AD画板
01 课程简介及学习目标
(1)能熟练的新建项目文件、原理图文件、PCB文件且修改文件名,并知道文件保存的位置;
(2)会设置原理图编辑器的工作环境,会自底向上绘制层次原理图;
(3)能根据电路原理图熟练的进行模块化布局;
(4)能熟练的设置布线规则(类、安全间距、线宽、Via、差分线、铺铜焊盘/Via连接方式、元件间距、丝印间距等);
(5)了解SMT生产工艺和拼板设计
(6)生产文件输出及归档
02 Altium Designer安装及中英文界面设置
(1)安装(Platform Extensions中ActiveRoute勾选);
激活(将AD24_license文件下的AltiumDesigner.alf,shfolder.dll复制到安装AD的目录中,打开AD软件添加标准文件);
软件参数设置(System设置:Gerneral中勾选Use localized resources,重启软件后即自动改成中文;Installation改为不检查更新;Network Activity取消勾选;
Data Management设置:Backup每15分钟保存10个版本)
03 PCB设计流程
(1)PCB设计流程:元件库设计-》原理图设计-》PCB设计-》光绘文件输出-》制板厂制板-》BOM文件输出/装配文件输出/钢网文件输出-》STM贴片-》硬件调试
04 工程文件管理
(1)在文件/新建/项目/下新建项目后,右键项目新建原理图文件,PCB文件,原理图库文件,PCB库文件。
05 创建电阻
(1)新建原理图库(.SchLib)->新建元器件->绘制元器件实体-》添加引脚->添加元器件信息->添加PCB封装
(2)原理图元件:原理图元件是一个或多个用于原理图绘制的元件符号的集合。包含元件符号,引脚,元件图形,元件属性。
1.元件符号:一个元件在原理图中的表现形式,主要包含引脚、元件图形、元件属性的内容
2.引脚:元件的电气连接点,是电源、电气信号的出入口,与PCB库中元件封装中的焊盘相对应
3.元件图形:用于示意性地表达元件实体和原理的无电气意义的绘图元素的集合
4.元件属性:元件的标号、注释、型号、电气值、封装、仿真等信息的集合
(3)grid:网格;(按G可以切换网络大小10mil,50mil,100mil;),可见网格100mil时,可随时切换捕获网格大小方便绘制;
footprint:元器件封装(Component Package);
R0603:代表一种电阻器的封装,其尺寸为0603;R:代表“Resistor”,即电阻器。0603:表示封装的尺寸,其中“06”代表长度为0.06英寸,“03”代表宽度为0.03英寸。
按空格:可切换管脚朝向;
(4)绘制流程:原理图库中点添加->属性中编辑元器件名,标识,值,增加参数封装footprint->放置线,编辑线颜色,管脚长短->放置管脚,编辑管脚名,管脚标识,管脚长短->保存
06 创建电容
(1)绘制流程:同上
07 创建晶振
(1)封装"XTAL-49S DIP":指的是晶体振荡器的一种双列直插式封装;XTAL:代表“晶体”(Crystal),通常用于振荡器或谐振器。49S:可能是封装的具体型号或规格,具体含义可能因制造商而异。
DIP:双列直插式封装(Dual In-line Package),元器件的引脚排列在两个相对的侧面,便于手动安装和焊接。
(2)封装“XTAL-3X8H”:代表一种晶体振荡器的封装形式;XTAL:代表“晶体”(Crystal),通常用于振荡器或谐振器。
3X8H:可能是封装的具体型号或规格,“3X8”表示封装的尺寸或布局,“H”可能代表高度或其他特性。
(3)绘制流程:同上
08 制作LED灯元件
(1)绘制流程:同上
(2)除画线外还可绘制多边形等,元器件可复制后修改成新的元器件;
09 制作TVS二级管
(1)绘制流程:同上
10 制作原理图封装(按键)
(1)绘制流程:同上
11 制作原理图封装(拨码开关)
(1)绘制流程:同上
12 制作原理图封装(双排针)
(1)绘制流程:同上
(2)仅显示管脚名,不显示管脚标识
13 制作原理图封装(单排针)
(1)绘制流程:同上
14 制作原理图封装(TYPE-C母座)
(1)Designator为标识,例1,2,3…,A1,A2,A3…,B1,B2,B3…等。Name则具体名字,例GND,VCC等
(2)绘制流程:同上
15 制作原理图封装(芯片AMS1117)
(1)矩形框把管脚名覆盖了,点击矩形,参数Transparent透明模式这项勾选。
(2)绘制流程:同上
16 制作原理图封装(芯片STM32)
(1)管脚指向:通过Symbols/Outside可配置向左,向右,双向
(2)绘制流程:同上
17 制作原理图封装(芯片AT24C64)
(1)绘制流程:同上
18 创建PCB封装及3D(电阻)
(1)ctrl+q 绘制焊盘时,切换焊盘单位(mil,mm);
2,3 绘制完后按2切换至2D模式,按3切换至3D模式;
表贴器件放在顶层Top Layer,通孔器件放在多层Multi-Layer;
(2)绘制流程:PCB库中点添加->属性中编辑PCB封装名
