【电路设计】Altium Designer 20 && PCB设计

• 一、AD界面认识及PCB相关概述
• • 1. Altium Designer（AD）的界面认识
  • 2. 工程文件
• 二、原理图
• • 1. 基本操作
  • • 1) 如何添加元件库
    • 2) 器件属性选择（重点！）
    • 3) 快速对元器件进行编 /* 2021.7.13更新 */
  • 2. 封装的创建和调用
  • • I 导入外部封装
    • II 安装插件
    • III 现有元件模型的调用
    • IV手动建立封装
  • 3. 原理图库的创建和使用
  • • 1) 建立元件原理图的基本操作
  • 4. 原理图的导出 //2021.10.04更新
• 三、PCB
• • 1. 各层概述
  • 2. 确定板子大小
  • 3. 常见 错信息分析
  • • 1) 封装未找到（Footprint Not Found）
    • 2) 管脚未知（Unknown Pin）
    • 3) 绿色 错
    • 4) 器件短路
    • 5) 规则检查 //2022.10.28
  • 4. 器件排列
  • 5. 叠层设置
  • 6. 布线相关
  • • 1）界面调整
    • 2）基本操作
• 四、常用快捷键总结（注：按快捷键时一定要切换成英文输入法）
• • 1. 原理图部分
  • 2. PCB部分
  • 3. 通用
• 五、其他操作（不断更新！）
• • 1. 制作个人模板/* 2021.9.14更新 */
  • 2. 插入图片
  • 3. 隐藏板层与铜皮
  • 4. 工具菜单栏中“转换”指令的妙用 //2022.4.24
  • 5. 将元器件放在背面
  • 6. 四层板绘制//2022.10.3
• 六、集成库的建立与使用【201.10.29 补充】
• Last

一、AD界面认识及PCB相关概述

1. Altium Designer（AD）的界面认识

  和一般的Windows软件类似，AD软件的界面包括菜单栏、项目管理、操作区、属性管理、状态栏等几个部分，如图所示：

2、账户：可以修改证书文件（Licenses）和扩展（Extension），扩展如果一开始安装的时候是默认安装，则所有扩展都安装了，所以这个按钮一般来说不怎么要用。

3、panel按钮：在界面的右下角，非常重要却非常容易被忽略的按钮，一般来说 “找不到某个界面的问题” 大部分可以在panel中找到。如果找不到panel按钮，可以点击菜单栏中的视图，勾选状态栏，使panel显示。

2. 工程文件

  画PCB时，切记要建立一个工程文件（或者叫项目文件），即Project，方便其各个部分的管理。
  一般工程文件包含的内容：

  可以看到，元件库中不仅有SchLib文件，即内部元件可以直接拖到原理图中，还有PcbLib文件，即元件可以直接拖到PCB中，但一般不这样用，而是用来添加元件封装。

1) 如何添加元件库

点击元件库目录旁边三个横杠的按钮，选择第一个File-based Libraries Preferences

一些基本操作：

1、移动器件——选中器件，按一下空格，旋转90°
2、镜像操纵——移动器件过程中，按 “X” 则以X轴镜像，按 “Y”则以Y轴进行镜像
3、 多选器件——按住Shift键，点击器件实现多选（适用原理图和PCB）
4、复制元件——有时候需要用到多个相同的器件时，可以按住Shift键，鼠标拖动需要复制的器件，复制得到的器件的标 会自动修改。

2) 器件属性选择（重点！）

  添加完元件之后，就是对元件的属性进行调整，单击或双击器件可以得到属性选框（Properties），如下图：

另外，器件的位 尤为重要，如果一个原理图有相同的位 ，就会出现 错信息，即元件边缘会有一条红色的波浪线。
若要设置全局的位 ，可以使用工具中的标注功能：工具->标注->原理图标注

