altium designer筆記

Altium Designer使用方法

• 建立工程

1. 打開AD，會出現一個默認的工作區，WorkSpace1.DsnWrk，我們可以保存它到自己指定的位置，然後重命名，例如重命名爲MyWorkSpace.DsnWrk；然後右擊MyWorkSpace.DsnWrk，添加新的工程->添加PCB工程：

我們也可以添加其他的工程到工作區，例如集成庫，集成庫是將原理圖庫和PCB庫進行集成，可以有效地對已經確認無誤的庫內容進行保護，可以嘗試使用構建自己的集成庫。

 

 

1. 然後添加原理圖庫，我們也可以添加我們需要的其他圖示工程文件，如原理圖文件，PCB文件，PCB庫這些我們比較常用：

原理圖庫編輯技巧：

1. 我們可以在同一個workspace中打開兩個原理圖庫（不需要再同一個工程），並複製一個庫中的component到另一個原理圖庫中，另外我們也可以自己畫原理圖庫, 元器件的屬性詳解如下，可以自行設置：

屬性類別	功能及設置
Default Designator	標號 U?/R?/C?/LED?……
Default Comment	名稱 一般直接寫component名稱
Description	描述說明 對component簡單描述
Sysbol Reference	默認 不用管
Models	添加封裝
引腳PIN	雙擊引腳 編輯引腳屬性
Display Name	名稱標識(引腳功能)
Designator	標識符 即引腳序號
電氣類型	Passive/Input/Output/IO/
描述

 

1. 原理圖庫編輯完畢可以在右側properties側邊欄中添加footprint

點擊Add，彈出窗口：

下面一欄用於選擇PCB庫的路徑，我們選擇任意，意思是使用同一個工程中存在的PCB庫，上面一欄點擊預覽選擇對應的封裝，點擊管腳映射編輯管腳映射。

或者點擊符號管理器（如下圖，工具菜單中也有）：

彈出以下窗口：

點擊add Footprint，然後同上。

1. 原理圖中畫線時起點和終點必須要和柵格對齊，如果需要取消對齊可以在畫線是按住ctrl

 

1. 同樣，我們可以在工程中添加PCB庫；

PCB庫添加component的幾種方式：

1. 可以使用IPC Compliant Footprint Wizard（Compliant意思是兼容的，即兼容IPC標準的封裝生成器）進行生成,使用IPC Compliant FootPrint Wizard進行生成時，只需填入數據手冊的參數即可，軟件會全部幫你計算（推薦使用，可能封裝不是很全）;
2. 也可以使用（Component Wizard）元器件嚮導進行生成，注意使用Component Wizard進行生成封裝時，要自己計算尺寸，特別注意，焊盤的長度要大於引腳的長度，預留出焊接的空間;
3. 也可以使用IPC Compliant Footprint batch generator（兼容IPC標準的批處理封裝生成器），直接將尺寸參數填入excel表格中進行批量生成；
4. 可以全部手工繪製，比較麻煩；

 

Pcb庫編輯的相關技巧：

1. Pcb庫中元器件設置參考點方式如下圖：

1. Ctrl+q可以在mil和meter之間進行單位的轉換；
2. Shift+s可以只顯示一層
3. AD18將原理圖庫和PCB庫中屬性properties欄放在了右側，而不是在單獨的對話框中，ctrl+g可以打開柵格管理器切換Dot和line設置；
4. 我們可以在同一個workspace中打開的兩個PCB庫文件，並從一個庫文件複製component到另一個庫文件，注意ctrl+c複製後要選取參考點，才能去粘貼。
5. 官方給的集成庫中封裝後面經常有L、M、N字母，基本三種都可以用。手工焊接建議用：M。後綴字母“L”、“M”和“N”表示焊盤伸出爲最小、最大或中等的幾何形狀變化。例如SOT23_L、SOT23_M、SOT23_N分別代表焊盤伸出我最小、最大和中等的SOT23分裝，另外SOT23和SOT-23的區別是焊盤的標號不同。
6. 一般類似2.54mm排針大小的貫穿每一層的焊盤內徑（直徑）0.9mm,外徑1.5mm，常用的過孔大小爲：內徑0.4mm，外徑0.7mm
7. 通孔焊盤選項 hole information中有一項plated，意思是是否電鍍，不電鍍各層之間將不導通
8. 常用的芯片或封裝例如74HC573D芯片很多廠商都生產、micro usb等它們的封裝信息如何獲取：通過google，digikey，有詳細的封裝信息，深圳的嘉立創也可以。
9. 各層的意義（套用protel的各層，ad也差不多）：