->切换到顶层Top Layer,焊盘围绕坐标中心点绘制,根据器件规格书,焊盘大小为规格书中宽度W,焊盘间距为规格书长度L,可改变焊盘形状
->切换至丝印层Top Overlay,围绕焊盘画框,框能全部框住焊盘并有间隙->保存
19 创建PCB封装及3D(电容)
(1)电容的器件规格书跟电阻类似,可复制电阻PCB封装,改名,为了区分可将边沿改为圆弧的。
20 创建PCB封装及3D(无源晶振)
(1)过孔器件的焊盘是焊孔的2倍,过孔器件放在多层Muti-Layer,丝印层按照器件规格书长,宽画;
21 创建PCB封装及3D(发光二极管)
(1)复制电阻PCB封装,修改焊盘大小及焊盘间距,调整后丝印层框的大小;
22 创建PCB封装及3D(TVS管)
(1)绘制流程:如上PCB封装绘制流程
23 创建PCB封装及3D(按键)
(1)绘制流程:如上PCB封装绘制流程
24 创建PCB封装及3D(保险丝)
(1)绘制流程:如上PCB封装绘制流程
25 创建PCB封装及3D(双排针)
(1)工具/元器件向导,选双排针,焊盘内径尺寸及焊孔尺寸,焊盘间距。丝印层封装可通过调节网格大小绘制,按G可以切换网络大小;
26 从立创商城下载PCB封装
(1)pdf原理图中元器件名(例TYPE-C 3.1 母头 16P),复制到立创商城中搜索,点击对应的数据手册看里面的pcb库文件导出AD格式,打开后复制到新建的pcb库文件中;
(2)复制过来的pcd库文件中心点对齐:编辑->设置参考点->中心
27 利用向导创建PCB封装(STM32F103C8T6)
(1)工具/元器件向导,选四排针,焊盘内径尺寸及焊孔尺寸,焊盘间距。丝印层封装可通过调节网格大小绘制,按G可以切换网络大小;
28 添加元器件
(1)在原理图文件中,点放置器件标识,选定所需的原理图库文件,在其中选择要放置的元器件进行放置;
29 添加连线
(1)点击放置线图标,根据原理图进行连线操作;
30 添加网络标签
(1)放置线图标右键切换到网路标签,根据原理图进行网络标签放置;
31 添加电源+接地符号
(1)点击放置GND端口图标,根据原理图进行接地放置;
(2)接地图标右键切换至放置Bar型电源端口,根据原理图进行电源符号放置;
32 编译原理图
(1)项目/project options中可设置输出的错误报告参数等信息。
(2)点击项目/Validate PCB Project XXX.prjPCB,可进行原理图编译;
(3)勾选Panels中Messages调出编译后的错误报告信息
33 输出BOM材料清单
(1)点击报告/Bill of Materials中Wxport即可导出用料清单;
34 输出PDF原理图
(1)点击文件/智能PDF
35 导入网格表
(1)从原理图文件导:点击原理图文件XXX.SchDoc,设计/Update PCB Document XXX.PcbDoc/执行变更后仅显示错误判断是否有错误,有则修改
(2)从PCB文件导:点击PCB文件XXX.PcbDoc,设计/Import Changes From XXX.PrjPcb/执行变更后仅显示错误判断是否有错误,有则修改
36 重新定义板子形状
(1)若有结构图PcbDoc,可从结构图中复制到XXX.PcbDoc中,若复制(复制过程中过滤器切到All-On状态)后没板框,可在结构图的机械层绘制板框,例可切换到机械1层Mechanical 1。
(2)选中板框(点击后按Tab即可选中全款)->设计/板子形状/按照选择对象定义,即可定义好板子形状
37 模块化布局操作
(1)在原理图文件XXX.SchDoc中点击工具/交叉选择模式,其对应的PCB文件中也会自动选中交叉选择模式,选中后在原理图文件中过滤器仅勾选元器件,
然后在原理图文件中选中所需元器件,后切换到PCB文件中,会发现原理图选择好的元器件PCB文件中也相应选中了,这就是所谓的交叉选择模式。
处在该模式下可在PCB文件中按i,再按l,可将元器件在矩形区域排列。
38 器件定位和锁定
(1)点击工具/复位错误标志,将PCB上错误不显示出来。
(2)将PCB文件中的元器件按照结构图摆放好。
(3)过滤器勾选元器件跟焊盘,鼠标框住所需器件及焊盘,右边栏可进行锁定。
39 第一时间关闭在线DRC
(1)PCB文件布局前复位错误标识(点击工具/复位错误标识)及关闭DRC(点击工具/设计规则检查/Rules To Check,对在线DRC及批量DRC进行关闭)。
40 给重要网络设置颜色
(1)例如给GND设置成灰色,Panels调出PCB界面,Nets/All Nets/GND右键change net color,选灰色,
默认为棋盘样式的灰色,可在设置/PCB Editor/Board Insight Color Overrides中改为实心。
41 飞线引导布局法
(1)连接线太多,干扰PCB布局,可PCB文件中输入n,选择隐藏连接,可关闭所有连接线;选择显示连接,可选择所需器件对应的连接;
(2)通过对GND这个网络标签设置成灰色,同理可对3V3网络标签设置成蓝色,以方便PCB布局;
42 器件位号居中放置