除了器件的属性外，还要注意点击空白处的属性框，这个是整个原理图相关的设置

  1、波浪形按钮的放置线具有电气属性，是连接元件管脚用的，一般用快捷键CTRL+W来连接；而最右边的防止线的按钮是放置一般的直线，无电气属性。
  2、电源端口和地端口不在元件库内，而是在快速工具栏中。
  3、设置 络标签（net label）也在快速工具栏中。
如果没有net label的管脚可以选择加上通用的标签——放置->指示->通用no-ERC标 。（一般用不到）

3) 快速对元器件进行编 /* 2021.7.13更新 */

??在修改原理图时，如果有器件的增减，很多时候都会遇到这样一个问题：“现在是第几个电阻(芯片)了想要随意命名，但是如果位 冲突了，又会 错。因此，如何快速对元器件位 进行设置就显得尤为重要。
??首先，定位在原理图的位置，选择 “工具->标注->原理图标注”，快捷键 TAA

??参考链接1
??参考链接2

2. 封装的创建和调用

综上所述，原理图部分最重要的就是器件的选择和封装的建立了。所谓封装，即电子设计图纸与实物之间的映射体，具有精准数据的要求。封装包括：管脚、管教序 、丝印、1脚标识（丝印）、阻焊层等。下面介绍几种常用的元件和封装的建立方法。

I 导入外部封装

II 安装插件

有一个插件是叫Library Loader，是贸泽电子开发的，专门用来在线检索元件并插入原理图，其有Altium版本，为AD内置插件，其本质其实是相当于导向贸泽电子检索元件的 站但插件确实要更方便。
附：Altium Library Loader下载安装及使用教程1。
    教程2（注：安装和使用一定要联 ！！！）

III 现有元件模型的调用

适用范围：已有原理图，需要用到原理图内的元件
操作方法：打开已有的原理图，点击设计->生成原理图库（快捷键 DM）（也可以生成集成库（IntLib）（Integrated Library），则双击集成库可以得到原理图库和PCB库。

由于此类教程 上有很多，此处不再赘述，下面给出几个IPC标准封装向导的使用教程。

官方教程

大佬教程

    2、Component Wizard（元器件向导）
这种方法和上面的类似，操作方法也很相同，但显然可以选择的项目多了很多，当然也更麻烦了。和上面一样，使用时需要先建立一个PCB库，然后点击工具->元器件向导，（快捷键TC）

4° 如果需要导出某一个元件的3D模型，可以先导出板子全部的模型stp格式，然后放到solidworks中将其中的器件给提取出来。

参考链接

//2021.11.8 更新——3D图示下怎么调整板子的颜色
??今天下载一个项目文件，发现其板子的颜色为黑色，显得更酷，所以百度了一些资料，找到一个教程，记录一下。
??教程链接
??注意需要在3D图示下进行更换！

3. 原理图库的创建和使用

    原理图库，是放置元件在原理图上的显示的符 ，包括边框和管脚，一般来说，原理图的边框可以随意画，但管脚一定要和其PCB封装对应。
    一般元件的原理图可以从AD自带集成库中找到，也可以从第三方获取，如立创商城等。

1) 建立元件原理图的基本操作

i、建立一个原理图库，点击添加，然后利用基本操作工具进行操作

三、PCB

1. 各层概述

PCB的全称是Printed Circuit Board，即印刷电路板。区分PCB的各个层的重要性不言而喻。以下摘抄自各大 站，后附链接。

1、机械层（Mechanical Layer）

顾名思义是进行机械定型的就是整个PCB板的外观，其实我们在说机械层的时候就是指整个PCB板的外形结构。
它也可以用于设置电路板的外形尺寸，数据标记，对齐标记，装配说明以及其它的机械信息。这些信息因设计公司或PCB制造厂家的要求而有所不同。另外，机械层可以附加在其它层上一起输出显示。
机械层最多可选择16层。设计双面板只需要使用默认选项Mechanical Layer 1。
另外，一般默认LAYER1为外形层。其它LAYER2/3/4等可作为机械尺寸标注或者特殊用途，如某些板子需要制作导电碳油时可以使用LAYER2/3/4等，但是必须在同层标识清楚该层的用途。

