5.布线工具栏布线工具栏如图7-12所示。6.板层标签板层标签在工作窗口的下方，用于显示PCB工作的层面，不同的层用以不同颜色显示，如图7-13所示。7.Customizing自定义工具栏Customizing工具栏中，系统已经设置了默认的命令及快捷方式，如图7-14所示，可以单击选中命令，再单击下方的【编辑】按钮，修改快捷方式；也可以单击【新的】按钮，新建命令。不建议用户修改系统默认设置。7.3.3编辑窗口调整1．画面显示设计者在进行电路板图的设计时，经常需要对工作窗口中的画面进行放大、缩小、刷新或局部显示等操作，以方便设计者的工作。这些操作既可以使用主工具栏中的图标，也可以使用菜单命令或快捷键来实现。2.PCB的状态栏、命令栏、Projects面板的打开与关闭(1)状态栏与命令栏的打开与关闭。(2) Projects面板的打开与关闭。7.4工作参数设置一般用户在进行PCB绘制之前，需要对PCB编辑器的工作参数进行设置，使系统按照用户的要求工作。AltiumDesigner19提供了丰富的PCB工作参数。在优选项窗口中，PCB部分有12个选项可供设计者设置，如图7-15所示。7.4.1General参数设置该参数主要用于设置PCB设计中各类操作模式，主要参数如图7-16所示。7.4.2Display参数设置该参数主要用于设置PCB编辑窗口的显示模式，如图7-18所示。7.4.3BoardInsightDisplay参数设置该参数主要用于设置PCB文件在编辑窗口内的显示模式，如图7-19所示。7.4.4BoardInsightModes参数设置该参数主要用于设置鼠标在移动操作时，是否在PCB编辑区域左上角显示各种信息。由于这些信息实时发生变化，不太精准，因此建议不要显示这些信息，以使设计区域显示更加简洁，如图7-20所示。7.4.5BoardInsightColorOverrides参数设置该参数主要用于系统的PCB板布线网络覆盖色设置，如图7-21所示。7.4.6DRCViolationsDisplay参数设置该参数主要用于在线设计规则检查(DRC)冲突颜色显示的模式设置，如图7-22所示。7.4.7InteractiveRouting参数设置该参数主要用于交互式布线操作的有关设置，如图7-23所示。7.4.8TrueTypeFonts参数设置该参数主要用于选择设置PCB设计中所用的TrueType字体，如图7-26所示。7.4.9Defaults参数设置该参数主要用于设置各电路板对象的默认属性值，如图7-27所示。7.4.10Reports参数设置该参数主要用于对PCB相关文档的批量输出进行设置，如图7-28所示。7.4.11LayerColors参数设置该参数主要用于调整各板层和系统对象的显示颜色，如图7-29所示。7.4.12Models参数设置该参数主要用于设置模型搜索路径、临时文件保存路径及保存时间设置等内容，如图7-30所示。7.5电路板的规划7.5.1工作层的类型工作板层大致分为以下几类：1. SignalLayers(信号层)2. PlaneLayers(内部电源/接地层)3. MechanicalLayers(机械层)4. NonSignalLayers(无信号层)7.5.2工作层的设置与操作AltiumDesigner19以上版本的软件可以得到32层的信号层，即顶层、底层和30个中间层，可以得到16个内部板层和机械层，允许用户自行定义。1.板层顺序设置在PCB窗口单击鼠标右键，选择优先选项，如图7-33所示。在“层绘制顺序”处选择某层，单击【升级】或【降级】按钮可以修改层的顺序。2.工作层设置在PCB窗口下面是板层的显示区，可以看到当前PCB设置的工作层，图7-34所示为双层PCB必须具备的板层。(1)鼠标左键单击“当前层颜色”区，出现如图7-35所示对话框，在对话框中可以设置板层、颜色及其他参数。(2)单击“管理层设置”，弹出板层选择对话框，如图7-36所示。可以选择需要显示的板层。(3)板层的显示与隐藏。要显示某一板层时，选择“显示层”，在其下拉列表中选择需要显示的板层即可。在任意板层标签上单击鼠标右键，弹出板层选项对话框，如图7-37所示。7.5.3栅格的设置在英文输入状态下，单击键盘上的“G“键，弹出栅格选择选项，如图7-38所示，可以直接选择所需的栅格。单击“栅格属性”，弹出栅格属性设置对话框，如图7-39所示，单击“Ctrl”+“G”键也能弹出同样的对话框。7.5.4电路板的规划电路板规划主要包括以下几部分：设定电路板的物理边界、形状和PCB板的电气边界。1.设定电路板的物理边界一般设置PCB板时，要根据电路元器件的多少，以及元器件所占空间大小，自定义电路板的大小和形状。2.设定电路板的形状执行菜单命令“设计”→“板子形状”，弹出板子形状对话框，如图7-43所示，有3种形状可以选择。3.设置