AD在电子圈里没什么歧义说的就是 Altium Designer而简单的画一块 PCB我理解成这么一个具体场景手上攒了几个元件想画一块自己的板子能打样、能焊上、上电就能跑别返工。听起来门槛不高可真动手的时候翻车点往往集中在几处——封装引脚间距错了一位、板框没定死、线宽按感觉拉的、铺铜没接对网络、出 Gerber 的时候漏了钻孔层。我见过太多人第一次打样回来发现芯片焊盘宽了 0.2mm只能拿刀片刮。这篇东西写给两类人一类是刚装上 AD、连工程怎么建都还在摸索的另一类是用过 EDA 工具、但想把流程走顺、少走回头路的老手。我会把简单画 PCB这件事拆成一条完整主线备料、定板框、摆件、拉线、铺铜、出图每一步都讲清楚为什么这么做以及我自己踩过的坑。热词里那些铜皮挖空铺铜开窗0.3mm 能过多少电流dwg 导入3D 封装之类的疑问我也会在对应位置一并说透。1. 把简单两个字先定义清楚AD 里画板的最小可行路径很多人一上手就想搞四层板、阻抗控制、BGA 扇出结果卡在第一步。我的建议很直接第一块自己画的板子老老实实做两层板、1.6mm 板厚、1oz 铜厚、最小线宽线距 0.2mm 起步。这套参数几乎所有板厂都是标准工艺不用加钱出问题也容易判断。1.1 为什么新手第一块板要锁定两层板两层板只有 Top 和 Bottom 两个走线层中间是 FR-4 基材。你脑子里对这条线从哪过去、怎么绕回来的直觉是完整的不需要去想参考平面、不需要考虑内层铜箔的载流。四层板虽然电源地更干净但一旦层叠顺序搞反比如把信号层夹在两个电源平面之间却没做好回流路径板子出来的噪声表现会比两层板还差。更现实的一点是成本。两层板打样通常按面积算十片小板的费用对个人项目几乎可以忽略四层板一上来成本翻几倍而且叠层结构、阻抗要求都得跟板厂明确沟通多一个环节就多一个出错点。等你把两层板跑通两三块再上四层那时候你对铺铜、过孔、回流这些概念已经有手感了。1.2 一条不走回头路的主线原理图到出图AD 里画一块板的标准路径是这样的建 PCB 工程 → 画原理图或导入现成原理图→ 准备/自建元件符号与封装 → 编译工程检查连接 → 导入 PCB → 定板框 → 布局 → 设规则 → 布线 → 铺铜 → DRC → 导出 Gerber 与钻孔文件。这条链条的顺序不能乱尤其是规则这一步。我见过最常见的操作是先把线全拉完了再打开 Design » Rules快捷键 DR去设规则然后发现几十条线宽不够只能一条条改。正确的做法是布线前就把规则配好之后拉出来的线天然合规DRC 也只是走个形式确认。AD 的规则系统本质上是一组约束引擎你在里面写完交互式布线时会实时按规则执行——你不设它就按默认的 10mil 线宽、10mil 间距走这个默认值对你的板子未必合适。1.3 单位、栅格和几个必须记住的快捷键AD 里按Q可以在 mil 和 mm 之间切换当前显示单位这个键你要用到烂。国内板厂沟通基本用 mm但元件手册里的焊盘尺寸常常是 mil 或 inch两个单位来回换是常态心里要有数1mm ≈ 39.37mil常用换算 0.1mm 3.94mil0.25mm ≈ 10mil。栅格用G键循环切换捕捉间距布局阶段用 0.5mm 或 1mm 的粗栅格布线阶段切到 0.1mm 甚至更细。ShiftE是捕捉热点开关用来快速切换是否吸附到焊盘中心。ShiftS是单层显示切换检查走线密集区时特别有用能一眼看清某一层到底走了什么。L打开 View Configuration 面板里面控制每一层的显示与颜色把 Mechanical 层设成醒目的颜色是我一直保持的习惯。2. 备料阶段封装不对后面全白干原理图画得再漂亮封装错了板子就是废的。AD 里封装来自 PCB 库.PcbLib原理图符号来自原理图库.SchLib一个完整的元件需要两者配对再通过封装管理器绑定。