Altium-Designer-14原理圖與PCB設計教程-第六章-PCB設計基礎課件

第6章PCB設計基礎6.1印制電路板結(jié)構(gòu)6.1.1印制電路板（PCB）的基本構(gòu)成一塊完整的印制電路板應由以下幾部分組成。（1）絕緣基材：一般由酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂或玻璃纖維等具有絕緣隔熱的材質(zhì)制成，用于支撐整個電路。（2）銅箔層：為印制板主體，在銅箔層構(gòu)成電路的電氣連接關系，銅箔的層數(shù)定義為印制板的層數(shù)。（3）導電圖形：由裸露的焊盤和被阻焊劑覆蓋的銅膜電路組成。第6章PCB設計基礎6.1印制電路板結(jié)構(gòu).2印制電路板分類1．單面板（SignalLayerPCB）單面板是指一面有敷銅，另一面沒有敷銅的電路板。優(yōu)點是制作簡單，成本低。2．雙面板（DoubleLayerPCB）雙面板即兩個面都敷銅的電路板，包括頂層（TopLayer）和底層（BottomLayer），頂層一般為元件面，底層一般為焊錫面。雙面板的雙面都可以布線，因此布通率高，是現(xiàn)在最常用的3．多層板（MultipleLayerPCB）一種印制電路板。多層板是由交替的導電圖形層及絕緣材料層層壓、粘合而成。多層板的抗干擾能力強，但制作成本高，層數(shù)越多制作過程越復雜，成本也越高。6.1.2印制電路板分類1．單面板（SignalLay26.2印制電路板中的各種對象及在軟件中的表示6.2.1印制電路板中的各種對象1．焊盤（pad）焊盤的作用是放置焊錫、連接導線和元件引腳。2．過孔（Via）過孔的作用是連接印制電路板不同板層的銅箔導線，由銅箔構(gòu)成，具有導電特性。它是多層PCB的重要組成部分之一，鉆孔的費用通常占PCB制板費用的30%到40%。簡單說來，PCB上的每一個孔都可以稱之為過孔。3．銅膜導線銅膜導線也稱銅膜走線，簡稱導線，用于各導電對象之間連接，由銅箔構(gòu)成，具有導電特性。6.2印制電路板中的各種對象及在軟件中的表示6.2.134．各類膜（Mask）這些膜不僅是PCB制作工藝過程中必不可少的，而且更是元件焊裝的必要條件。按“膜”所處的位置及其作用，“膜”可分為元件面（或焊接面）助焊膜（ToporBottom）和元件面（或焊接面）阻焊膜（ToporBottomPasteMask）兩類。5．字符可以是元器件的標號、標注或其他需要標注的內(nèi)容，不具有導電特性。6．元器件符號輪廓表示元器件實際所占空間的大小，不具有導電特性。4．各類膜（Mask）46.2.2在軟件中的表示1．PCB工作層定義在軟件中首先要了解PCB的各個工作層，表6.2中列出了PCB工作層的定義。表在軟件中的表示1．PCB工作層定義表6.25Altium-Designer-14原理圖與PCB設計教程-第六章-PCB設計基礎課件62．各對象在軟件中的表示如下圖6-2-3為軟件中的PCB圖片，藍色和紅色的線就是銅膜導線，藍色線為底層走線，紅色線為頂層走線。“5.1K”和“LM35接口”等字均稱為字符。焊盤及過孔如圖6-2-3所示。圖6-2-32．各對象在軟件中的表示圖6-2-376.3元器件封裝6.3.1元器件封裝概述元器件封裝是印刷電路設計中很重要的概念。元器件的封裝是實際元器件焊接到印制電路板時的焊接位置與焊接形狀，包括實際元器件的外型尺寸、所占空間位置、各管腳之間的間距等。它不僅起著安放、固定、密封和保護芯片的作用，而且是芯片內(nèi)部世界和外部溝通的橋梁。元器件封裝是一個空間的概念，對于不同的元器件可以有相同的封裝，同樣一種封裝可以用于不同的元器件。因此，在繪制印制電路板時不僅需要知道元器件的名稱，還要知道該元器件的封裝形式。6.3元器件封裝6.3.1元器件封裝概述元器件封裝是86.3.2元件封裝的分類元器件封裝大體可以分為兩類：直插式和表面粘貼式。1．直插式封裝在采用直插式封裝設計焊盤時應將焊盤屬性設置為多層（Multi-Layer）。如圖6-3-1所示

