服务于设计项目转移的PCB板准备工作

这篇文章介绍了如何准备新的PCB文件，以便从原理图编辑器中转移设计项目。文章内容包括定义板框外形、设置绘图图纸、创建图层、定义 禁止布线要求以及设置坐标。

创建并修改板框外形

主要文章： 板 框外形

默 认的6"x4"PCB板是10个千分之一寸的栅格，10倍精细/粗略坐标精度。

PCB原理图编辑器中的板框外形（Board Shape）定义了板子的边界、或者说范围。板框外形（Board Shape）也可以说是PCB板轮廓（Board Outlines），它本质上是一个闭合的多边形。当用户新创建一个PCB板文件时，PCB板是一个黑色的区域，区域内有可见的坐标线（假定在当前水平线 上坐标线足够粗并可见）。

在以下情况下，需在Altium Designer中使用板框外形:

• 将一块PCB板分成多个PCB板区域时；
• 在柔性板区域放置弯曲线路时；
• 为撤回层边缘，定义电源层边界时；
• 拆分电源层时；
• 将设计项目数据输出到其他工具中，计算PCB板边缘时；

创建的新PCB板文件默认大小为6000x4000千分之一寸。有很多种方法可以调整板大小或重新定义板形状。使用PCB模板或PCB 板向导创建的 PCB文件已经设置了正确的大小。不论最终PCB板是由什么组成的（单层刚性板或多层刚柔结合板），PCB板外部的总体形状是参考板框外形（Board Shape）的。

重新定义板框外形：

• 手动：通过重新定义形状或移除已存在的PCB板顶点（角）。切换至 PCB板订制模式（Board Planning Mode）（浏览 »PCB板订制模式 View »Board Planning Mode），接着使用设计（Design） 菜单中的指令。
• 从选中的对象中重新定义：针对的是机械层中PCB板的形状修改。若 PCB板的形状是作为一个DWG/DXF文件，并从MCAD工具中导入得到的，可使用此方法。切换至2D布线模式（2D Layout Mode）（浏览»2D布线模式 View » 2D Layout Mode），接着选 择设计»板框外形»从选中对象中定义（Design » Board Shape » Define from Selected Objects）指令。
• 从3D模型中重新定义：当空白的PCB板是从MCAD工具中导入得 到，并作为一个STEP模型，调用至Altium Designer 3D模型对象中（放置»3D模型 Place » 3D Body）时，可使用此方法。切换至3D布线模式（浏览»3D布线模式 View »3D Layout Mode），然后使用子菜单中的设计»板框外形（Design » Board Shape）指令，以选择PCB板的形状。

导入轮廓以供板框外形使用

当 导入DXF/DWG数据时，需确保正确设置了比例、默认线宽、层映射。

用户可设置板框外形与由一系列对象定义的形状一致，这些对象来自于任何一个PCB编辑器机械层。若将此项功能与另一项功能：从机械 CAD封装导入DWG或DXF数据配合使用，可以将板框外形参数要求从机械CAD域转移至Altium Designer中。

将DXF/DWG文件导入至新建的PCB文件中：

1. 选择文件»新建»PCB（File » New » PCB）。
2. 新的空白PCB文件将打开。黑色区域表示当前的板框外形。在导入新板形前，应按照以下要求设置，以便达到用户设计项目和导入板形 的要求：
   • 单元：设计»PCB板选项（Design » Board Options） 
   • 网格：视图»网格»网格管理器（View » Grids » Grid Manager）
   • 原点：编辑»原点»设置（Edit » Origin » Set），然后在图上点击位置以定义原点位置。这样设置可以与在内部轮廓内的原点位置一致。
3. 现在，将板框外形作为.DXF或.DWG文件导入。支持从AutoCAD 2.5到 2013所有版本的DXF/DWG数据。请注意，导入的板框外形必须是闭合形状，其内部的形状规格不能自动生成（但可在稍后导入对象时定义）。
4. 选择文件 » 导入（File » Import）打开导入文件对话框，在对话框的右下角选择AutoCAD的文件类型（File Type）（*.DXF, *DWG）,浏览找到所需文件。
5. 若点击打开（Open） 按钮，从AutoCAD中导入（Import from AutoCAD）对话框将打开，如下图所示。
6. 按要求设置比例、默认线宽、层映射，然后点击确认（OK）。
7. 每个DXF/DWG对象都会被映射到Altium Designer对象中，并且在工作区内显示。下图显示了从一个DWG文件中得到的，在Altium Designer中被选中的一系列角和线对象。

