AltiumDesignerPCB敷銅技巧,焊盤(pán)設(shè)計(jì)、焊盤(pán)加固

1、.1、敷銅通常的PCB 電路板 設(shè)計(jì)中，為了提高電路板的抗干擾能力，將電路板上沒(méi)有布線 的空白區(qū)間鋪滿(mǎn)銅膜。一般將所鋪的銅膜接地，以便于電路板能更好地抵抗外部信號(hào)的干擾。1 敷銅的方法從主菜單執(zhí)行命令 Place/Polygon Pour (P+G)，也可以用 元件 放置工具欄中的 Place Polygon Pour 按鈕 。進(jìn)入敷銅的狀態(tài)后，系統(tǒng)將會(huì)彈出 Polygon Pour （敷銅屬性）設(shè)置對(duì)話框，如【圖 9】 所示?！緢D 9】敷銅屬性設(shè)置對(duì)話框在敷銅屬性設(shè)置對(duì)話框中，有如下幾項(xiàng)設(shè)置：·Surround Pads With復(fù)選項(xiàng)：用于設(shè)置敷銅環(huán)繞焊盤(pán)的方式。有兩種方式可供選

2、擇：Arcs（圓周環(huán)繞） 方式和 Octagons （八角形環(huán)繞） 方式。兩種環(huán)繞方式分別如 【圖 10】 和【圖 11 】 所示。;.【圖 10】 圓周環(huán)繞方式【圖 11 】 八角形環(huán)繞方式·Grid Size：用于設(shè)置敷銅使用的網(wǎng)格的寬度。·Track Width：用于設(shè)置敷銅使用的導(dǎo)線的寬度。·Hatching Style復(fù)選項(xiàng)：用于設(shè)置敷銅時(shí)所用導(dǎo)線的走線方式?？梢赃x擇None （不敷銅）、90°敷銅、 45°敷銅、水平敷銅和垂直敷銅幾種。幾種敷銅導(dǎo)線走線方式分別如【圖 12】 、【圖 13】、 【圖 14】 、【圖 15 】、 【圖

3、16】 所示。當(dāng)導(dǎo)線寬度大于網(wǎng)格寬度時(shí)，效果如【圖 17】【圖 12】 None 敷銅【圖 13】 90 ° 敷銅【圖 14】 45 ° 敷銅【圖 15】水平敷銅【圖 16】 垂直敷銅【圖 17 】 實(shí)心敷銅·Layer下拉列表：用于設(shè)置敷銅所在的布線層。·Min Prim Length文本框：用于設(shè)置最小敷銅線的距離。·Lock Primitives復(fù)選項(xiàng)：是否將敷銅線鎖定，系統(tǒng)默認(rèn)為鎖定。·Connect to Net 下拉列表：用于設(shè)置敷銅所連接到的網(wǎng)絡(luò)，一般設(shè)計(jì)總將敷銅連接到信號(hào)地上。·Pour Over Same

4、Net 復(fù)選項(xiàng)：用于設(shè)置當(dāng)敷銅所連接的網(wǎng)絡(luò)和相同網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)線相遇時(shí)，是否敷銅導(dǎo)線覆蓋銅膜導(dǎo)線。·Remove Dead Coper復(fù)選項(xiàng)：用于設(shè)置是否在無(wú)法連接到指定網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域進(jìn)行敷銅。2 放置敷銅設(shè)置好敷銅的屬性后， 鼠標(biāo)變成十字光標(biāo)表狀， 將鼠標(biāo)移動(dòng)到合適的位置， 單擊鼠標(biāo)確定放置敷銅的起始位置。再移動(dòng)鼠標(biāo)到合適位置單擊，確定所選敷銅范圍的各個(gè)端點(diǎn)。必須保證的是， 敷銅的區(qū)域必須為封閉的多邊形狀， 比如電路板設(shè)計(jì)采用的是長(zhǎng)方形電路板，是敷銅區(qū)域最好沿長(zhǎng)方形的四個(gè)頂角選擇敷銅區(qū)域，即選中整個(gè)電路板。敷銅區(qū)域選擇好后，右擊鼠標(biāo)退出放置敷銅狀態(tài)，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行敷銅并顯示敷銅結(jié)果;.2、補(bǔ)淚