新手最容易忽略的就是这一步从网上抄来一个原理图编译通过、导入 PCB 一看几个元件是绿的或者压根没有封装。2.1 自建库和现成库该怎么取舍我的实际做法是混合策略电阻、电容、常见排针、SOP/SOT 封装直接用 AD 自带的库Manufacturer Part Search 或者 Miscellaneous Devices/Connectors这些经过大量验证尺寸是可靠的而芯片、连接器、异形元件一律自己按手册画。自建封装的时候别用肉眼对着手册图片描AD 里有IPC Compliant Footprint WizardTools 菜单下输入引脚数、间距、本体尺寸、引脚宽度它会按 IPC-7351 标准算出焊盘的长宽和补偿量这比自己拍脑袋加 0.2mm 靠谱得多。焊盘长度的补偿逻辑是这样的贴片元件的焊盘要比引脚本身向外延伸一点给贴片时的偏移和焊锡留空间但延伸太多会导致相邻焊盘之间的间距变小回流时容易连锡。提示画完封装后把元件的机械尺寸本体外形在 Mechanical 层用线画出来或者放个 3D Body。这在你后面检查两个元件会不会撞在一起的时候能省掉大量脑补。2.2 3D 封装和 3D 模型的添加方式AD 怎样给元件添加 3D 封装是搜索量很高的问题答案要分两种情况。如果只是想要个大概的立体块在 PCB 库里选 Place » 3D Body快捷键PB画一个立方体手动填高度就行——这在检查元件高度是否会和外壳干涉时已经够用。如果想要真实外观比如给结构同事看装配效果就得用 STEP 模型。渠道一般有三个芯片厂商官网的 CAD 资源页、常见的 3D 模型社区、以及自己用简单工具建。拿到 .step 或 .stp 文件后同样在 PCB 库里 Place » 3D Body弹出对话框里选Generic STEP Model然后 Embedded 或 Link 都可以。**Embedded 会把模型嵌进库文件文件体积变大但不会丢Link 只存路径库文件小但换电脑就找不到模型了。**我个人用 Embedded因为几千字节到几兆的体积换来的是永远能打开很值。导入后记得在 3D Body 属性里核对坐标系原点和 Z 轴高度AD 默认的 Z 起算点是板面如果模型是从元件底部建模的需要把 Standoff 填上——否则元件会陷进板子里。2.3 DWG 板框和 Gerber 导入这两件事结构工程师给你一个 .dwg 的外壳图让你按这个画板框操作路径是 File » Import » DXF/DWG。弹出的对话框里最关键的是映射到哪一层——别映射到信号层映射到 Mechanical 层比如 Mechanical 1 或者 Mechanical 4。导入后你会看到一堆线条这时候需要把需要的轮廓挑出来用 Design » Board Shape » Define from selected objects 把选中的闭合轮廓变成板框。挑轮廓之前先把无关的标注、尺寸线、图框都删掉否则 AD 会因为找不到闭合路径而报错。至于AD 导入 Gerber 转 PCB我得说句实话这条路径走起来不舒服。AD 的 Gerber 处理在 CAM Editor 里File » New » CAM Document再 File » Import » Gerber/NC Drill导入后是几何图形集合不是可编辑的智能对象没有网络表、没有元件概念。它适合用来核对板厂反馈或者逆向参考想拿它当设计文件继续改效率极低。真要复用别人的板子更好的办法是找到原始工程文件。3. 元件摆放布局决定布线的难易程度我个人的经验是**布线时间的一半以上是被糟糕的布局浪费掉的。**布局做得好布线就是连线游戏布局一团乱布线就是解迷宫。