Altium-Designer-PCB布局布线及规则设置
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
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
选项
•图层显示选项（快捷键“l”），层和颜色标签
•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
•板层（电气层）设定
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
•常用规则设置（以“dataacq51”工程为例）
–electrical - clearance
–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
–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
–routing - routing via style
•设定过孔直径0.5~1.0mm，孔径0.3mm~0.6mm
–manufacturing - holesize
•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
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100mm×100mm原点定在板子左下角
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
元件属性
•双击元件可编辑元件属性
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
–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
–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
•room格式复制功能
•调整接插件位置，并重新定义pcb外形
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
•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
•布线完成的pcb
–除地以外
–图中隐藏了丝印层
•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
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•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
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
选项
•图层显示选项（快捷键“l”），层和颜色标签
•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
•板层（电气层）设定
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
•常用规则设置（以“dataacq51”工程为例）
–electrical - clearance
–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
–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
–routing - routing via style
•设定过孔直径0.5~1.0mm，孔径0.3mm~0.6mm
–manufacturing - holesize
•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
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100mm×100mm原点定在板子左下角
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
元件属性
•双击元件可编辑元件属性
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
–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
–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
•room格式复制功能
•调整接插件位置，并重新定义pcb外形
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
•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
•布线完成的pcb
–除地以外
–图中隐藏了丝印层
•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
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日本家用Wi-Fi距离和速度获得提升
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大功率LED路灯方案
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金立S10撞脸iPhone7 Plus却不完全相同
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基于FPGA芯片实现开关供电模块的设计
GTX1650跑分曝光 游戏性能大抵和GTX1050Ti相仿
万向坚持研发十余年的“造车梦”正走进现实
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VR开发者如何抓住5G带来的机遇
动力电池格局仍是“扩产为王”还是有过剩危机?
物联网设备成功应用的四要素
什么是电能质量?电能质量都包括什么?电能质量概念介绍
ADI模拟开关不一定能完全替代继电器
索尼正研发新的PSVR设备 将开启超现实VR世界的新时代
芬兰空气净化专家LIFAair带来5款产品进入中国
行业应用|立仪光谱共焦位移传感器在玻璃方面的检测