5、滴在電路板 設(shè)計(jì)中，為了讓焊盤(pán)更堅(jiān)固，防止機(jī)械制板時(shí)焊盤(pán)與導(dǎo)線之間斷開(kāi)，常在焊盤(pán)和導(dǎo)線之間用銅膜布置一個(gè)過(guò)渡區(qū)，形狀像淚滴，故常稱(chēng)做補(bǔ)淚滴（Teardrops）。淚滴的放置可以執(zhí)行主菜單命令 Tools/Teardrops (T+D) ，將彈出如【圖 18 】 所示的 Teardrop ptions （淚滴）設(shè)置對(duì)話框?！緢D 18】淚滴設(shè)置對(duì)話框接下來(lái)，對(duì)淚滴設(shè)置對(duì)話框中的各個(gè)選項(xiàng)區(qū)域的作用進(jìn)行相應(yīng)的介紹。 General 選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置General選項(xiàng)區(qū)域各項(xiàng)的設(shè)置如下：·All Pads 復(fù)選項(xiàng)：用于設(shè)置是否對(duì)所有的焊盤(pán)都進(jìn)行補(bǔ)淚滴操作。·All Vias復(fù)選項(xiàng)：用于設(shè)

6、置是否對(duì)所有過(guò)孔都進(jìn)行補(bǔ)淚滴操作。·Selected Objects Only復(fù)選項(xiàng)：用于設(shè)置是否只對(duì)所選中的元件 進(jìn)行補(bǔ)淚滴。·Force Teardrops復(fù)選項(xiàng)：用于設(shè)置是否強(qiáng)制性的補(bǔ)淚滴。·Create Report復(fù)選項(xiàng)：用于設(shè)置補(bǔ)淚滴操作結(jié)束后是否生成補(bǔ)淚滴的報(bào)告文件。 Action 選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置Action選項(xiàng)區(qū)域各基的設(shè)置如下：·Add 單選項(xiàng)：表示是淚滴的添加操作。·Remove單選項(xiàng)：表示是淚滴的刪除操作。 teardrop Style選項(xiàng)區(qū)域設(shè)置Teardrop Style選項(xiàng)區(qū)域各項(xiàng)的設(shè)置介紹如下：·Arc 單

7、選項(xiàng)：表示選擇圓弧形補(bǔ)淚滴。·Track單選項(xiàng)：表示選擇用導(dǎo)線形做補(bǔ)淚滴。所有淚滴屬性設(shè)置完成后，單擊OK 按鈕即可進(jìn)行補(bǔ)淚滴操作。;.3 、包地處理電路板 設(shè)計(jì)中抗干擾的措施還可以采取包地的辦法，即用接地的導(dǎo)線將某一網(wǎng)絡(luò)包住，采用接地屏蔽的辦法來(lái)抵抗外界干擾。網(wǎng)絡(luò)包地的使用步驟如下：1 選擇需要包地的網(wǎng)絡(luò)或者導(dǎo)線。從主菜單中執(zhí)行命令Edit/Select/Net(E+S+N)，光標(biāo)將變成十字形狀， 移動(dòng)光標(biāo)一要進(jìn)行包地的網(wǎng)絡(luò)處單擊，選中該網(wǎng)絡(luò)。 如果是 元件 沒(méi)有定義網(wǎng)絡(luò)，可以執(zhí)行主菜單命令Select/Connected Copper選中要包地的導(dǎo)線。2 放置包地導(dǎo)線。從主菜單中

8、執(zhí)行命令Tools/Outline Selected Objects(T+J)。系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)已經(jīng)選中的網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ь€進(jìn)行包地操作。包地操作前和操作后如【圖 20】 和【圖 21】 所示。【圖 20 】 包地操作前效果圖【圖 21 】 包地操作后效果圖3 對(duì)包地導(dǎo)線的刪除。如果不再需要包地的導(dǎo)線，可以在主菜單中執(zhí)行命令Edit/Select/Connected Copper 。此時(shí)光標(biāo)將變成十字形狀，移動(dòng)光標(biāo)選中要?jiǎng)h除的包地導(dǎo)線，按 Delect 鍵即可刪除不需要的包地導(dǎo)線。;.3 、多層板的設(shè)計(jì)多層板中的兩個(gè)重要概念是中間層（Mid-Layer）和內(nèi)層（Intermal Plane）。其中中間層是用