1. Signal layer(信號層)
   信號層主要用於佈置電路板上的導線。Protel 99 SE提供了32個信號層，包括Top layer(頂層)，Bottom layer(底層)和30個MidLayer(中間層)。
2. Internal plane layer(內部電源/接地層)
   Protel 99 SE提供了16個內部電源層/接地層.該類型的層僅用於多層板，主要用於佈置電源線和接地線.我們稱雙層板，四層板，六層板，一般指信號層和內部電源/接地層的數目。
3. Keep out layer(禁止佈線層)
   用於定義在電路板上能夠有效放置元件和佈線的區域。在該層繪製一個封閉區域作爲佈線有效區，在該區域外是不能自動佈局和佈線的。
4. Mechnaical 1：作爲pcb的外框，加工的時候，銑刀會沿着這個層進行切割；(也可以使用keep out 層)
5. Mechnaical 13：元件佔位面積，用於在設計極早期估算線路板尺寸，繪製邊框後一般還添加網狀填充，添加方法如下圖

1.  
2. Mechnaical 15： 元件本體尺寸和外框尺寸，即元件體所有的一切都要放入此層所確定的區域之內；
3. TOP PASTE：表面意思是指頂層焊膏層，就是說可以用它來製作印刷錫膏的鋼網，這一層只需要露出所有需要貼片焊接的焊盤，並且開孔可能會比實際焊盤小。這一層資料不需要提供給PCB廠，而是提供給貼片廠，是機器貼片時要用的，是對應所有貼片元件的焊盤的（過孔和通孔焊盤不需要塗錫，塗錫會堵住，不利於插件焊接，所以是不包括在其中的）。
4. TOP SOLDER：表面意思是指頂層阻焊層，就是用它來塗敷綠油等阻焊材料，從而防止不需要焊接的地方沾染焊錫的，這一層會露出所有需要焊接的焊盤（這一層爲負片，標記的地方不塗綠油，過孔和通孔焊盤也不能塗綠油所以也包括在其中），並且開孔會比實際焊盤要大。這一層資料需要提供給PCB廠。
5. Silkscreen layer(絲印層)
   絲印層主要用於放置印製信息，如元件的輪廓和標註，各種註釋字符等。Protel 99 SE提供了Top Overlay和Bottom Overlay兩個絲印層。一般，各種標註字符都在頂層絲印層，底層絲印層可關閉。
6. Multi layer(多層)
   電路板上焊盤和穿透式過孔要穿透整個電路板，與不同的導電圖形層建立電氣連接關係，因此係統專門設置了一個抽象的層—多層。一般，焊盤與過孔都要設置在多層上，如果關閉此層，焊盤與過孔就無法顯示出來
7. 鑽孔層提供電路板製造過程中的鑽孔信息(如焊盤，過孔就需要鑽孔)。Protel 99 SE提供了Drillgride(鑽孔指示圖)和Drill drawing(鑽孔圖)兩個鑽孔層。

1. 自定義焊盤（非multilayer，即非通孔）方式：
   1. 在pcb庫中新建component，放置圓弧、線、和填充等自定義圖形（注意線寬設置爲0mm），