3.1 交互式布局和飞线梳理从原理图导入 PCB 的快捷键是 Design » Update PCB Document或者在原理图界面按DU。导入后你应该看到一堆元件堆在板框外面带着密密麻麻的飞线Ratsnest。第一步先别管位置打开原理图按模块框选比如电源模块在原理图里选中一组元件切到 PCB 按TSTools » Select on PCB这一组元件就会在 PCB 里被同时选中然后拖到板子的一角。这个按模块搬的动作重复几次板子上就有分区了。分区原则记住三条接口元件贴着板边USB 座、DC 座、排针这类必须靠边否则线材插不进去模拟和数字部分拉开距离尤其是带 ADC/DAC 的板子模拟输入走线和数字开关噪声混在一起最后采样数据跳动你会找不到原因发热元件别挤在一起LDO、功率 MOS、二极管散开必要时铺铜散热。3.2 层叠设置和板厚选择两层板不需要复杂设置但 Design » Layer Stack Manager 里还是要确认一下基材厚度、铜厚、板厚。常规 1.6mm 板厚、1oz 铜厚约 35μm是国内打样的默认配置不用改。如果你的板子涉及高速信号那PCB 层叠厚度就要认真对待了信号层到参考平面的距离直接决定特性阻抗而阻抗又由线宽、介质厚度、介电常数共同决定。两层板很难做严格阻抗控制因为介质厚度是整块基材的厚度1.6mm 量级要达到 50Ω 得把线拉到很宽。所以有阻抗需求的时候通常是上四层板把信号层紧贴参考平面介质 0.2mm 左右这样线宽就在可实现的范围内了。3.3 布局阶段的几个检查动作元件摆完之后我会做三件事。第一按3切到 3D 视图或者快捷键 View » 3D Layout Mode转一圈看看有没有元件互相叠着、有没有超出板框。第二检查所有接口元件的开口方向是不是都朝着板边外侧。第三用CtrlM量一下几个关键元件的间距尤其是高压区域和其他区域之间的距离——高低压隔离这块单纯靠肉眼是不够的。等到位置基本满意把定位孔、螺丝孔也放上。需要特别注意的是定位孔的焊盘和孔径要跟结构设计对齐而且如果是金属螺丝固定孔的周围要留出禁止铺铜区域避免螺丝把铜皮和外壳短接。4. 拉线之前先把规则配好线宽、间距、过孔前面说过规则要在布线前设。AD 的规则入口是Design » Rules快捷键 DR里面项目很多但新手真正需要动的就三类Clearance间距、Width线宽、Routing Via Style过孔尺寸。4.1 线宽到底该定多少从电流算起pcb 0.3mm 能过多少电流是个被问了无数遍的问题答案不能拍脑袋得算。经验公式来自 IPC-2221外层走线的载流能力I 0.048 × ΔT^0.44 × A^0.725其中 I 是电流AΔT 是允许温升℃A 是走线截面积mil²。1oz 铜厚对应 1.378mil所以 0.3mm11.8mil宽的线截面积约 16.3 mil²取 ΔT 10℃代入得 I ≈ 1.0A。按同一套算法我把常用线宽铺开算了一遍得到下面这张表。表里是外层走线的数值内层因为散热条件差同样截面积的载流能力大约只有一半四层板做电源内层时要打对折。线宽截面积1oz10℃温升载流外层典型用途0.2mm / 8mil约 11 mil²约 0.75A普通信号线0.3mm / 12mil约 16 mil²约 1.0A小电流电源0.5mm / 20mil约 27 mil²约 1.4A中等电源1.0mm / 40mil约 54 mil²约 2.4A大电流路径2.0mm / 79mil约 108 mil²约 4.0A主电源干线这张表要配合几个修正一起用。温升放宽到 20℃载流能提升约 40%走线很短几毫米时热量能靠两端焊盘和铜皮导走超出表值一点问题不大反过来如果走线被压在元件底下、周围没有铜皮帮着散热就得往保守了取。真正的大电流路径不要靠加宽走线直接铺一块铜皮截面积大、散热好、阻抗低。