9、于 布線 的中間板層， 該層所布的是導(dǎo)線。而內(nèi)層是不用于布線的中間板層，主要用于做電源支或者地線層，由大塊的銅膜所構(gòu)成。Protel DXP中提供了最多16 個(gè)內(nèi)層，32 個(gè)中間層， 供多層板設(shè)計(jì)的需要。在這里以常用的四層電路板為例，介紹多層電路板的設(shè)計(jì)過(guò)程。a 內(nèi)層的建立對(duì)于4 層電路板，就是建立兩層內(nèi)層，分別用于電源層和地層。這樣在4 層板的頂層和低層不需要布置電源線和布置地線，所有電路元件的電源和地的連接將通過(guò)盲過(guò)孔的形式連接兩層內(nèi)層中的電源和地。內(nèi)層的建立方法是：打開(kāi)要設(shè)計(jì)的PCB 電路板 ，進(jìn)入PCB 編輯狀態(tài)。如【圖26】 所示是一幅雙面板的電路圖，其中較粗的導(dǎo)線為地線GND 。然

10、后執(zhí)行主菜單命令Design/Layer Stack Manager，系統(tǒng)將彈出Layer Stack Manager（板層管理器）對(duì)話框，如【圖27】 所示。在板層管理器中，單擊Add Plane按鈕，會(huì)在當(dāng)前的PCB 板中增加一個(gè)內(nèi)層，在這時(shí)要添加兩個(gè)內(nèi)層，添加了兩個(gè)內(nèi)層的效果如【圖27】所示?！緢D 26】雙面板電路圖舉例;.【圖 27】增加兩個(gè)內(nèi)層的PCB 板添加完內(nèi)電層（電源層、地層）后，切換到內(nèi)電層，然后雙擊屏幕中間就可以設(shè)置該內(nèi)電層對(duì)應(yīng)的 NET。b. 內(nèi)層設(shè)置完畢后，將重新刪除以前的導(dǎo)線，方法是在主菜單下執(zhí)行菜單命令Tools/Un-Route/All，將以前所有的導(dǎo)線刪除。c.

11、重新布置導(dǎo)線重新布線的方法是在主菜單下執(zhí)行菜單命令 Auto Route/All 。 Protel 將對(duì)當(dāng)前 PCB 板進(jìn)行重新布線，布線結(jié)果如【圖 30】 所示?！緢D 30】多層板布線結(jié)果圖從【圖 30 】 中可以看出， 原來(lái)VCC 和 GND 的接點(diǎn)都不現(xiàn)用導(dǎo)線相連接，它們都使用過(guò)孔 與兩個(gè)內(nèi)層相連接，表現(xiàn)在PCB 圖上為使用十字符號(hào)標(biāo)注。;.4. 印刷電路板工藝設(shè)計(jì)PCB 布線工藝設(shè)計(jì)的一般原則和抗干擾措施在 PCB 設(shè)計(jì)中，布線是完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要步驟，PCB 布線有單面布線、雙面布線和多層布線。為了避免輸入端與輸出端的邊線相鄰平行而產(chǎn)生反射干擾和兩相鄰布線層互相平行產(chǎn)生寄生耦合等干擾

12、而影響線路的穩(wěn)定性，甚至在干擾嚴(yán)重時(shí)造成電路板 根本無(wú)法工作， 在PCB 布線工藝設(shè)計(jì)中一般考慮以下方面：1 考慮PCB 尺寸大小PCB 尺寸過(guò)大時(shí)，印制線條長(zhǎng)，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；尺寸過(guò)小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。應(yīng)根據(jù)具體電路需要確定PCB 尺寸。2 確定特殊元件的位置確定特殊元件的位置是 PCB 布線 工藝的一個(gè)重要方面，特殊 元件的布局應(yīng)主要注意以下方面：o 盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互離得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。o 某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免

13、放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。o 重量超過(guò) 15g 的元器件 、應(yīng)當(dāng)用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件，不宜裝在印制板上，而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上，且應(yīng)考慮散熱問(wèn)題。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。o 對(duì)于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。 若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在 印制板 上便于調(diào)節(jié)的地方； 若是機(jī)外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。應(yīng)留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。3 布局方式采用交互式布局和自動(dòng)布局相結(jié)合的布局方式。布局的方式有兩種： 自動(dòng)布局及交互式布局，在自動(dòng)布線之

14、前， 可以用交互式預(yù)先對(duì)要求比較嚴(yán)格的線進(jìn)行布局，完成對(duì)特殊 元件 的布局以后，對(duì)全部元件進(jìn)行布局，主要遵循以下原則：o 按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。o 以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在 PCB 上。盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。o 在高頻下工作的電路， 要考慮 元器件 之間的分布參數(shù)。 一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀，而且裝焊容易，易于批量生產(chǎn)。o 位于 電路板 邊緣的元器件，離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長(zhǎng)寬比為 3:2 或