1. 1. 如果畫的是空心的圖形，還要選中空心區域的所有邊界，然後點擊工具->轉換->從選擇的元素創建區域

從而生成實心區域：

然後刪除邊界，並點擊右側屬性欄中的Paste Mask Expansion和Solder Mask Expansion選項，從manual切換到rule，效果是自動從規則生成比原有實心區域向外擴展4mil（可自行更改）的Solder層 和 同原有實心區域大小一致的paste層（注意如果是通孔焊盤，禁止生成paste層，上述paste層有介紹），如下圖：

這樣自定義外形的非通孔焊盤就設置好了。

3.爲自定義焊盤設置引腳編號，我們可以放置ad中的普通焊盤到自定義焊盤中，使普通焊盤完全沉浸在自定義焊盤中，這樣兩個焊盤重疊，公用一個引腳編號

1. 如何自定義通孔焊盤，未研究；

1. 芯片電源引腳的含義

VCC: C = circuit 表示電路的意思，即接入電路的電壓

VDD：D = device  表示器件內部工作電壓

VSS: S = series  表示公共連接的意思，通常指電路公共接地端電壓

1.對於數字電路來說，VCC是電路的供電電壓，VDD是芯片的工作電壓，VSS是接地點。

2.有些IC(Intergrated circuit)既有VDD引腳，又有VCC引腳，說明器件自帶電壓轉換功能。

3.有些場效應管（或COMS器件）中，VDD爲漏極，VSS爲源極，VDD和VSS指的是原件引腳而不是供電電壓

 

1. DataSheet中Package Type和Package Drawing分別什麼意思？

兩種分別代表着封裝類型和封裝尺寸（草圖）。畫footprint的參考就是DDC，SOT-2-THIN封裝類型有3腳，5腳和6腳，而DDC對應的就是這個3腳的SOT-23-THIN的封裝。

 

1. 繪製原理圖

相關技巧：

1. 調整紙張大小：

1. 原理圖中元器件旋轉：空格；左右旋轉，鼠標拖動時按x；上下旋轉，按y；
2. 設置交叉線：右擊原理圖空白->原理圖優先項->顯示cross-overs
3. 元器件Designator自動標號：

點擊更改更新列表->接收更改(創建ECO)->驗證變更->執行變更。

1. 原理圖繪製完成後點擊工程->Compile PCB Project，進行編譯，並查看Messages窗口的輸出，是否有錯誤(Messages窗口如果沒有顯示可以在視圖->面板 中找到)，常見錯誤  Net has no driving source解決方法：其實這個警告原因是，你圖中有一個器件的管腳有屬性（如I/O），並且這個管腳設定成了需要驅動源的input屬性， 你先從元件庫中，找到這個管腳，把管腳的屬性passive 就好了，或者直接放置No ERC到此網絡中，進行規避。
2. 可以放置如下圖的參數設置，自定義一些電器規則，（可以是強制行的，也可以是示意性的），例如線寬，過孔孔徑等，佈線的時候如果違反這些規則，方便檢查

1. 可以放置文本框、註釋對原理圖中關鍵部分進行詳細說明
2. Altium designer原理圖可以直接複製粘貼到word等軟件中，無需截圖；
3. 原理圖元器件右擊可以查找相似對象，方便對相似元器件統一進行修改；使用完畢後可以右擊原理圖，選擇清除過濾器，恢復；。
4. 原理圖中繪製分割線時請使用文本格式的線條，而非帶電器特性的線條。

1. 繪製PCB

我們可以由一直原理圖生成PCB文件，步驟如下（包含使用的技巧，可以跳過直接看步驟）：

1. （步驟）首先通過 工具->封裝管理器 檢查每個元器件的封裝是否選擇正確，然後新建PCB文件，通過原理圖對應的菜單欄 設計->update PCB document，或者PCB對應的菜單欄 設計-> import change from 導入元器件到PCB文件;執行驗證是如果有錯誤，可以右鍵單機錯誤，選擇cross probe可以跳到原理圖相應出錯的位置
2. 在PCB文件中可以按快捷鍵n，顯示或隱藏所有的飛線，另外可以自定義以下快捷鍵（推薦）：