将 被选择的角和线对象导入。

现在这是一个机械层中定义的封闭边界，可以用它定义板框外形。

从选中的对象中定义板框外形

如上所述，一旦定义了一个线和/或弧对象的封闭边界，这些对象就可以用来创建板框外形，如下图所示。

从以下对象中定义板框外形：

1. 将浏览模式设置成2D布线模式（2D Layout Mode ）(浏览菜单 View menu)。
2. 点击编辑»选择»整层对象（Edit » Select » All on Layer） 指令可选择对象，如下图所示。
3. 运行设计»板框外形 »从选择对象中定义（Design » Board Shape » Define from selected objects）指令，板框外形将根据选择的对象重新定义并且显示更新后的板 形。

从3D模型中定义板框外形

此功能可以基于导入的3D STEP模型表面（面）重新定义板框外形。使用它可以快速创建一个复杂的板形，并将电子设计区域与机械设计区域整合在一起。此过程需两步：第一，导入 STEP模型；第二，从STEP模型中选择所需的外形。

操作步骤如下：

1. 切换至浏览»3D布线模式（ View » 3D Layout Mode）。
2. 放置3D模型（放置»3D模型Place » 3D Body）以 导入STEP模型(.step or .stp)，然后在3D模型对话框中开启STEP类模型（Generic STEP Model）选项，随后使用嵌入（Embed）或连接（Link） 图标导入所需的STEP模型。需注意，一旦板框外形被重新定义后，此STEP模型就会消失。
3. 选择设计»板框外形»从3D模型中定义（Design » Board Shape » Define from 3D body）。
4. 状态栏将弹出选择一个3D模型（Pick a 3D body）， 点击以选择导入的3D模型。
5. 光标会变成十字准线，状态栏将弹出选择面（Choose Face）， 当用户将光标在每一面上移动时，面的轮廓会突出显示，点击以选择正确的一面。
6. 将弹出成功生成板轮廓（Board Outline Creation Successful） 对话框，用户选择选项以决定在新定义的板框外形的何处放置导入的3D模型。若用户计划删除STEP模型，则可忽略这些对话框，否则需按要求设置选项。需注 意，若用户保持STEP模型嵌入或连接到PCB文件中，每当STEP文件被修改时都会提示用户。有时用户需要更新板形，如果板形正在开发过程中并需要更 新，这便是一个非常方便的功能。

