PCB Layout三步搞定 小白也能轻松上手不翻车

发布于 更新于
2,402
详情介绍
智行者IC社区持续更新技术干货、实操教程、案例分享与常见问题解答,为学习者提供实用的学习参考资料。

我实际测过Altium Designer 22版本,踩过了铺铜之后出现短路的坑,踩过了差分线对不齐的坑,踩过了规则设置报错的坑。

第一步 正确设置PCB板框和层叠结构

把软件打开之后,暂且不要急着去画线条。去点击一下菜单当中的 Design 选项,接着再去点击 Board Shape 选项,随后又要点击 Define Board Shape 选项,使用鼠标的左键按照顺序逐个去单击四个角,从而画出矩形的板框。对于板框的尺寸,我所习惯设定的是 100mm x 80mm,这种的尺寸对于大多数的小项目而言都是能够满足使用需求的。然后,用鼠标右键选择,选中Board Shape,接着点击Re-define Board Shape,如此便能通过这一操作对边界线展开微调。

下面对层叠设置,进入Design → Layer Stack Manager,其默认状态为两层板,若是构建低频电路,两层板是完全可行的,然而要是从事高速信号或者对电源噪声敏感的项目,那么建议增加至四层,我个人给出的推荐值是,顶层用于铺设信号线,第二层用来构建完整地平面,第三层用于铺设电源,底层用于敷设不重要的低速信号,地平面必须要保持完整,切不可被过孔打断。

【新手避坑】不少新手于定义板框时,惯以鼠标随性拖拉,导致板子尺寸呈现不对称之状。随后导出Gerber文件时便会报错“Board outline not closed”;解决之法为,绘制板框时紧握SHIFT加SPACE切换画线模式,务使最后一条线达成闭合。另外,层叠里,地平面那里,不要去敷铜碎片,不然的话,信号回流的路径就会被切断,进而产生严重的 EMI 问题。

第二步 快速规范摆放元器件和设置关键规则

布置元件是重中之重。先要依照 T → C 或者直接借助快捷键 Ctrl + Shift + V 来开启原理图交叉选择模式。在原理图里,通过框选的方式选取所有元件,接着切换至 PCB 界面,此时元件会以高亮的状态呈现在光标上。在这个时候,切勿随意点击,先依照 N → H 来隐藏飞线,随后运用鼠标将元件拖动至板框内进行大致的分区:把电源部分放置在左上角位置,将信号处理模块放置于中间区域,把接口部分安置在边缘地带。

在这之后要设置,此设置是关于所谓的设计规则这儿可注意了。按照具体的操作指示,按下D键紧跟着再按下R键,通过这样的操作方式来打开规则编辑器。对于线宽,将其值 fixedly 设置为0.25mm如此这种的设定,而过孔外径所设定的值是0.6mm呢并且内径的值是0.3mm,像这样的一种组合情况,它能够在一定程度上实现保证承载1A左右电流这样的一种效果,还具有一种作用就是不会使得加工厂产生嫌弃的这样一种情况。对于差分线,要于 High Speed → Differential Pairs Routing 当中,将间隙设置成 0.2mm,把线宽设定为 0.3mm,将耦合长度把控在 50mm 以内。

【新手避坑】新手极易出现的差错是,规范设定完毕后未进行保存,在开展布线操作时软件未给出报错提示,而实际的线宽却紊乱地飘动。另外如果差分线对之间的间距小于0.2毫米,高速信号就容易产生串扰现象。解决的方式为,每更改一回规则便按下Validate按钮,进而查验是否存在冲突。如果出现报错情况,比如是“Clearance Constraint”这种的,就表明存在某条规则,其优先级存在冲突情况,那么需将不需要的规则去除掉或者把优先级降低。

第三步 手动布线加铺铜 解决短路和报错

布线直接着手进行,依照P→T进入交互式布线样式,鼠标点击一个焊盘起始拉线,双击便可完成。关键的信号线竭力做到短小、笔直,不走过90度的角,拐弯采用45度加圆弧的形式。电源线按照我的习惯走0.5mm宽以上,地线能够宽则尽量宽。对于DDR这类高速总线,确保同组等长,长度误差把控在5mil以内。布线时,开启从 N 到 S 再到 A 的顺序,以将所有飞线显示,借机能够便利地看到尚未连接的信号。

在布线结束之后,开始进行铺铜操作,按下 P键进一步通过G键来选择铺铜方式,随后绘制出一个多边形状的图案用以覆盖住整个板子。铺设完成之后,按照Tools这个选项,进入Polygon Pours这个子项,再选择Pour All。随后进行刷新操作。

【新手避坑】铺铜之后最为麻烦的便是短路情况,其现象为,两个属于不同网络的焊盘被铜皮连接到了一起,然而在原理图当中却检查不出来。其核心原因在于,铺铜时没有将自动避让关闭,或者间距相关规则设置得太过狭窄了。快速搞定的办法是这样,先要先依照 D 键按下之后再按 R 这种方式去查看 Clearance 规则,得保证最小间距是在 0.2mm 上才行,之后再重新进行铺铜的操作。要是做完这些后依旧存在短路的情况,那就使用 Tools 这个选项然后再点 DRC 来跑上一遍,这样报错位于何处便会以高亮的形式显示出来,下面直接去更改线路或者把铜删掉就好了。

中低速电路设计里,从两层板至四层板,才可将以上所提及的方法加以适用。一旦面对高频射频板,或者大电流电源板,那么这套规则便不再能满足需求。有这样几种不适用的场景,分别是六层以上的高密度互连板,以及频率超过IGHz的射频电路。针对这些情况,可采用的替代方案是,建议选用更为专业的阻抗控制工具,像Polar SI9000来计算微带线参数,并且要严格把控叠层厚度以及铜箔粗糙度。但日常小项目,这套步骤绝对够用,照着做基本一次成功。

常见问题(FAQ)

PCB板框尺寸设多大比较稳妥?
板框设成 100mm x 80mm,对大多数小项目都够用。绘制时要让线条首尾相接闭合,否则导出时会报板框未闭合的错误。
两层板和四层板该怎么选?
低频电路用两层板完全可行。高速信号或对电源噪声敏感的项目建议加到四层,第二层做完整地平面,并且不能被过孔打断。
铺铜之后出现短路怎么排查?
先打开规则编辑器查看间距规则,保证最小间距不小于 0.2mm,然后重新铺铜。仍有短路就跑一遍 DRC,报错位置会以高亮显示,再直接改线或删掉铜皮。
0 / 600
0 讨论
热门最新
总结
暂无总结
嗨,下午好!
学硬件设计・来智行者 IC 社区
相关文章