15、4:3 。電路板面尺寸大于 200 × 150mm 時(shí)，應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。4 電源和接地線處理的基本原則由于電源、 地線的考慮不周到而引起的干擾， 會(huì)使產(chǎn)品的性能下降， 對(duì)電源和地的 布線采取一些措施降低電源和地線產(chǎn)生的噪聲干擾，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。方法有如下幾種：o 電源、地線之間加上去耦電容。單單一個(gè)電源層并不能降低噪聲，因?yàn)?，如果不考慮電流分配， 所有系統(tǒng)都可以產(chǎn)生噪聲并引起問(wèn)題， 這樣額外的濾波是需要的。 通常在電源輸入的地方放置一個(gè) 1 10F 的旁路電容，在每一個(gè) 元器件 的電源腳和地線腳之間放置一個(gè) 0.01 0.1 的F電容。旁路電容起著濾波器的作用，放置在板

16、上電源和地之間的大電容（ 10F ）是為了濾除板上產(chǎn)生的低頻噪聲（如50/60Hz的工頻噪聲）。板上工作的元器件產(chǎn)生的噪聲通常在100MHz或更高的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生諧振，所以放置在每一個(gè)元器件的;.電源腳和地線腳之間的旁路電容一般較小 （約 0.1 F ）。最好是將電容放在板子的另一面，直接在 元件的正下方，如果是表面貼片的電容則更好。o 盡量加寬電源、 地線寬度， 最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是： 地線>電源線>信號(hào)線，通常信號(hào)線寬為：0.2 0 .3mm，最細(xì)寬度可達(dá)0.05 0 .07mm，電源線為1.2 2 .5mm ，用大面積銅層作地線用，在 印制板 上把沒(méi)被用上的地方

17、都與地相連接作為地線用。做成多層板，電源，地線各占用一層。o 依據(jù)數(shù)字地與模擬地分開(kāi)的原則。若線路板上既有數(shù)字邏輯電路和又有模擬線性是中，應(yīng)使它們盡量分開(kāi)。 低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，實(shí)際布線有困難時(shí)可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。 高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地，地線應(yīng)短而粗， 高頻 元件周?chē)M量用柵格狀大面積地箔，保證接地線構(gòu)成閉環(huán)路。5.導(dǎo)線設(shè)計(jì)的基本原則導(dǎo)線設(shè)計(jì)不能一概用一種模式，不同的地方以及不同的功能的線應(yīng)該用不同的方式來(lái)布線。應(yīng)該注意以下兩點(diǎn)：o 印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔， 否則，長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí)易發(fā)生銅箔膨脹和脫

18、落現(xiàn)象。 必須用大面積銅箔時(shí)，最好用柵格狀，這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。o 焊盤(pán)中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤(pán)太大易形成虛焊。焊盤(pán)外徑（D ）一般不小于（d+1.2） mm，其中d 為引線孔徑。對(duì)高密度的數(shù)字電路，焊盤(pán)最小直徑可?。?d+1.0 ） mm 。6.差分布線1、在規(guī)則對(duì)話框中找到差分對(duì)約束管理，下圖所示，并跟據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置值。;.2、 打開(kāi) PCB 面板，察看 / 工作面板 /pcb/pcb 即可打開(kāi)那個(gè)面板，在左側(cè)如下圖所示，點(diǎn)擊添加按建。;.設(shè)置差分的正負(fù)網(wǎng)絡(luò)如上圖所示，即建立了一對(duì)差分對(duì)，名稱(chēng)為usb1 。最后一步就是“放置 / 差分對(duì)布置 ”

19、然后畫(huà) USB1中的其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)就會(huì)自動(dòng)兩跟線走在一起了。 此時(shí)， 用鼠標(biāo)在差分網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)相鄰的焊盤(pán)上點(diǎn)擊一下，然后移動(dòng)鼠標(biāo)，就會(huì)看到對(duì)應(yīng)的另一跟線也會(huì)伴隨著一起平行的走線，同時(shí)按下Ctrl +Shift并且轉(zhuǎn)動(dòng)鼠標(biāo)的滾輪，就可以?xún)筛€同時(shí)換層。（ 差分線：差分信號(hào)就是驅(qū)動(dòng)器端發(fā)送兩個(gè)等值、反相的信號(hào)，接收端通過(guò)比較這兩個(gè)電壓的差值來(lái)判斷邏輯狀態(tài)“0”還是“ 1”。而承載差分信號(hào)的那一對(duì)走線就稱(chēng)為差分走線。差分信號(hào)， 有些也稱(chēng)差動(dòng)信號(hào)， 用兩根完全一樣， 極性相反的信號(hào)傳輸一路數(shù)據(jù)，依靠?jī)筛盘?hào)電平差進(jìn)行判決。為了保證兩根信號(hào)完全一致，在布線時(shí)要保持并行，線寬、 線間距保持不變。 ）7.阻抗布