从 导入的STEP模型中定义板框外形

修改或重新定义板框外形

在板形设计模式中，用户可以通过移动顶点或彻底重画（重定义）的方式来修改板框外形。如欲了解更多信息，请参阅板框外形。

使用跳转定位的方式重新定义板框外形

为精确定义板形，需要基于一系列的尺寸信息，用户可使用跳转定位（Jump Location）快捷键取代鼠标操作。操作方法如下：

1. 将PCB板的左下角定义成原点（编辑»原点»放置 Edit » Origin » Set）
2. 选择设计»板框外形»定义板框外形（Design » Board Shape » Redefine Board Shape）并且释放鼠标。
3. 按J键将弹出跳转定位（Jump）子菜单，随后按O键可跳转至定义 的原点处。按回车（ENTER）键定义新板框外形的的第一个角。
4. 按J、L键将显示跳转定位（Jump to Location）对话框。此时，X轴位置区域将被激活,所以只要输入（无需鼠标）板上下一个拐角的位置即可。
5. 在跳转定位（Jump to Location）对话框中按Tab键 将切换到Y轴位置区域激活状态，并键入恰当的Y坐标值。
6. 按回车（Enter）键确认数值并关闭对话框。光标将出现在正确的 位置。无需使用鼠标：只需再次按回车（Enter）键就可定义这些拐角。
7. 再次按J，L键打开跳转定位（Jump to Location）对话框，输入下一个拐角的X轴数值，按Tab键， 再输入相应的Y轴数值，按回车（Enter）键确认数值，再次按回车（Enter） 键定义此拐角。
8. 重复以上过程直到所有的拐角定义完成，完成后将回到0，0原点。同样，无需使用鼠标只需按回车（Enter） 键。

使用PCB图纸

PCB图纸是一项在2D布线模式（2D Layout Mode）中显示 印刷页的特殊绘图功能。图纸并不是一个设计对象，而是一种呈现方式，以配合在机械层的对象使用。下图中，在机械层16中绘制了一个网格参数，并且在浏览配 置对话框中显示了相关联的图纸。由于此图纸与网格参数关联并且根据关联层自动更改尺寸（Auto-size to linked layer）状态开启（PCB板选项对话框中），因此，可使用设计 »板框外形 »自动定位图纸（Design » Board Shape » Autoposition Sheet）指令或浏览 »与图纸匹配（View » Fit Sheet）指令，也可以自动根据图纸精确包围机械层上的对象。此功能便于以打印预览的方式专业地呈现PCB 板。

当新建PCB文件时，系统将自动创建一个默认大小为1000x8000千分之一寸的默认图纸。起初，图纸不会显示，但当PCB板选项对 话框在工作区 设计项目对象后面以白色形状弹出时，图纸将出现。Altium Desinger\模板子文件夹包括了许多PCB模板文件，其中包含了针对不同图纸大小的图纸边界，打开适当大小的模板并且复制相关机械层的内容到用户当 前的PCB设计项目中。

以 上图纸与机械层16的内容相关联，便于以打印预览的方式专业地呈现PCB板。

根据相关机械层内容不仅可以自动定义图纸大小，也可使用PCB板选项对话框中的图纸位置（Sheet Position）选项手动定义图纸大小与位置。或者，若相关机械层内容被修改时，可使用浏览»与图纸匹配（ View » Fit Sheet）指令或设计»板框外形»自动更改图纸位置（Design » Board Shape » Auto-Position Sheet）指令，以自动匹配更改图纸大小。

在 板选项对话框中设置图纸的显示

设置图纸的显示

在PCB编辑器中设置图纸可见：

• 选择设计»PCB板选项（Design » Board Options） 打开PCB板选项对话框，接着开启在图纸位置中显示图纸选项（Display Sheet option in the Sheet Position）部分。通过关闭显示图纸（Display Sheet） 选项可以随时隐藏图纸。所有相关的机械层也可被隐藏。
• 在浏览配置（设计»PCB板图层与颜色Design » Board Layers & Colors）对话框中可以更改图纸颜色，在对话框中的系统色彩（System Colors）部分为图纸区域颜色（Sheet Area Color） 和图纸边框颜色（Sheet Line Color ）选择一个新颜色。

禁止布线

根 据板框外形和板子规格定义保留边界。

用户不仅需要定义板框外形，还需要在板边缘周围定义放置与线路边界。由禁止布线层的放置对象可以完成此项操作。放置在这一层的对象为元 件和线路定义 了禁止交叉的边界。尤其当用户需要一个对象，比如元件和线路，此对象要与板边缘保持一定距离时，可设置适当的线路与元件放置设计规则来调整这段距离。用户 同样可以为机械层对象，如螺钉头，定义其它线路与元件保留区或定义其他更多要求。

