用ad画双面pcb板
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好的,Altium Designer (AD) 设计双面 PCB 板的核心流程如下(中文版):
核心思想: 利用 PCB 板正反两面(Top Layer 和 Bottom Layer)放置走线和元器件,并通过 过孔 在两层之间建立电气连接。
详细步骤:
-
前期准备:
- 完成原理图设计: 在 AD 的 Schematic 编辑器中绘制完整的电路原理图,确保电气逻辑正确。
- 创建 PCB 项目: 新建一个 PCB Project (.PrjPcb),将原理图文件添加进去。
- 元器件封装库: 确保原理图中所有元器件都关联了正确的 PCB 封装(Footprint)。库可以来自内置库、自己创建的库或从可靠来源下载的库。这是最关键的一步!
- 编译原理图: 执行
Project > Compile PCB Project...,检查原理图是否有错误(ERC - Electrical Rule Check)。修复所有错误。
-
创建 PCB 文件并导入网络表:
- 在项目中新建一个 PCB 文件 (.PcbDoc):
File > New > PCB。 - 关键操作: 打开原理图文件,执行
Design > Update PCB Document [你的PCB文件名].PcbDoc。这会将原理图中的元器件封装、网络连接关系(Netlist)导入到空的 PCB 文件中。 - 在出现的 “Engineering Change Order” (ECO) 对话框中,点击
Validate Changes检查无冲突后,点击Execute Changes。元器件封装将以 Room 或飞线的形式出现在 PCB 编辑器的 Keep-Out Layer 外。
- 在项目中新建一个 PCB 文件 (.PcbDoc):
-
板框定义:
- 切换到
Keep-Out Layer(禁止布线层)。 - 使用
Place > Line绘制板子的物理外形轮廓(必须是闭合的形状)。你的 PCB 板实际有效布线区域就在这个轮廓内。
- 切换到
-
粗略布局:
- 将
Room(如果存在) 拖到板框内,然后删除 Room。 - 手动布局: 根据电路功能、信号流向、散热、机械结构等因素,将元器件封装 合理地拖动 到板框内的适当位置。
- 考虑因素: 核心器件位置(如MCU、连接器)、模拟/数字分区、高频/低速分区、电源路径、散热器位置、安装孔位置、外部接口位置、可制造性(DFM)、可测试性(DFT)。
- 目标: 减少布线交叉(飞线指示),优化走线长度和路径,避免干扰。
- 将
-
设计规则设置:
- 至关重要! 执行
Design > Rules...(快捷键D, R)。 - 设置电气规则:
Electrical > Clearance:定义不同网络(如信号与信号、信号与电源)之间的最小安全间距(如 0.15mm, 0.2mm, 0.3mm)。Electrical > Short-Circuit:确保不允许不同网络的焊盘或走线短路。Electrical > Un-Routed Net:检查所有网络是否都已布线完成。Electrical > Un-Connected Pin:检查所有引脚是否都有连接。
- 设置布线规则:
Routing > Width:定义不同网络的走线宽度。通常电源线、地线需要更宽(如 0.3mm, 0.5mm, 1mm 甚至更宽),普通信号线可以窄一些(如 0.15mm, 0.2mm)。可以针对特定网络(如 VCC, GND)单独设置规则。
- 设置过孔规则:
Routing > Routing Via Style:定义过孔的尺寸。孔径(Hole Size)通常 0.2mm-0.3mm(取决于制造商能力),外径(Diameter)通常 0.4mm-0.6mm。选择Simple类型即可(双面板)。
- 设置制造规则 (Manufacturing):
Manufacturing > Hole To Hole Clearance:钻孔间距限制。Manufacturing > Minimum Solder Mask Sliver:阻焊桥最小宽度。Manufacturing > Silkscreen Over Component Pads:丝印覆盖焊盘检查。Manufacturing > Silk To Silk Clearance:丝印间距。Manufacturing > Silk To Solder Mask Clearance:丝印到阻焊间距。
- 建议: 在开始布线前设置好这些规则,AD 会在布线时实时检查并阻止违规操作。
- 至关重要! 执行
-
关键:双面板布线
- 选择布线层: 在 PCB 编辑器底部标签切换当前活动层(Top Layer 或 Bottom Layer)。也可以使用快捷键
*(小键盘) 在布线过程中切换层(会自动放置过孔)。 - 开始布线:
- 执行
Route > Interactive Routing(快捷键P, T)。 - 点击飞线起点(元器件焊盘),移动鼠标,AD 会显示飞线指引和可能的走线路径预览(遵循你设定的规则)。
- 沿着预览路径单击放置走线段。
- 切换层:
- 当需要从顶层切换到底层(或反之)时,在需要放置过孔的位置按
*键(小键盘)。AD 会自动在你当前鼠标位置放置一个符合规则的过孔 (Via),并将当前层切换到另一层。 - 继续在另一层上布线。
- 当需要从顶层切换到底层(或反之)时,在需要放置过孔的位置按
- 完成连接: 将线布到目标焊盘上单击完成该网络的一段连接。
- 执行
- 布线策略:
- 优先关键信号: 优先布高速、时钟、敏感模拟信号线。尽量短、直,避免锐角(尽量用 45° 或圆弧),必要时用地线包裹屏蔽。
- 电源和地:
- 电源线尽量宽(根据电流计算)。
- 地线非常重要!尽量大面积铺铜(Copper Pour)连接。
- 在底层或顶层大面积铺地铜 (
Place > Polygon Pour),并与地网络(通常是 GND)连接。选择铺铜层(Top 或 Bottom),设置连接方式和规则。 - 多放置过孔将顶层和底层的地铜良好地连接在一起,形成低阻抗回路。地平面对于抑制噪声至关重要!