2．表貼式封裝如圖6-3-2所示。圖6-3-1直插式元器件封裝圖6-3-2表貼式元器件封裝6.3.2元件封裝的分類元器件封裝大體可以分為兩類：直插96.3.3常見元器件的封裝AltiumDesigner將常用封裝集成在MiscellaneousDevices.IntLib和MiscellaneousConnectors.IntLib兩個集成庫中。其中MiscellaneousDevices.IntLibMiscellaneous中包含常用元器件封裝，Connectors.IntLib中包含常用接插件封裝。1．電阻類（1）直插式電阻。（2）表貼式電阻。2．電容類電容類分為極性電容和無極性電容兩種不同的封裝3．二極管類（a）整流二極管、（b）穩(wěn)壓二極管、（c）開關二極管、（d）直插式發(fā)光二極管、（e）貼片發(fā)光二極管、（f）貼片二極管6.3.3常見元器件的封裝AltiumDesigner104．晶體管類常見的晶體管封裝如圖6-3-15所示，MiscellaneousDevices.PcbLib集成庫中提供的有TO-92、TO-92A等。5．集成電路類集成電路常見封裝是雙列直插式封裝和表面粘貼式（SMD）。6．接插件類接插件常用于PCB板和外部設備及部件的連接，在PCB設計中經(jīng)常出現(xiàn)。圖6-3-15三極管常用封裝TO-92，TO-92A4．晶體管類圖6-3-15三極管常用封裝TO-92，TO116.3.4元器件的封裝編號元器件封裝的編號一般為元器件類型加上焊點距離（焊點數(shù)）再加上元器件外形尺寸，可以根據(jù)元器件外形編號來判斷元器件封裝規(guī)格。6.3.4元器件的封裝編號元器件封裝的編號一般為元器件類126.4PCB編輯器6.4.1在項目中創(chuàng)建PCB文件在進行電路設計時，必須建立一個PCB文件。通常建立PCB文件的方法有三種。第一種方法：手動創(chuàng)建PCB文件，然后指定PCB文件的屬性，規(guī)劃電路板邊界。第二種方法：通過向?qū)蒔CB文件。這種方法可以在生成PCB文件的過程中設置PCB的各種參數(shù)。第三種方法：采用PCB模板創(chuàng)建PCB文件。用這種方法生成PCB文件之前要確定是否有適合的模板文件。6.4PCB編輯器6.4.1在項目中創(chuàng)建PCB文件在136.4.2PCB編輯器參數(shù)設置在使用PCB設計向?qū)?chuàng)建PCB文檔之后，即啟動了PCB板編輯器，主要由以下幾個部分構(gòu)成：1、主菜單欄2、常用工具欄本節(jié)介紹PCB圖紙的布線板層和非電層的設置、圖紙顯示顏色的設置和網(wǎng)格等設置，以及元件封裝庫的添加、元件封裝的放置和元件封裝的修改。左下角為當前光標位置坐標和計量單位顯示，當前為英制單位，如果需要計量單位在英制和公制之間切換，可以通過快捷鍵【Q】實現(xiàn)。6.4.2PCB編輯器參數(shù)設置在使用PCB設141．設置布線板層AltiumDesigner提供了一個板層管理器對各種板層進行設置和管理，啟動板層管理器的方法有兩種：

執(zhí)行主菜單命令Design→LayerStackManager…。

在右側(cè)PCB圖紙編輯區(qū)內(nèi)，單擊鼠標右鍵，從彈出的快捷菜單中執(zhí)行Option→LayerStackManager…命令，均可啟動板層管理器。管理器如圖所示1．設置布線板層AltiumDesigner提供了一個板層15板層管理器默認雙面板設計，即給出了兩層布線層頂層和底層。在AddLayer的下拉菜單中有AddLayer與AddInternalPlane兩個可選項，其在板層管理器的設置及功能如下：