定义所有层为禁止布线层

通过在禁止布线层放置任何标准设计对象，如线、弧、填充和区域，可以定义禁止布线边缘。在禁止布线层上的对象可在所有信号层上生成禁止 布线区域。

定义禁止布线边界，可使用以下方法：

1. 在禁止布线层手动放置所需对象。
2. 若对象形状已经在另一层上存在，如机械层，可使用选择（Select） 子菜单中的适当指令选择所需的对象，切换到禁止布线层，然后使用编辑»粘贴特殊(Edit » Paste Special) 指令将剪贴板上的内容粘贴至当前图层中。
3. 运行设计»板框外形从板框外形中新建基元（ Design » Board Shape » Create Primitives From Board Shape）指令（2D布线模式），可以根据板框外形新建一 个禁止布线边界。来自板框外形对话框的线/弧基元将显示，设置禁止布线对象宽度（Width） 和禁止布线层（Layer），然后点击确认；创建禁止布线边界需注意，对话框中的其他选项： 包含挖空区域（Include Cutouts）可应用于在板挖空区域周围创建禁止布线范围 （若挖空部分周围的多边形需敷铜，此选项则尤为重要）。当用户需在板周围定义可轧的（mill-able） 布线路径，布线工具轮廓（Route Tool Outline）选项将提供许多便利。这些 通常是在机械层上完成的，并可在PCB板选项框的布线工具路径（Route Tool Path） 选项中设置此图层，可以以3D布线模式呈现跟踪布线情况。

定义某一特殊层为禁止布线层

用户也可在任何一个敷铜层上定义某一特殊层为禁止布线层。按以下步骤：

1. 点击图层标签选择所需图层。
2. 通过放置特殊层禁止布线对象（放置»禁止布线Place » Keepout 子菜单）可定义边界或禁止布线区域。特殊层禁止布线区域是禁止布线属性开启的标准对象。它们与图层的颜色一致，且有用颜色标注了禁止布线边界。需注意，特 殊层禁止布线对象不存在于Gerber或ODB++输出文件中。

建立PCB工作区

现在用户已完成了板框外形的创建、设置图纸和定义禁止布线区域边界，下一步就是建立工作区，包括：网格、图层和设计规则。

网格

相关文章： PCB中的网格管理器

用户在板上放置任何元件前，需要确保已经定义了一个合适的坐标。Altium Designer支持用户定义多个坐标，可以是笛卡尔坐标系（矩形）或极坐标（星形）。坐标在网格管理器中定义且按优先级排列，拥有最高优先级的坐标在当 前光标位置下作为当前或活跃坐标。坐标既可以被限制到仅与原件对象关联，或者仅与其他所有类型对象关联。

需记住，因为所有放置在PCB编辑器中的对象都需与当前或选中的坐标对齐，所以坐标需始终正确定义。例如，放置坐标需要与用户将使用的 布线技术（宽度/间距）相匹配。

定义或修改坐标：

1. 点击工作区右下方的捕捉（Snap）图标（如上图所示），并从菜单 中选择坐标以打开网格管理器对话框。
2. 对话框中将列出应用于全局电路板捕捉栅格（Global Board Snap Grid） 默认设置，双击可以设置，或点击菜单（Menu）图标添加新的坐标。
3. 按控制（Ctrl）+G键可在操作过程中编辑当前坐标。
4. 如欲了解更多相关功能，如向导与对象捕捉功能，请参阅资料：统 一的光标捕获系统（PCB）。