- 合理使用过孔: 过孔是连接两面的桥梁,但不要滥用。过多的过孔会增加成本和潜在的制造问题。确保过孔大小符合规则。
- 选择布线层: 在 PCB 编辑器底部标签切换当前活动层(Top Layer 或 Bottom Layer)。也可以使用快捷键
-
铺铜 (覆铜):
- 目的: 提供低阻抗回流路径(尤其地)、屏蔽干扰、散热、增加机械强度。
- 操作:
- 执行
Place > Polygon Pour。 - 在
Properties面板设置:Net:选择要连接的网络(通常是 GND)。Layer:选择铺铜层(Top Layer 或 Bottom Layer)。Pour Over All Same Net Objects:勾选,让铜皮自动覆盖连接到相同网络的引脚和过孔。Remove Dead Copper:勾选,移除没有连接到指定网络的孤立铜皮。Connect Style:一般选Relief Connect(热焊盘连接,便于焊接),有时也选Direct Connect(全连接,阻抗最低)。Grid/Track Width:设置铺铜网格大小和走线宽度。通常网格越小(如 0.5mm),走线越宽(如 0.25mm),铺铜越密实。
- 在板框内沿着 Keep-Out Layer 边框单击绘制铺铜区域轮廓(闭合)。
- 右键结束绘制,AD 会自动根据规则填充铜皮。
- 执行
- 建议: 在顶层和底层都铺设地铜是普遍做法。铺好后可能需要重新铺一次 (
Tools > Polygon Pours > Repour All)。
-
丝印处理 (Silkscreen):
- 切换到丝印层:
Top Overlay(顶层丝印) 和Bottom Overlay(底层丝印 - 如果板子两面都有贴片元件可能需要)。 - 放置元件位号(Designator - R1, C2, U3)和极性标识(如二极管、电解电容的 +/-)、方向标识(IC 的缺口或点)、版本号、Logo、说明文字等。
- 注意:
- 确保丝印清晰可读,位置合理,避免覆盖焊盘或过孔。
- 遵循 PCB 制造商的最小丝印线宽和字高要求。
- 切换到丝印层:
-
设计规则检查 (DRC - Design Rule Check):
- 极其重要! 布线铺铜完成后,务必执行 DRC。
- 执行
Tools > Design Rule Check...。 - 保留默认设置或根据需要调整,点击
Run Design Rule Check。 - 仔细检查生成的
.DRC报告文件。 修复所有Error(错误)!Warning(警告) 也需要仔细审查,判断是否合理或需要修改设计(如未连接的引脚警告可能是接地散热焊盘)。 - 反复执行 DRC 直到所有错误和关键警告消除。
-
3D 预览检查:
- 使用
View > 3D Layout Mode(快捷键3) 查看板的 3D 模型。 - 检查元件布局是否合理,有无高度干涉,安装有无问题(如插座位置、外壳碰撞)。
- 使用
-
输出制造文件 (Gerber / ODB++):
- 执行
File > Fabrication Outputs > Gerber Files(常用格式) 或File > Fabrication Outputs > ODB++ Files(更先进的格式)。 - Gerber 设置:
Layers标签:选择Plot Layers > Used On,并确保Include unconnected mid-layer pads选中(如果有)。Drill Drawing标签:勾选所有钻孔图层选项。Apertures标签:勾选Embedded apertures (RS274X)(现代标准)。Advanced标签:通常默认设置即可(Film Size 设为 0)。
- 执行
File > Fabrication Outputs > NC Drill Files输出钻孔文件(告诉工厂在哪里钻孔)。 - 输出后务必用 Gerber 查看器软件(如免费的 ViewMate, GC-Prevue)检查输出的 Gerber 文件,确保与 AD 中看到的设计完全一致!
- 将生成的 Gerber 文件(
.GTL,.GBL,.GTO,.GBO,.GTS,.GBS,.GML,.TXT或.DRL等)和钻孔文件打包发给 PCB 工厂。
- 执行
关键提示:
- 过孔 (Via): 它是连接双面板两层的核心。按
*键(小键盘)布线时切换层会自动放置过孔。也可单独放置过孔 (Place > Via),但手动布线时自动放置更方便。 - 铺地铜 (Ground Pour): 强烈建议在顶层和底层都铺 GND 铜皮,并用大量过孔将它们连接起来。这能显著降低噪声和地阻抗。
- 设计规则 (Rules): 务必仔细设置和检查! 它们是保证设计可制造性和电气性能的基础。在布线前设置好。
- DRC: 必须执行并完全解决所有错误! DRC 是你的安全网。
- Gerber 检查: 输出后必须用外部工具检查! 这是防止制造错误的关键一步。
- 与制造商沟通: 在开始设计前,了解目标 PCB 工厂的工艺能力: 最小线宽/线距、最小钻孔孔径、最小过孔环宽、铜厚、层压结构等。根据他们的能力来设置你的设计规则。
总结流程: 原理图 -> 导入PCB -> 画板框 -> 布局元器件 -> 设置规则 -> 分层布线(善用过孔) -> 铺地铜 -> 放丝印 -> 跑DRC -> 3D检查 -> 输出Gerber/钻孔文件 -> 外部检查Gerber -> 发厂生产。
祝你设计顺利!
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贾伟刚
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