Altium Designer:从零开始的电路板制作攻略

第一次写博客，有不足之处还请大佬指出
演示Altium Designer版本为20.2.2，以STM32f103C8T6最小系统板为例

创建项目

选择本地目录保存项目，自定义名称。
创建完项目后，我们还需要创建相应的原理图和pcb放入项目中

注意，此时新建的文件还没有真正存在项目中，需要手动保存选择项目位置保存

原理图的制作

原理图库的运用

库是画原理图必备的应用，Altium Designer自带的库中存有一定量的元器件封装。可通过添加库操作获得本地下载的元器件封装，方便取用，具体操作如下：
打开库（Components)

选择安装，找到封装库的位置，批量选择后选择“打开”
关闭窗口，库就存好了

调用元器件库的操作也很简单，以取用STM32f103C8T6芯片为例：
先找到元器件对应的库，然后在当中找到要使用的元器件

单击可看到该元器件的原理图
注意！部分元器件由多部分组成，在调用时需要把把各个部分分别调用

双击或直接拖动可以把元器件图放入原理图中

元器件属性的修改和网络标签的使用

我们从库中得到的元器件是一个模板元器件，名称、内容都需要我们自行更改
双击元器件打开属性
Designator–元件号，用于在PCB板上辨认位置
Comment–注释，指元器件的规格，调用的情况下不做更改

网络标签是PCB板制作过程中最重要的一环，决定了整个电路的导通，和功能实现
我们在线中找到网络标签，然后将标签放置在引脚边上（对于较短的引脚，可以用线将其延长），并对网络标签重命名，用于为不同的电路创建网络，命名内容视实现的功能而定

如何自己设计元器件封装

导入的库总是存在一定的局限性，随着做板子的经历增加，总会需要导入自己制作的元器件封装。
封装的元器件需要制作原理图和对应的模型。3d的模型可以通过嘉立创商城或其他网站进行下载导用，而2d的模型则需要新建PCB元件库，在库中进行编辑。同理，元器件的原理图也需要新建原理图库进行制作
制作pcb库，首先要放置需要用到的焊盘。选择并放置焊盘，对焊盘的大小和形状进行定义。
之后对焊盘进行填充，此时需要注意焊盘和填充区域都要在Top Layer/Bottom Layer层进行编辑

完成填充后，将多余的填充区域去除，在Top Overlay层用线勾出元器件形状
然后在PCB Library中对该元器件进行重命名。同时，在库中选择Add，可以给元器件库添加新的元器件
原理图库的制作也比较方便：选用矩形确定形状，用引脚在合适的地方连接矩形，对引脚的属性进行定义
Designator–元件号，用于和pcb库中的模型对应
Name–引脚名，用于注明引脚的作用
原理图库和PCB库完成后，我们还需要将他们联系在一起：在原理图库下方的Editor中选择Add Footprint,通过直接输入名称或者在库路径中找到PCB库的位置，确定即可将原理图库和PCB库联系在一起

完成上述操作后，我们就可以在库中对自己封装的元器件进行调用了

制作原理图会遇到的问题及解决方法

1.操作经验少，制作速度慢，做出来效果差
解决方法：利用好快捷键和便捷工具栏

制作原理图所需要用到的基本上都集成在这里了
右键上方的黑色区域选择Customize—网络，可以自定义在原理图使用的快捷键

2.出现波浪红线（报错）
解决方法：问题在于元器件重名或者网络标签缺失，排查同时出现波浪线的地方，对元器件名进行更改以及检查网络标签是否有缺失，进行补充

以这个micro-USB区块为例，在电阻处出现了波浪线，可发现是由上下两个电阻重名引发的，修改电阻的名称即可解决。
在正确绘制原理图后，我们可以通过分区块放置以及用线（注意应用画图的线而不是连接元器件的线）分隔完善原理图的布局
3.如何确认各个元器件采用哪种元器件封装
选择报告—Bill of Materials即可在Footprint列进行查看
如要修改，则需要在原理图中选择相应元器件在属性中进行更改

完成一系列操作后，一份原理图就完成了

完成原理图后导入PCB

完成了第一部分后，我们就要向第二部分发起进攻了。保存完成的原理图，确认之前创建的原理图和PCB都保存在项目中之后，选择设计—Update把原理图转化为PCB图

在弹出的界面中选择验证变更，无报错后选择执行变更（注意：若此步出现报错，则可通过报错内容检查对应区块出现的错误进行排除）

成功执行变更后，就能得到这样的效果

PCB的制作

元器件的布局

终于到了制作PCB板的时候了，首先要做的是把元器件尽可能合理的布局在PCB板上。根据PCB板的用途而初步决定PCB板的大小，把网络标签最多最复杂的芯片首先布局
在原理图中框选一个区块，可以在PCB图中把这个区块对应的元器件同时拖动，尽量把同一个区域的元器件放在一个位置，这样可以大大降低之后布线的难度