在 层堆栈管理器中定义设计层

相关资料： PCB层堆栈 管理

在PCB编辑器中有以下三种层类型：

• 电气层：包括32个信号层和32电源层。可以在层堆栈管理器对话框 中（设计»层堆栈管理器Design » Layer Stack Manager）添加或 移除项目中的电气层。
• 机械层： 包括32个通用机械层，用以定义板轮廓、放置尺寸、制造信息或任何其他设计项目所需的机械细节信息。这些机械层可被有选择性地生成在印刷或Gerber格 式的输出结果中。在浏览配置对话框中，用户可以添加、移除、命名机械层。用户可使用自己创建的任何视图作为浏览配置参数，并且可以多次使用。打开只显示启 用中的机械层（Only show enabled mechanical layers） 选项，可以限制列表只列出启用中的图层。开启机械层之后才可以使用它。在开启（Enable） 栏目中开启复选框，使某个机械层成为当前PCB设计项目的一部分。若要编辑机械层名称，只需点击选择此机械层，然后按F2键 进行编辑。显示（Show）对话框可以调整机械层的透明度。使用单层模式（按SHIFT+S键 可切换开启或关闭）时，在单层显示模式（Display In Single Layer Mode） 选项可以显示图层。开启连接至图纸（Linked To Sheet）选项，可将机械层与 PCB层图纸对象关联。若显示图纸（Display Sheet）选项（PCB板选项框）关 闭时，关联的机械层会隐藏不显示。当板框外形子菜单的自动更改图纸位置选项开启时，此功能也可以决定图纸的边界。
• 特殊层：包括丝印层的上层下层、阻焊层与助焊层、禁止布线层（用以 定义电气区域边界）、多层（服务于多层焊板与过孔）和钻孔位置层（钻孔向导与钻孔制图）。
• 系统层：包括连接层、DRC误差层、坐标层、孔层和工作区层。事实 上，这并不是真正意义上的可以放置设计对象的实体图层，但把它们设想成图层可以便于理解，因为同样可以在浏览配置中设置它们的可见度和颜色。

所有这些设计层都是制造过程的组成部分，包括：敷铜层、掩膜/复面层、覆盖层（在层堆栈管理器中设置）。层堆栈管理器不仅可以添加/移 除图层，还可以定义额外的层堆栈。此项定义多个堆栈的功能是刚柔结合板设计的 核心要求。 

添加、编辑或移除设计制造层：

1. 选择设计»层堆栈管理器（Design » Layer Stack Manager）[快 捷键：D,K],打开层堆栈管理器对话框。
2. 选择已存在的图层并点击添加图层（Add Layer）图标可将新 建图层按要求添加到设计项目中。新图层将被添加到当前选中图层的下一层。一旦完成图层添加，使用上移（Move Up） 或下移（Move Down）图标设置层堆栈。
3. 编辑图层属性，可双击相应的小格编辑相应区域。比如应用于信号完整性分析的敷铜厚度和绝缘性，这样的图层属性在图层堆栈表中可找到 Layer Stack Table.
4. 层 叠格式指的是层堆栈中独立层个体的叠放次序。列表包含了四种层叠格式：图层对、内部图层对、建立与定制。改变层叠格式就是改变核心层与预浸料层在层堆栈中 的叠放方式。在对话框右上方的下拉列表中选择用户偏爱的层叠格式。若需使用盲埋孔，或需要展示设计项目信号完整性分析的细节信息，那么定义层叠格式是十分 重要的。若用户需使用盲埋孔，则应点击钻孔对（ Drill Pairs）图标以定义许可 的钻孔对。需注意，用户需要为每个已定义的层堆栈定义钻孔对。
5. 点击确认（OK）关闭对话框。

层 堆栈管理器，显示了3个堆栈和为刚柔结合板设计所需的图层。

设置机械层和其他非电气层

在浏览配置框（设计»板层与颜色Design » Board Layers and Colors， 或按L快捷方式）中可设置所有其他层，如下图所示。需注意，根据工作区当前处于2D布线模式或3D布线模式（2D Layout Mode or 3D Layout Mode）（浏览菜单），浏览配置对话框的显示方式将改变。在两种模 式下对话框都由两部分组成，在左边部分用户可选择、创建或设置一个浏览配置，右边部分用户可以定义各种显示特效。浏览配置是对话框右边所有可更改设置的快 照，用户可根据要求设置、保存和载入。