过孔的载流能力也顺便说一下。常见的 0.3mm 孔径、25μm 孔壁镀铜过孔孔壁环形截面积约 0.0236mm²约 36.6 mil²按内层系数算下来约 0.9A。工程上我一般按0.5A 一个孔保守估算1A 电流放两个孔2A 放四个这样即使某个孔镀铜偏薄也不会成为瓶颈。4.2 间距规则和安全边界Clearance 规则决定不同网络之间必须保持的最小距离。默认是 10mil0.254mm普通低压数字板设成0.2mm完全没问题板厂普遍能做到 0.127mm5mil的工艺能力。但我不建议新手把间距压到极限原因很简单间距越紧DRC 报错越多你改起来越痛苦而且实际生产中蚀刻偏差会让成品间距比设计值小一些。规则可以分网络设置这是 AD 比较强的地方。做法是新建一条 Clearance 规则在Where the First Object Matches里选 Net指定你的高压网络比如 24V 输入在Where the Second Object Matches里选 Net指定 GND 或低压网络然后把最小间距设成 1.5mm 甚至更大。这样规则引擎会自动对大电流高压网络放宽容差其他网络仍按 0.2mm 处理。高低压隔离除了间距还有一个容易忽略的点开槽。当隔离距离要求比较大比如几百伏的场合光靠表面距离不够还需要在 PCB 上铣一条槽把爬电距离断开。这种做法要在板框层或者专门的机械层画出来并在下单时跟板厂说明此处需要铣槽。4.3 过孔、焊盘和孔径的现实约束Routing Via Style 里配置的是过孔的外径和孔径。我常用的组合是外径 0.6mm、孔径 0.3mm这个尺寸几乎所有板厂都是标准能力不用加钱。孔径再小到 0.2mm工艺难度上升价格和交期都会受影响。直插元件的焊盘要按引脚实际直径选。0.5mm 的引脚常见 1/4W 电阻、普通二极管孔径取 0.8mm 到 0.9mm2.54mm 排针的方形引脚通常 0.64mm孔径取 1.0mm 比较舒服如果是需要过较大电流的接插件孔径再放大一档同时焊盘直径相应加大。注意孔径和焊盘直径的差值环宽不要小于 0.15mm否则钻孔偏移时容易把焊盘钻穿也就是俗称的破环。0.3mm 孔径配 0.6mm 外径环宽 0.15mm是刚好的下限。走线进入焊盘的过渡方式也值得说一句。AD 默认的走线进入焊盘时是细脖子形状在高频或者大电流场合不够理想。可以在规则里把 Width 针对特定网络设成固定值或者布线时手动加宽连接处保证电流通道不被收窄。5. 铺铜、挖空、开窗AD 里最容易看着对其实错的三步铺铜是简单画 PCB里最有技术含量的环节也是最容易出隐形问题的地方。一块板铺完铜看起来饱满漂亮但如果是孤岛铜、或者压根没接到网络上那它不但没用还可能变成天线收噪声。5.1 多边形铺铜的关键参数铺铜的入口是Place » Polygon Pour快捷键 PG。画完轮廓后会弹出属性对话框需要重点确认这几项Net网络——这一项必须设成 GND。属性里如果不指定网络铺出来的就是一块悬空的铜皮没有任何电气意义还会带来寄生电容。Layer层——顶层、底层都可以铺两层同时铺并把它们用一组过孔连接起来是低成本板子降低地阻抗的常用手段。Remove Islands移除孤岛——建议开启。铺铜过程中会产生一些被走线切割开、孤立无连接的小块铜这些小块既不能散热也不能做参考平面留着只会占用空间。Hatched / Solid网格 / 实心——实心铜散热快、阻抗低但整块大面积铜在回流焊时热容大可能导致附近的焊盘上锡不充分网格铜散热慢一些看起来更透气。常规做法是实心如果板上有对焊接温度敏感的区域可以在那片区域单独用网格。Pour Over覆盖方式——选择是否覆盖同网络的焊盘、过孔和走线。设置成覆盖同网络对象能让 GND 焊盘和铜皮直接连通但要注意别覆盖所有对象否则不同网络的走线会被铜皮盖住。