AddLayer按鈕，用于向當前設計的PCB板中增加一層中間信號層（SignalLayer）。

AddInternalPlane按鈕，用于向當前設計的PCB板中增加一層內(nèi)層（InternalPlane）。新增加的層面將添加在當前層的下面。

MoveUp和MoveDown按鈕：將當前指定的層進行上移和下移操作。

DeleteLayer按鈕：刪除所選定的當前層。板層管理器默認雙面板設計，即給出了兩層布線層頂層和底層。在A162．圖紙顏色設置顏色顯示設置對話框用于圖紙的顏色設置，打開顏色顯示設置對話框的方式有兩種：

執(zhí)行主菜單命令Design→BoardLayers…，即可打開顏色顯示設置對話框。

在右邊PCB圖紙編輯區(qū)內(nèi)，單擊鼠標右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇Options→BoardLayers＆Colors…，也可打開顏色顯示設置對話框2．圖紙顏色設置173．使用環(huán)境設置和格點設置PCB板的使用環(huán)境設置和格點設置可以在設置對話框中進行，打開該對話框的方法有如下三種：執(zhí)行菜單命令Design→BoardOptions→Grid…，可打開柵格管理器對話框在右邊PCB圖紙編輯區(qū)內(nèi)單擊鼠標右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇Options→GridsManger…命令。在右邊PCB圖紙編輯區(qū)內(nèi)單擊鼠標右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇SnapGird→GridsManger…命令。3．使用環(huán)境設置和格點設置184．元件庫的加載和元件放置（1）加載元件封裝庫的元件庫管理器的窗口如圖6-4-21示。單擊【Libraries…】按鈕，打開AvailableLibraries（添加刪除組件庫）在該對話框中可以對元件庫進行添加和刪除操作。6-4-214．元件庫的加載和元件放置6-4-2119（2）放置元件封裝在AltiumDesignerPCB編輯器中，除了可以自動裝入元件封裝外，還可以通過手動方式將元件封裝放置到工作窗口內(nèi)。放置元件封裝的具體步驟如下。①執(zhí)行菜單命令Place→Component命令，彈出放置元件對話框②在該對話框的放置類型中，選擇放置封裝，即可以輸入元件的封裝形式、序號和注釋等參數(shù)。③例如放置元件S9018三極管，選中“Component”，依次填入三極管在元件庫中的名稱2N3904、三極管在電路中的標識符Q1，注釋Comment可以填寫元件的名稱S9018。（2）放置元件封裝20④再選中“Footprint”選項，系統(tǒng)可以根據(jù)Component的選擇來配制該元件的封裝。⑤單擊圖6-4-25所示對話框中的【OK】按鈕，光標出現(xiàn)十字形狀，并帶著選定的元件封裝出現(xiàn)在工作窗口的編輯區(qū)內(nèi)⑥在此狀態(tài)下，按下【Tab】鍵可以進入元件設置對話框⑦設定好元件的屬性后，單擊【OK】按鈕確認。⑧在工作平面上移動光標，也可以按【空格】鍵調(diào)整元件的放置方向，最后單擊鼠標左鍵，即可將元件放置在適當位置。④再選中“Footprint”選項，系統(tǒng)可以根據(jù)Compo21第6章PCB設計基礎6.1印制電路板結(jié)構(gòu)6.1.1印制電路板（PCB）的基本構(gòu)成一塊完整的印制電路板應由以下幾部分組成。