由于我们最常用的是双面板，我们可以通过属性将元器件的层改为Bottom Layer来把元器件放到反面。更常用的，我们可以选择一批要放到背面的元器件，选择编辑—移动—翻转选择来改变元器件所在的层

按shift多选元器件，右键对齐可以让布局更加合理（也可通过更改坐标达到效果）

通过双击在右侧属性中更改旋转方向，也可通过设置中修改旋转角度实现更精准的旋转
同样的，可以在Customize中给PCB制作过程设一系列快捷键方便操作，途径同上，不再赘述

规则的制定

此时我们发现拖进来的芯片各个焊盘之间出现大量绿点，这是违反规则的意思，所以我们需要通过制定规则来避免这一问题
打开设计—规则

比较需要用到的是当中的Clearance(线间距)和Width（线宽）


根据打板厂家的要求更改规则，例如嘉立创的最小加工要求为双面板线间距0.1mm以上，约5mil，故设成6mil就可以避免了

可以看到在更改规则后，绿点就没有了

交互式布线

在完成了布局后，应该会得到这样的情况

可以看到有众多的白线连接着整块PCB板的各处，这些白线其实就代表着各不相同的网络，而我们下一步要做的就是通过交互式布线（在便捷工具栏中）将白线代替掉
在连线过程中，最好先隐藏网络线和地线，优先连接功能模块，因为网络线和地线需要连的内容较长，放在最后可以降低连线难度

点击相应的网络即可隐藏，显示方法相同

打孔

连线的过程就好比连连看，比较轻松有趣。但不同的是，当我们遇到两条白线相交时，绕开并不是一个很好的选择，更多时候我们会用到打孔把导线导到反面通过交叉区域

此时，网络SWCLK的两个焊盘的白线被已经连接完毕的其他网络阻挡了直连的路，我们在阻挡部分的两端各放置一个过孔（便捷工具栏），修改过孔的尺寸，一般设为外径20mil,内径10mil就可以了

在下方层选择中到Bottom Layer层，再用交互式布线，我们会发现，布出的线变成了蓝色，这指把这部分的线布在了反面。用蓝线连接两端的过孔就完成了连线

最后出来就是这样的（可以通过数字键2,3切换视图模式）

可以发现我的板上还有个别白线还空着没连，白线全部属于GND网络。至于为什么会留下一部分我等下就会提到

板子形状的确定

接下来要做的是确定PCB板的形状
切换到Mechanicalcl 1层，用线（注意是画图用线不是交互式布线）围出板子的形状

完成后，选择设计—板子形状—按照选择对象定义，点确认就可以完成切割

完成切割后的PCB板：

铺铜的有效利用

万事具备，只欠铺铜。是时候回收之前的伏笔了
铺铜最大的作用在于降低地线阻抗。铺铜的时候，我们可以设置铺的铜的网络来让铜区域和未连接的部分相连，达到自然导线的效果。
在Top Layer层选择铺铜，框选覆盖需要补充网络的部分，也可直接全板覆盖。双击铺铜的区域，在右侧属性中选择Net为GND，或根据需要更改。在Bottom Layer层中重复相同的操作

完成铺铜后，我们就会发现，原本未连接的白线就没有了。这个时候，我们的PCB板制作就大功告成了

3d预览（按3，按V—B可以翻转）

把完成的.pcb文件保存，在嘉立创下单助手或其他打板途径上传pcb文件，下单就可以得到属于自己的PCB电路板啦
之后就是焊板子了

随便导入一个大佬的程序~

PCB制作过程中可能会遇到的问题及解决方法

1.在铺铜完更改网络后PCB板上出现了大片的绿点
解决方法：在更改完网络后在属性上方点击Repour

2.无法确认自己是否把所有网络连接完毕
解决方法：
选择报告—板信息

勾选最后一项Routing Information后确定

此处若不为100%则代表白线未连接完，需去掉铺的铜后对PCB板进行修改

3.得到的板子上不知道每个引脚对应什么
解决方法：为了更方便的焊板子以及日常使用，我们会通过添加丝印来标识需要的引脚
在Top Overlay层/Bottom Overlay层上输入文字即可进行标识

祝大家PCB越画越好看~