2、禁止布线层（Keep Out Layer）

用于定义在电路板上能够有效放置元件和布线的区域。在该层绘制一个封闭区域作为布线有效区，在该区域外是不能自动布局和布线的。
禁止布线层是定义我们在布电气特性的铜时的边界，也就是说我们先定义了禁止布线层后，我们在以后的布过程中，所布的具有电气特性的线是不可能超出禁止布线层的边界。
常常有些习惯性把Keepout层作为机械层来使用，这种方式其实是不对的，所以建议大家进行区分，不然每次生产的时候板厂都要给你进行属性变更。

3、信 层（Signal Layer)

信 层主要用于布置电路板上的导线。包括Top layer(顶层)，Bottom layer(底层)和30个MidLayer(中间层)。这些层都是具有电气连接的层，也就是实际的铜层。中间层是指用于布线的中间板层，该层中布的是导线。（AD中没有中间层的设置）

4、内层（Internal Plane）

内层最多16层，Internal Plane 1…16，该类型的层仅用于多层板，这些层一般连接到地和电源上，成为电源层和地层，也具有电气连接作用，也是实际的铜层，但该层一般情况下不布线，是由整片铜膜构成。我们一般说的双层板、四层板、六层板的层数指的是信 层+内层

5、丝印层（Silkscreen Layer）

丝印层主要用于放置印制信息，如元件的轮廓和标注，各种注释字符等。Altium提供了Top Overlay和Bottom Overlay两个丝印层，分别放置顶层丝印文件和底层丝印文件。

6、遮蔽层（Mask Layer）
Altium Designer提供了 阻焊层（Solder Mask） 和 锡膏层（Paste Mask） 两种类型的遮蔽层（Mask Layers），在其中分别有顶层和底层两层。其中，Paste Mask也叫助焊层。

重点！区分阻焊层和助焊层

6.1助焊层（Top paste&&Bottom paste）

是顶层和底层的焊盘钢 层，和焊盘的大小是一样大的，这个主要是我们做 SMT 的时候可以利用来这两层来进行钢 的制作，在刚 上刚好挖一个焊盘大小的孔，我们再把这个钢 罩在PCB板上，用带有锡膏的刷子一刷就很均匀的刷上锡膏了。（如下所示）

指PCB板的所有层。电路板上焊盘和穿透式过孔要穿透整个电路板，与不同的导电图形层建立电气连接关系，因此系统专门设置了一个抽象的层—多层。一般，焊盘与过孔都要设置在多层上，如果关闭此层，焊盘与过孔就无法显示出来。

8、钻孔层（Drill Drawing）

钻孔层提供电路板制造过程中的钻孔信息(如焊盘，过孔就需要钻孔)。Altium提供了Drill gride(钻孔指示图)和Drill drawing(钻孔图)两个钻孔层。

以上参考：
1、PCB各层的含义-CSDN
2、PCB各层介绍-bilibili
3、凡亿教育-搜狐
4、PCB各个层详解-电子发烧友

2. 确定板子大小

做完原理图后，选择设计->Update PCB Document …，如果有多个PCB，需要选择一个PCB文件进行生成。

2) 管脚未知（Unknown Pin）

一般来说可能是没有封装、封装管脚缺失、管脚 不匹配（位 要一一对应）、原理图和PCB的封装不对应（不能是1、2、3和a，b，c）

3) 绿色 错

以上两种错误是原理图生成PCB时会出现的 错，而绿色 错是生成PCB后出现的。

6）按S，特殊选择方式，如线选，内部框选等
7）单位距离移动——CTRL+方向键

//2021.6.26 更新
??在放置器件时千万务必记住不要使用X镜像或者Y镜像，因为器件可能会错乱！！！

5. 叠层设置

AD中默认的PcbDoc只有两层，即Top Layer和Bottom Layer，但有时候需要用四层板，多出来的两层即为内层
信 质量
成本
如何判断需要的PCB的层数
布线难度
Shift + S 单层显示
正片层 负片层