(1)器件位号影响PCB布局:选中一个位号例如C1,右键/查找相似对象/OBject Specific/Designator修改为Same,点击确定即选中了所有位号,在修改位号的长宽及位置(长宽都变小些,位置可居中)。
43 PCB布局设计
(1)PCB文件中2相同元器件重叠,好多这样的情况的话,可点设计/import change from xxx.prjpcb,其中重叠部分会有remove,其他不需要变更的地方可右键点击禁用全部相同类型,然后再执行变更。
(2)Panels调出PCB界面,Nets/All Nets/GND右键change net color,选灰色;按照这个方式依次给VCC,3V3,VBUS进行设置颜色,方便PCB布局;
(3)在原理图文件界面上选中同一电路模块的器件,然后在pcb文件界面输入i,再输入l,可将元器件在矩形区域排列。(前提原理图跟PCB都是交叉选择模式)
(4)根据原理图布局,调整好PCB布局,尽量避免线路交叉,线路太长等问题;
44 规则约束
(1)类规则:电源,地,总线(设计/Classes下,点击Net Classes进行添加类,将需要的网络标签添加新建的类中,
若将某个网络标签忘添加到新建的类中,可在pcb界面选中某网络标签焊盘右键/网络操作/Add Selected Net to NetClass)。
(2)线距(设计/规则/Electrical/Clearance下修改安全间距)
(3)线宽(设计/规则/Routing/Width下修改线宽),同时可对特定类进行修改线宽(设计/规则/Routing/Width下新建新规则,选中自己需要的类,调整好线宽)
(4)过孔(设计/规则/Routing/Routing Via Style/RoutingVias下修改过孔大小,一般焊盘是过孔的2倍左右)
(5)灌铜(单板只需要在设计/规则/Plane/Polygon Connect Style/PolygonConnect进行灌铜设置)
(6)DFM(设计/规则/Minimum Solder Mask Sliver最小阻焊,Silk to Solder Mask Clearance丝印阻焊间距,Silk to Silk Clearance丝印与丝印间距)
45 PCB布线设计
(1)走线,过孔(放置过孔,tab键设置过孔例内径12mil,外径20mil),覆铜
(2)按l打开层,可关顶层跟底层焊膏(Paste),阻焊(Solder),及所有机械层(Mechanical Layers)。
(3)如何加粗布线:1.贴铜(点击放置/实心区域) 2.画线时tab键设定线宽
46 电源模块布线
(1)电源模块部分走线,打孔,覆铜
47 去耦电容和电源布线
(1)去耦电容和电源走线,打孔
48 晶振时钟电路PCB布线及包地
(1)晶振时钟电路走线,过孔,晶体管绕一圈包地。
49 PCB布线演示
(1)剩余器件走线,打孔。
50 覆铜
(1)shift+s(AD默认多层显示模式,按shift+s切换到单层显示模式,便于查看各层变化)。
(2)切换到Keep-Out layer层,选中边框按table即可选中整个边框,工具/转化/从选中的元素创建铺铜。
双击pcb板块,右侧边框选Top layer,吸管吸GND网络标签,Pour Over all same net objects。同理底层也依次铺铜。
(3)碎铜处加打孔接地,后工具/铺铜/所有的铺铜重铺。
51 设计验证
(1)工具/设计规则检查/Electrical/下安全间距clearance,短路short-circuit,开路un-routed net检查,会弹出网页报告,关掉后可panels中打开messages报告。
修改好布线后,也要点击工具/铺铜/所有的铺铜重铺。
52 丝印位号调整
(1)按l,把干扰的层级不显示,丝印层显示,任意选一个丝印位号右键,查找相似对象/designator/same,及选中了所有的丝印位号后可调整其长宽,再依次放置好丝印位号。
(2)点击放置字符串图标,点击放置/图片即可印上想要的图片。
(3)shift+s(AD默认多层显示模式,按shift+s切换到单层显示模式,便于查看各层变化)。
53 尺寸标注
(1)切换至mechanical 1层,放置/尺寸/线性尺寸,画线的时候按空格键可切换横或竖画,切换至毫米单位millimeters。
(2)切换至drill drawing层,可放置钻孔表,点击放置/钻孔表。
(3)切换至drill drawing层,可放置层叠结构图,点击放置/层叠结构图。
54 输出gerber文件
(1)点击文件/制作输出/gerber files, 文件/制作输出/NC Drill Files,输出文件包为Gerber文件。
55 输出贴片坐标文件+装配图
(1)贴片坐标文件输出:文件/装配输出/generates pick and place files,设置一般用公制,格式CSV。
(2)SMT文件包包含paste mask锡膏层中的GTP,GBP文件,还有上述输出的贴片坐标文件。
(3)装配图输出:文件/智能PDF,删除底层,顶层设置中自由元素全关,铺铜,尺寸,坐标也关闭,然后确定输出;