20、線功能Altium Designer 6提供了阻抗布線功能。阻抗布線功能在DesignRules里面的width規(guī)則里設(shè)置。見(jiàn)下圖，比如我們要布阻抗為50?的走線。我們?cè)贑har acteristi c ImpedanceDriven（典型的阻抗驅(qū)動(dòng)寬度）前面的方框內(nèi)打勾，然后把最大、最小和最優(yōu)阻抗都設(shè)置為50? 。同 width 規(guī)則設(shè)置相同， 你也可以單獨(dú)為某條網(wǎng)絡(luò)、 某個(gè)網(wǎng)絡(luò)組、 某層的走線或者 Quarry 語(yǔ)言選定的走線等設(shè)置阻抗布線。;.8.布總線 (多路布線 )功能總線布線功能Altium Designer 6提供了總線布線功能，提高布線效率。總線布線可以由元器件的焊盤(pán)開(kāi)始，也可

21、以有中間已布的線段開(kāi)始?？偩€布線的根數(shù)是任意的。具體操作是：1、 Shift +鼠標(biāo)左鍵選擇需要一起布線的焊盤(pán)（或者線段）；2、 選擇菜單 PlaceMul tiple T r aces ， 或者快捷鍵 “ P”啟動(dòng)布線； 按照單根走線方式完成布線。3、點(diǎn)擊 “ T ab鍵”來(lái)設(shè)定2 根走線中心的距離。4、 另一個(gè)增強(qiáng)的智能拖動(dòng)功能是在拖動(dòng)時(shí)考慮捕捉柵格。按 Shift+R可以在三中模式間切換：忽慮障礙，避免障礙，避免障礙（捕捉柵格）;.制板的工藝流程和基本概念為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)PCB ，有必要了解一下單面、雙面和多面板的制作工藝，以加深對(duì)PCB 的了解。1 單面印制板單面印制板實(shí)用于簡(jiǎn)單的電路制作

22、，其工藝流程發(fā)下：?jiǎn)蚊娓层~板 下料 刷洗、干燥 網(wǎng)印線路抗蝕刻圖形 固化 檢查、修板 蝕刻銅 去抗蝕印料、干燥 鉆網(wǎng)印及沖壓定位孔 刷洗、干燥 網(wǎng)印阻焊圖形（常用綠油）、UV 固化 網(wǎng)印字符標(biāo)注圖形、UV 固化 預(yù)熱、 沖孔及外形 電氣開(kāi)、短路測(cè)試 刷洗、干燥 預(yù)涂助焊防氧化劑（干燥） 檢驗(yàn)、包裝 成品。2 雙面印板雙面印板適用于比較復(fù)雜的電路，是最常見(jiàn)的印刷 電路板 。近年來(lái)制造雙面金屬 印制板 的典型工藝 是圖形點(diǎn)電鍍法和SMOBC （圖形電鍍法再退鉛錫）法。在某些特定場(chǎng)合也有使用工藝導(dǎo)線法的。 圖形點(diǎn)電鍍工藝圖形點(diǎn) 電鍍工藝流程如下：覆箔板 下料 沖鉆基準(zhǔn)孔 數(shù)控鉆孔 檢驗(yàn) 去毛刺 化學(xué)鍍薄銅 電鍍薄銅 檢驗(yàn) 刷板 貼膜（或網(wǎng)印） 曝光顯影 （或固化） 檢驗(yàn)修板 圖形電鍍 去膜 蝕刻 檢驗(yàn)修板 插頭鍍鎳鍍金 熱熔清洗 電氣通斷檢測(cè) 清潔處理 網(wǎng)印阻焊圖形 固化 網(wǎng)印標(biāo)記符號(hào)固化外形加工 清洗干燥檢驗(yàn)包裝成品。SMOBC （圖形電鍍法再退鉛錫）工藝制造 SMOBC 板的方法很多，有標(biāo)準(zhǔn)圖形電鍍減去法再退鉛