（1）絕緣基材：一般由酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂或玻璃纖維等具有絕緣隔熱的材質(zhì)制成，用于支撐整個電路。（2）銅箔層：為印制板主體，在銅箔層構(gòu)成電路的電氣連接關系，銅箔的層數(shù)定義為印制板的層數(shù)。（3）導電圖形：由裸露的焊盤和被阻焊劑覆蓋的銅膜電路組成。第6章PCB設計基礎6.1印制電路板結(jié)構(gòu)6.1.1226.1.2印制電路板分類1．單面板（SignalLayerPCB）單面板是指一面有敷銅，另一面沒有敷銅的電路板。優(yōu)點是制作簡單，成本低。2．雙面板（DoubleLayerPCB）雙面板即兩個面都敷銅的電路板，包括頂層（TopLayer）和底層（BottomLayer），頂層一般為元件面，底層一般為焊錫面。雙面板的雙面都可以布線，因此布通率高，是現(xiàn)在最常用的3．多層板（MultipleLayerPCB）一種印制電路板。多層板是由交替的導電圖形層及絕緣材料層層壓、粘合而成。多層板的抗干擾能力強，但制作成本高，層數(shù)越多制作過程越復雜，成本也越高。6.1.2印制電路板分類1．單面板（SignalLay236.2印制電路板中的各種對象及在軟件中的表示6.2.1印制電路板中的各種對象1．焊盤（pad）焊盤的作用是放置焊錫、連接導線和元件引腳。2．過孔（Via）過孔的作用是連接印制電路板不同板層的銅箔導線，由銅箔構(gòu)成，具有導電特性。它是多層PCB的重要組成部分之一，鉆孔的費用通常占PCB制板費用的30%到40%。簡單說來，PCB上的每一個孔都可以稱之為過孔。3．銅膜導線銅膜導線也稱銅膜走線，簡稱導線，用于各導電對象之間連接，由銅箔構(gòu)成，具有導電特性。6.2印制電路板中的各種對象及在軟件中的表示6.2.1244．各類膜（Mask）這些膜不僅是PCB制作工藝過程中必不可少的，而且更是元件焊裝的必要條件。按“膜”所處的位置及其作用，“膜”可分為元件面（或焊接面）助焊膜（ToporBottom）和元件面（或焊接面）阻焊膜（ToporBottomPasteMask）兩類。5．字符可以是元器件的標號、標注或其他需要標注的內(nèi)容，不具有導電特性。6．元器件符號輪廓表示元器件實際所占空間的大小，不具有導電特性。4．各類膜（Mask）256.2.2在軟件中的表示1．PCB工作層定義在軟件中首先要了解PCB的各個工作層，表6.2中列出了PCB工作層的定義。表在軟件中的表示1．PCB工作層定義表6.226Altium-Designer-14原理圖與PCB設計教程-第六章-PCB設計基礎課件272．各對象在軟件中的表示如下圖6-2-3為軟件中的PCB圖片，藍色和紅色的線就是銅膜導線，藍色線為底層走線，紅色線為頂層走線?！?.1K”和“LM35接口”等字均稱為字符。焊盤及過孔如圖6-2-3所示。圖6-2-32．各對象在軟件中的表示圖6-2-3286.3元器件封裝6.3.1元器件封裝概述元器件封裝是印刷電路設計中很重要的概念。元器件的封裝是實際元器件焊接到印制電路板時的焊接位置與焊接形狀，包括實際元器件的外型尺寸、所占空間位置、各管腳之間的間距等。它不僅起著安放、固定、密封和保護芯片的作用，而且是芯片內(nèi)部世界和外部溝通的橋梁。元器件封裝是一個空間的概念，對于不同的元器件可以有相同的封裝，同樣一種封裝可以用于不同的元器件。因此，在繪制印制電路板時不僅需要知道元器件的名稱，還要知道該元器件的封裝形式。6.3元器件封裝6.3.1元器件封裝概述元器件封裝是296.3.2元件封裝的分類元器件封裝大體可以分為兩類：直插式和表面粘貼式。1．直插式封裝在采用直插式封裝設計焊盤時應將焊盤屬性設置為多層（Multi-Layer）。如圖6-3-1所示