铺完铜之后如果改了走线要手动重新铺铜快捷键TGATools » Polygon Pours » Repour All。这是高频操作建议记住。另外一定要确认 AD 的铺铜是重新铺而不是只刷新显示两者结果完全不同。5.2 铜皮挖空与走线避让AD 中 PCB 板铜皮挖空和AD 在铜皮里面走线怎么避让其实是同一类问题的两面。先说避让。正常情况下你不需要手动避让因为 AD 的规则引擎会自动按 Clearance 规则把铜皮和不同网络的走线拉开距离。如果你发现铜皮和走线贴在一起了通常是三个原因之一铺铜没有重新铺改了线但铜皮还是旧的Clearance 规则被某条更高优先级的规则覆盖了或者这条走线被设成了忽略规则。先重新铺铜再看规则优先级基本能解决九成问题。再说挖空。有些场合你确实需要人为地让铜皮开个洞比如高压隔离区、天线净空区、需要放金属结构件的区域、或者某些传感器的感应区。操作是Place » Polygon Pour Cutout快捷键 PO在铺铜上画一个闭合区域重新铺铜后那块地方就没有铜了。还有一种情况是在铜皮上开孔让焊盘不连通。如果某个焊盘不需要连接到地而它又落在了地铜皮里可以用 Polygon Pour Cutout 把它圈出来或者在规则里单独设置该焊盘与铜皮的间距。前者更直观改起来也容易看。5.3 铺铜开窗让指定位置露出铜来AD 如何将铺铜开窗这个问题本质是问怎么在阻焊层Solder Mask上开一个洞让下面的铜露出来。这个操作常见于几个场景需要手工加锡增加载流能力的区域、需要压接或者焊接屏蔽罩的位置、以及需要接触测试点的位置。操作方式有两种。第一种是在Top Solder 或 Bottom Solder 层直接放置填充Place » FillPF或者 Place » Solid Region画好形状。这一层是负片逻辑你在这一层画了东西就等于告诉板厂这块地方不要盖阻焊油。第二种是修改已有焊盘或铜皮的 Solder Mask Expansion 参数让它比铜皮本身大出一圈效果类似。这里有个新手经常踩的坑**在信号层画了块铜却没在阻焊层做相应处理结果打样回来发现该露铜的地方被绿油盖住了。**所以我做完这类操作后一定会切到 Solder 层单独看一眼确认开窗范围和铜皮范围是对齐的。反过来还有一个方向的需求是过孔盖油。AD 里过孔默认会在阻焊层开窗如果你希望过孔不要露出铜环外观更干净、也避免短路风险需要在过孔属性里设置阻焊相关选项或者在下单时跟板厂统一说明。这个细节不同版本 AD 的界面位置有差异我的做法是直接在生成的 Gerber 里核对阻焊层图形眼见为实。6. 出图之前那半小时DRC 和 Gerber 的完整过一遍板子画完最危险的心态就是看起来没问题直接出图吧。我自己的习惯是留出至少半小时做交付前检查这半小时几乎每次都能抓出一两个问题。6.1 DRC 报错的分类和处理优先级DRC 的入口是Tools » Design Rule Check快捷键 TD。跑完之后在 Messages 面板里会列出所有违规项同时在 PCB 上打上红色的错误标记清除标记用 Tools » Reset Error Markers。看到一片红别慌按类别处理效率最高。我把常见的报错归成四类报错类型常见原因处理方式Clearance 违规走线或焊盘间距小于设定值挪线、改焊盘尺寸或确认规则阈值是否过严Width 违规走线宽度不在允许范围内检查是否误用了默认线宽或临时细线没改回来Un-Routed Net有网络没连完看飞线或 Ratsnest 是否还有残留Short-Circuit不同网络短路通常是铺铜覆盖设置错误或焊盘重叠其中Un-Routed Net最容易被忽略因为有时候飞线被元件挡住了看不见。