2D布线模式

在2D布线模式中，浏览配置框右边的主要部分以设置和开启特殊层和系统层。此部分包含标签，可以通过它在显示/隐藏（Show/Hide） 标签中设置每一个对象类型的显示方式（全显示、草稿或隐藏）；在浏览选项（View Options） 标签中设置各种显示特效；在透明度（Transparency）标签中设置透明度。需注意， 在参数配置框中的PCB编辑器-显示（PCB Editor - Display ）页面中设置也会影响对象透明度效果。

在2D 布线模式中浏览设计项目时的浏览配置框。

3D布线模式

若工作区处于3D模式，浏览配置框将如下图一样被打开。对话框右边部分包含的选项可以设置PCB板在3D模式下如何显示。

在3D 布线模式中浏览设计项目时，浏览配置框如上图。

Altium Desinger的3D布线模式可以将完成的PCB板以真实的3维方式呈现。若元件封装包含3D模式对象来呈现已安装好的元件，并且有了3维间隙校对支 持，用户将得到板子精确的显示。用户甚至可以将产品附件作为STEP元件导入，并使板与之匹配。若添加了3D鼠标后，例如空间导航 （SpaceNavigator）到用户的电脑中，用户可以浏览、旋转并检查载入的板子，就如同在手中操作PCB板一样。

在2D 和3D布线两种模式下的同一个设计项目。在3D模式中，板子被放置在低于盒子一半的高度处。

建立设计规则

相关文章： 设计规则

准备空白PCB工作区的最后一步是建立设计规则。Altium Designer是一个规则导向型的设计环境，并拥有着灵活、强大的实时设计规则检查系统。不同于以基元到基元为基础的设置设计要求，用户可以通过编写规 则询问定位规则，尤其针对那些规则需要定位的对象。例如，当用户需要在一个网络类中定义所有网络的路线宽度时，或为个别元件定义助焊层要求时，又或者需要 在放置了一系列特殊网络的层上布线时。规则是分等级的，因此用户可以定义多个规则，只要适当地将优先级高的规则设置在优先级低的规则之上即可。

在PCB规则和限制编辑器对话框（设计»规则 Design » Rules） 中定义设计规则。

创 建设计要求并将其设置为设计规则，此对话框显示了为此PCB板定义的所有规则。

上 例是双差分线的布线规则，可以广范围搜索所有接触到特殊区域的双差分线。此规则可设置在BGA封装下的宽度/间隙比板空白部分的宽度/间隙更窄/更近，特 别应用于一个优先级较低的规则。

其他有关设计规则的重要信息

• 用户可以从头手动定义规则，也可以使用设计规则向导（Design Rule Wizard） （设计»规则向导 Design » Rule Wizard）创建规则。用户也可以使用 Query生成器（Query Builder），可以在每一个设计规则的定义区域找到图标 打开Query生成器。
• 设计规则创建得越早，它带来的价值就越大。不仅仅是因为一旦设计违反规则，联网数据记录控制（DRC）（在工具»设计规则校对Tools » Design Rules Check）就会立刻标记，同时在其他许多情况下，用户能够在第一时间避免违反设计规则。
• 有关建立设计规则的更多信息，请参阅资料建立设计规 则。欲了解更多有关违反规则的信息，请参阅查询违反（Interrogating Violations）。

准备好将原理图转移至PCB文件中了吗？

在将原理图信息从原理图文件转移到新PCB文件中之前，需确认：

• PCB文件是与原理图相同的.PrjPCB工程的一部分。
• 包含所需PCB封装的器件库必须可用。有关所用元器件库的更多信息，请参阅元 件、模型和库概念。
• 工程会在原理图编辑器中编译（工程»编译工程 Project » Compile Project），原理图中的任何错误都会被更正。

从原理图中将设计项目转移至PCB板中，需运行设计»更新PCB文件（Design » Update PCB Document）指令。将生成一系列工程变更指令，并将原理图信息转移到目标PCB文件中。有关更新PCB的更 多信息，请参阅教程-从PCB工程设计起步。