1. 在區域內排列器件，在下圖中 排列工具 選項中 找到，如果工具欄沒有，可以右擊把它調出來，可以設置此項功能的快捷鍵，按ctrl然後鼠標點擊下圖位置，會彈出設置快捷鍵的窗口。

1. 使用 工具->交叉選擇模式（原理圖，PCB都有此選項） 可以方便佈局，效果是在原理圖中選中的元器件，PCB文件中也會同時選中，推薦使用分屏模式，進行選擇，結合c中所使用的工具，將原理圖中某個模塊的所有元器件進行快速排布，先交叉選擇原理圖中的某些元器件，然後按快捷鍵F6(這裏由於快捷鍵衝突，我設置爲了F2)，畫一個區域，這些元器件就會自動排布在此區域，很方便。
2. Shift+Space快捷鍵可以在畫線時45度、90度和圓弧之間切換
3. Ad18操作keepout層有些麻煩，在放置菜單欄或者 按P快捷鍵 出來的菜單中，點擊keepout菜單下的各種工具繪製keepout層
4. 放置尺寸信息可以p快捷鍵選擇尺寸->線性尺寸，先選擇起點，然後空格鍵變換方向(橫向縱向)，tab鍵設置單位mm或mil
5. （步驟）估計板子的大小，選中所有的元器件，按F2（在區域內排列器件），用鼠標畫出一個矩形區域，所有的區域都將排列在此區域，手動調整排列，緊湊一點；
6. （步驟）在keepout層，圍繞排列好的元器件畫邊框，同時可以放置尺寸信息；
7. （步驟）選中keepout層畫好的矩形邊框，按下圖操作，定義板子外形（將多餘部分切除）

1. （步驟）設置原點位置，編輯->原點->設置，即可放置原點，一般選擇板子的左下角；

1. （步驟）放置螺絲孔，定位用，放置一個標號爲0的焊盤，外形尺寸和內徑尺寸都設置爲3mm，plated取消勾選(即內壁不鍍銅)，然後放置在四個角離四個頂點水平距離垂直距離都設置爲3mm，即可

1. （步驟）選擇->設計->層疊管理器，對板子的各層進行管理，可以添加電源層，信號層，或者重命名各層名稱；
2. Shift+s 打開單層模式
3. （步驟）使用交叉選擇模式 和 在區域內排列器件 兩個功能結合，按照原理圖中所分的模塊，將PCB中的器件進行分堆兒（可以先關閉所有飛線，方便查看），並排列在板子的一圈，然後打開飛線顯示（快捷鍵n），可以隱藏電源相關的飛線，方便佈局
4. 可以將網絡標號進行分類管理，點擊  設計->類 ，例如要隱藏的電源 相關的飛線，可以新建PWR類，將電源相關的網絡除GND外都放入此類中

1. 在右下角的panels按鍵可以定義ad左側側邊欄中的選項卡：

1. 在左側側邊欄PCB選項卡中可以看到我們自定義的PWR類，並右鍵->連接，將其狀態設置爲隱藏
2. 拖動元器件時按下l鍵，可以將表貼元器件進行上下兩層切換；
3. （步驟）按照先大後小的原則，先把接口進行佈局，然後佈局核心部分，佈局過程時刻注意對齊、對稱
4. 可以將絲印層的Designator設置成高10mil，線條寬2mil（查找相似對象），的大小放入元器件中心，方法如下：先全選，然後按快捷鍵a，選擇定位器件文本，選擇中心，即可，這樣會很方便佈局

1. 按ctrl鍵然後鼠標點擊任何按鍵都可以設置此按鍵的自定義快捷鍵；

1. 深圳嘉立創4層板和2層板價格一樣，所以推薦使用4層板，佈線更輕鬆，可以增加兩個internal plane（負片層），或者兩個layer（信號層），或者各一個，詳見視頻：https://www.bilibili.com/video/av17266244/