2．表貼式封裝如圖6-3-2所示。圖6-3-1直插式元器件封裝圖6-3-2表貼式元器件封裝6.3.2元件封裝的分類元器件封裝大體可以分為兩類：直插306.3.3常見元器件的封裝AltiumDesigner將常用封裝集成在MiscellaneousDevices.IntLib和MiscellaneousConnectors.IntLib兩個集成庫中。其中MiscellaneousDevices.IntLibMiscellaneous中包含常用元器件封裝，Connectors.IntLib中包含常用接插件封裝。1．電阻類（1）直插式電阻。（2）表貼式電阻。2．電容類電容類分為極性電容和無極性電容兩種不同的封裝3．二極管類（a）整流二極管、（b）穩(wěn)壓二極管、（c）開關二極管、（d）直插式發(fā)光二極管、（e）貼片發(fā)光二極管、（f）貼片二極管6.3.3常見元器件的封裝AltiumDesigner314．晶體管類常見的晶體管封裝如圖6-3-15所示，MiscellaneousDevices.PcbLib集成庫中提供的有TO-92、TO-92A等。5．集成電路類集成電路常見封裝是雙列直插式封裝和表面粘貼式（SMD）。6．接插件類接插件常用于PCB板和外部設備及部件的連接，在PCB設計中經(jīng)常出現(xiàn)。圖6-3-15三極管常用封裝TO-92，TO-92A4．晶體管類圖6-3-15三極管常用封裝TO-92，TO326.3.4元器件的封裝編號元器件封裝的編號一般為元器件類型加上焊點距離（焊點數(shù)）再加上元器件外形尺寸，可以根據(jù)元器件外形編號來判斷元器件封裝規(guī)格。6.3.4元器件的封裝編號元器件封裝的編號一般為元器件類336.4PCB編輯器6.4.1在項目中創(chuàng)建PCB文件在進行電路設計時，必須建立一個PCB文件。通常建立PCB文件的方法有三種。第一種方法：手動創(chuàng)建PCB文件，然后指定PCB文件的屬性，規(guī)劃電路板邊界。第二種方法：通過向?qū)蒔CB文件。這種方法可以在生成PCB文件的過程中設置PCB的各種參數(shù)。第三種方法：采用PCB模板創(chuàng)建PCB文件。用這種方法生成PCB文件之前要確定是否有適合的模板文件。6.4PCB編輯器6.4.1在項目中創(chuàng)建PCB文件在346.4.2PCB編輯器參數(shù)設置在使用PCB設計向?qū)?chuàng)建PCB文檔之后，即啟動了PCB板編輯器，主要由以下幾個部分構(gòu)成：1、主菜單欄2、常用工具欄本節(jié)介紹PCB圖紙的布線板層和非電層的設置、圖紙顯示顏色的設置和網(wǎng)格等設置，以及元件封裝庫的添加、元件封裝的放置和元件封裝的修改。左下角為當前光標位置坐標和計量單位顯示，當前為英制單位，如果需要計量單位在英制和公制之間切換，可以通過快捷鍵【Q】實現(xiàn)。6.4.2PCB編輯器參數(shù)設置在使用PCB設351．設置布線板層AltiumDesigner提供了一個板層管理器對各種板層進行設置和管理，啟動板層管理器的方法有兩種：

執(zhí)行主菜單命令Design→LayerStackManager…。

在右側(cè)PCB圖紙編輯區(qū)內(nèi)，單擊鼠標右鍵，從彈出的快捷菜單中執(zhí)行Option→LayerStackManager…命令，均可啟動板層管理器。管理器如圖所示1．設置布線板層AltiumDesigner提供了一個板層36板層管理器默認雙面板設計，即給出了兩層布線層頂層和底層。在AddLayer的下拉菜單中有AddLayer與AddInternalPlane兩個可選項，其在板層管理器的設置及功能如下：

AddLayer按鈕，用于向當前設計的PCB板中增加一層中間信號層（SignalLayer）。

AddInternalPlane按鈕，用于向當前設計的PCB板中增加一層內(nèi)層（InternalPlane）。新增加的層面將添加在當前層的下面。

MoveUp和MoveDown按鈕：將當前指定的層進行上移和下移操作。

DeleteLayer按鈕：刪除所選定的當前層。板層管理器默認雙面板設計，即給出了兩層布線層頂層和底層。在A372．圖紙顏色設置顏色顯示設置對話框用于圖紙的顏色設置，打開顏色顯示設置對話框的方式有兩種：

執(zhí)行主菜單命令Design→BoardLayers…，即可打開顏色顯示設置對話框。

在右邊PCB圖紙編輯區(qū)內(nèi)，單擊鼠標右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇Options→BoardLayers＆Colors…，也可打開顏色顯示設