我的检查办法是按快捷键NS或从面板里打开飞线显示然后用ShiftS单层查看。短路类的错误要格外重视它往往意味着板子做回来直接不工作。还有一类不是错误但会影响生产的问题丝印压在焊盘上。DRC 不一定报错但板厂做出来的丝印会被裁掉导致元件位号看不清。这个我在出图前会专门检查一遍丝印层。6.2 Gerber、钻孔、坐标文件的导出出图的完整清单如下缺一不可Gerber FilesFile » Fabrication Outputs » Gerber Files。在 Layers 标签里把用到的每一层都勾上——Top/Bottom Layer、Top/Bottom Overlay丝印、Top/Bottom Solder阻焊、Mechanical板框、Keep-Out。在 Advanced 标签里确认格式是RS-274X单位选 mm 或者 inch 都行但必须前后一致。NC Drill FilesFile » Fabrication Outputs » NC Drill Files。这一步生成钻孔坐标文件一定要和 Gerber 使用相同的单位和精度格式否则孔会打偏。Pick and Place Files如果板厂或贴片厂需要一并导出坐标文件File » Assembly Outputs » Generate Pick and Place Files方便机器贴片。BOM 和原理图 PDFBOM 用于备料原理图 PDF 用于自检和后续维护。导出 PDF 用 File » Smart PDF可以把原理图和 PCB 图层一并打包。导出完成后我强烈建议用 Gerber 查看器再打开一遍确认。AD 自带的 CAM 编辑器或者任何第三方 Gerber 预览工具都行重点是检查四件事板框是不是闭合的、钻孔和焊盘对不对得上、阻焊层开窗有没有多余或遗漏、丝印有没有压盘。6.3 交板前的自查清单下面这份清单是我自己每次都会走的直接抄去用板框闭合、尺寸和结构图一致四角圆角半径符合结构要求所有定位孔的位置、孔径与结构确认过孔周围有禁止铺铜区所有接口元件方向朝板边插拔方向无障碍每个元件的封装和实际物料对过尤其是芯片的引脚顺序丝印位号清晰没有压在焊盘上顶层和底层的 GND 铜皮都重新铺过没有孤岛大电流路径的线宽和过孔数量按载流表核算过DRC 全部通过或者剩余报错都有明确的放行理由Gerber 和钻孔文件单位、精度一致并在查看器里复核过下单备注里写清楚特殊要求铣槽、阻抗、阻焊颜色、铜厚7. 我踩过的几个坑供你避让先说封装。我曾经用了一个自己画的 SOP-8 封装手册上本体宽度写的是 3.9mm我按这个数把焊盘往里收了一点结果打样回来芯片放不进去两侧焊盘卡的死死。后来才明白手册标注的本体宽度和焊盘中心距是两个概念焊盘的位置应该以引脚跨距lead span为准而且要在这个基础上留出零点几毫米的余量。从那以后我画封装一律以引脚跨距为基准本体尺寸只用来检查干涉。第二个坑是铺铜网络。有一块板子铺完地铜之后我随手复制了一份铺铜到另一块板子上忘了改网络结果那块铜皮悬空整个板子的地平面变成了噪声收集器测试的时候信号抖动得厉害排查了大半天才定位到。铜皮永远是先选网络再铺形状顺序不能反。第三个坑是关于简单。刚开始我总觉得简单就是少画几层、少放几个过孔、线能连上就行。后来做了一块只有十几个元件的板子因为电源走线太细、地回路太长上电之后芯片复位一直不干净。重新画的时候把电源加宽、地铜铺满、在每个电源引脚旁边补上 100nF 电容问题就消失了。简单画不等于省着画电源和地这两块东西永远值得多花时间。最后一个经验是关于时间分配。画一块小板子我现在的节奏大概是前期准备原理图确认、封装核对占 30%布局占 30%布线占 25%规则检查和出图占 15%。新手常见的分配是布局 10%、布线 70%剩下的时间全在返工。把时间往前挪后面会轻松很多。