PCB设计全流程实战：从原理图到打板不踩坑

实测Altium Designer 23版本的本人, 曾遭遇封装存在差错、规则有所遗漏、Gerber文件出现错误这三大令人头疼的问题, 新手只要按照步骤逐步运算, 便能轻易规避常见状况。

第一步 原理图绘制与元件库匹配

在将软件打开之后, 首先要去新建工程, 按照顺序依次点击File、New、Project, 进而进行命名并保存。紧接着要点击Add New to Project、Schematic, 以此促使进入到原理图编辑界面之中。于右边Components面板那里对元件展开搜索, 像电阻就选择R, 电容则选择C。要是自带库没办法找到的话, 那就自行去建库: Tools、Symbol Wizard, 依据Datasheet的引脚定义来展开绘制, 需要注意引脚编号以及名称必须要和物理元件完全一样。

新手需避坑, 最具典型性的报错乃是“Pin Mismatch”, 其缘由在于亲自绘制封装之际, 引脚编号出现书写错误，像是将1脚写成了2脚那般。解决的办法为, 在建库之时对照Datasheet逐一使引脚序号对齐, 绘制完成后借助Tools – Check Component进行验证。

第二步 PCB布局与规则设置

先画完原理图, 之后点击Design-Update PCB Document, 将元件导入到PCB界面, 布局的时候, 先把核心芯片放置在板子的中央位置, 按照信号的流向来摆放外围器件, 电源滤波电容要尽可能地靠近IC引脚, 关键的一步是进行规则设置: Design-Rules, 在Clearance里设置最小间距为0.2mm, 在Width里设置电源线宽为0.5mm。

关键参数推荐一下, 设差分对线宽为0.2mm, 间距为0.15mm。原因在于这个组合能够有效地将差分阻抗控制在100欧姆左右, 对USB以及HDMI信号而言是适合的。

【新手需避坑】, 常见问题为: 规则设定完毕却没有生效 , 原因在于在Rule Priority里 , 高优先级规则将默认规则给覆盖掉了。解决办法是: 打开Rules界面 , 把自定义规则拖动到列表的最上面 , 优先级数字小的会先执行。

第三步 布线实操方案取舍

布线分两种方案，我实测对比过：

手动进行布线, 这种方式适合诸如时钟线之类的复杂且关键的信号, 它能够精准地绕避开干扰区域, 不过其效率较为低下, 然而可控性却是很高的。

适合电源层与地网络的自动布线, 能将较大面积范围的铺铜通过一键操作予以完成, 其布线速度较快, 不过容易出现直角走线的情况。

选择与舍弃的逻辑状况为: 在项目里要是信号完整性表现得很强劲, 那么就采用手动布线的方式 , 倘若处于时间紧迫的简单电路板情形下 , 则先进行自动布线 , 之后再开展手动微调。详细的操作步骤是: 点击Route – Interactive Routing选项 , 按下Tab键来调整线路宽度 , 对于连接地面的网络采用0.3mm的线宽设定 , 而针对电源网络则运用0.4mm的线宽设定。

新手需避开的坑, 有高频出现的报错“Unrouted Net Constraint”, 其意思是存在浮空网络未连接上。此情况的直接原因是, 走线出现中断或者未连接到焊盘。解决的流程是, 首先点击Report – Board Information去查看未连接网络的列表, 接着使用Route – Interactive Routing逐条进行补连, 最后运用Tools – Design Rule Check扫描, 以确保错误数为零。

第四步 输出Gerber文件

要点出图之前, 先去点击Edit-Origin-Set, 将原点设置在板子的左下角位置。接着点击File-Fabrication Outputs-Gerber Files, 于General选项卡里选择2:4的格式, 在Layers选项卡里勾选全部的层, 在Drill Drawing里勾选Plated和Non-Plated。生成之后, 在打开发给工厂之前, 通过View-CAM打开查看一遍, 着重检查焊盘以及孔位是不是偏移。

所谓新手需避之坑中, 最为绝望之报错乃“Missing Solder Mask”, 此报错致使焊盘全然被绿油所覆盖, 究其缘由是未勾选Solder Mask层, 解决之办法为, 于Layer Plot当中勾选Top Solder以及Bottom Solder, 点击Plot出图, 而后重新生成便能够看到盖油开窗。

这个方法对于射频或者高频微波板而言并不适用, 那种是需要去做阻抗计算以及层叠仿真的。假若是你仅仅做两层板, 那么直接依照我的步骤去进行即可运用；要是进行四层以上的制作, 那么建议使用板厂的工具对Gerber文件进行预检, 以此来避免白白花费金钱去打板。