1. 晶振佈局採用π型濾波，即晶振的引腳輸出後經過濾波再輸入到MCU的管腳，兩個濾波電容要在晶振和MCU之間，大致如下圖：

1. （步驟）佈局完成後進行規則設置，點擊設計->規則，彈出如下對話框，進行規則設置，下圖進行間距規則設置，所有的間距、鋪銅時的間距、鋪銅到過孔的間距三項（藉助查詢構建器進行自定義設置）

並設置優先級，將通用規則all的優先級設置爲最低3，polygon優先級高一級2，polygon-via優先級最高，規則的範圍是包含關係時，範圍越小優先級應調到越高：

線寬規則：一般的信號線6mil，pwr類（電源類）中走線爲最小8mil，最大60mil，推薦走線15mil：

過孔大小我們一般設置爲內徑12mil 外形24mil，默認尺寸設置在原理圖右擊，優先選項中，如下圖：

在規則中同樣設置爲12mil、24mil：

阻焊與焊盤間距一般設置爲2.5mil:

鋪銅與焊盤連接採用十字連接(relief connect)，線寬18mil（plane負片連接方式的規則未設置，如有需要請自行設置，）：

過孔和鋪銅連接方式採用全連接：

其他規則設置不再贅述。

1. （步驟）然後佈線，一個小技巧：按*鍵可以在佈線時快速切換信號層，並同時放置過孔；
2. （步驟）佈線完成後運行DRC規則檢查，將已有錯誤先修改，鋪完銅後在檢查每次修改都要重新鋪銅，比較麻煩，點擊  工具->設計規則檢查，即可運行DRC，或者快捷鍵T，然後選擇，工具->復位錯誤標誌，可以將DRC檢查或者實時規則檢查的錯誤進行復位，即暫時不顯示。
3. （步驟）鋪銅時按快捷鍵T選擇鋪銅，可以打開鋪銅管理器，或者右擊畫好的多邊形，也可以打開鋪銅管理器，另外鋪銅繪製多邊形使用快捷鍵P，選擇鋪銅，最重要的一點，由於工廠加工時使用protel 99 的pcb格式，鋪銅時選擇solid可能無法顯示，解決辦法是使用hatched鋪銅，並且將grid size和track width設置成一樣（推薦10mil）這樣和solid效果一樣，並不是網格的，而且轉化成protel99格式可以顯示，不影響加工，protel 99格式的pcb文件後綴是.pcb,我們可以自己另存爲，驗證一下銅箔是否顯示，另存爲選擇PCB4.0 Binary File:

鋪銅過程非常簡單，點擊放置菜單欄 或者 快捷鍵P，點擊鋪銅，然後繪製多邊形區域，繪製完成按tab鍵設置屬性，設置銅箔的網絡標號，並設置爲hatched模式，勾選去除死銅即可，如果鋪銅針對整個PCB，則多邊形繪製位於PCB板的四個頂角，如果是某一小塊區域，則根據實際形狀進行繪製。

1. 運行DRC規則檢查出現錯誤：design contains shelved or modified (but not repoured) polygons，選擇polygon右擊，選擇鋪銅->重鋪修改過的銅即可。
2. （步驟）鋪完銅之後，編譯整個項目  工程->compile PCB project然後再次運行DRC規則檢查，修改無誤，或者有錯誤但無關緊要（例如異性焊盤，自定義的焊盤由於不被識別成焊盤，所以規則中很多項都宣佈它違規，但無法解決），即可完成最終布板；
3. （步驟）Bom表製作，切換到原理圖 點擊 報告->bill of material 彈出窗口如下

將全部列中的value選項推動到組合列的第一個，優先以value進行分類：

選擇右下角的excel導出模板，可以用ad的也可以用自己做的，這裏我使用自己根據ad官方提供修改好的模板，然後點擊左下角的導出即可導出excel形式的bom表：

導出後的效果大致如下：

可以看到它們分類方式的第一個key是value，第二個是Footprint

至此，完畢。