【学习记录】PCB设计常用操作全解析:单位、图层、过滤器、布线、规则与快捷键

【学习记录】PCB设计常用操作全解析:单位、图层、过滤器、布线、规则与快捷键

在PCB设计中,熟练掌握常用操作能大幅提升效率,减少错误。本文以立创EDA专业版为主,系统整理PCB设计中的六大核心模块:单位换算、图层显示、过滤器、原点与坐标、布线技巧、设计规则,并附常用快捷键和AI夜灯项目实践建议。保留全部技术细节,适合作为PCB设计查阅手册。


📌 目录

  1. 单位注意
  2. 图层显示使用
  3. 过滤器使用
  4. 原点与器件坐标
  5. 布线
  6. 设计规则
  7. 常用快捷键
  8. 结合AI夜灯的实践建议

一、单位注意

1. 两种单位

  • mm(毫米):机械尺寸、板框、器件封装、结构配合用。
  • mil(密耳):走线宽度、间距、过孔尺寸常用。1 mil = 0.0254 mm,1 mm ≈ 39.37 mil。

2. 换算速记

mil mm 典型用途
4 mil 0.1 mm 细线、BGA扇出
6 mil 0.15 mm 普通信号线
8 mil 0.2 mm 常用信号线
10 mil 0.25 mm 电源线
20 mil 0.5 mm 大电流电源
40 mil 1.0 mm 电源主干

3. 注意点

  • 单位切换 :立创EDA中按 Q 可快速切换 mm/mil,但切换只影响显示,不改变实际尺寸。
  • 混合单位陷阱 :封装库可能用mm,走线规则用mil,切换时容易看错。建议统一用一种单位,推荐mm。
  • 线宽与电流:1oz铜厚,1mm线宽约可通过1A(温升10℃)。实际要留余量。
  • 间距与电压:低压信号0.15mm起步;高压要按安规查爬电距离。

二、图层显示使用

1. 常用图层

图层 作用
顶层/底层 信号走线、器件
内电层 电源/地平面
丝印层 位号、极性、版本
阻焊层 开窗露焊盘
锡膏层 钢网开窗
装配层 装配图文档
机械层 板框、尺寸、开槽
钻孔层 孔位与孔径
多层 所有层都可见的过孔盘

2. 显示操作

  • 单层显示 :快捷键 Shift+S,只显示当前层,方便检查。
  • 层透明度:调整非当前层透明度,避免遮挡。
  • 层颜色:可自定义,建议保持默认,团队协作时一致。
  • 隐藏/显示 :L 打开图层管理,勾选/取消。

3. 注意点

  • 布线时关闭无关层,减少干扰。
  • 检查丝印时只看丝印层,确认不压焊盘。
  • 3D预览前确认机械层板框闭合。

三、过滤器使用

1. 作用

过滤器决定鼠标能选中什么对象,避免误选。

2. 常用过滤对象

  • 器件、走线、过孔、焊盘、丝印、文本、板框。
  • 立创EDA中可在选择过滤器中勾选/取消。

3. 使用场景

  • 只选器件:框选时只选中器件,不选走线。
  • 只选走线:批量改线宽时用。
  • 只选过孔:批量改过孔尺寸。
  • 只选丝印:调整位号位置。

4. 快捷键

  • Shift+H:显示/隐藏过滤器面板(不同版本可能不同)。
  • 右键 → 选择过滤器。

5. 注意点

  • 过滤器只影响选择,不影响DRC。
  • 批量操作前先过滤,再框选,避免误改。

四、原点与器件坐标

1. 原点类型

  • 绝对原点:板子左上角或左下角,全局参考。
  • 相对原点/用户原点:自己设的参考点,方便局部定位。

2. 设置自定义原点

  • 立创EDA:编辑 → 原点 → 设置原点,点击目标位置。
  • 常用位置:板框左下角、某个基准器件中心、结构定位孔。

3. 器件坐标

  • 每个器件有X/Y坐标和旋转角度。
  • 在属性面板可直接输入坐标,精确摆放。
  • 结构件(连接器、按键、LED)必须按结构图坐标摆放。

4. 使用场景

  • 结构配合:连接器、按键、灯孔位置由结构决定,必须精确。
  • 拼板:以原点为基准复制。
  • 贴片坐标:导出坐标文件时,原点决定坐标基准。

5. 注意点

  • 导出坐标文件前确认原点,否则贴片机坐标全偏。
  • 器件旋转角度要符合贴片机规范(通常0/90/180/270)。
  • 锁定结构件位置,防止误动。

五、布线

1. 单独走线

  • 快捷键 :P → T 或直接点走线工具。
  • 线宽:默认按规则,可手动改。
  • 走线角度:常用45°或90°,高速信号避免锐角。
  • 换层 :走线中按 V 或放置过孔换层。
  • 推挤:立创EDA支持推挤走线,自动避让。

2. 差分走线

  • 定义差分对:在原理图或PCB中标记差分网络(如USB_DP/USB_DM)。
  • 差分规则:设置差分阻抗(90Ω/100Ω)、线宽、间距。
  • 差分布线 :P → D 或差分对布线工具,成对走线。
  • 等长:差分对内等长,误差通常±5mil。
  • 注意 :差分对不跨分割,参考平面完整。

3. 其他布线技巧

  • 蛇形等长:用于时序匹配,如DDR。
  • 包地:敏感信号两侧加地线,并打地过孔。
  • 泪滴:焊盘与走线连接处加泪滴,增强机械强度。

4. 注意点

  • 先布关键信号:差分、时钟、高速信号优先。
  • 避免直角:用45°或圆弧。
  • 回流路径:走线下方要有完整参考平面。
  • 过孔数量:高速信号尽量少换层。

六、设计规则

1. 走线线距(Clearance)

  • 定义:不同网络之间的最小间距。
  • 默认:0.15~0.2mm。
  • 高压:按安规查爬电距离,如220V需≥2mm。
  • 设置:可全局设,也可按网络类设。

2. 元器件距离板边

  • 定义:器件外框到板边的距离。
  • 推荐:≥0.5mm,插件器件≥1mm。
  • 原因:太近会导致V-CUT、锣边伤到器件,组装困难。
  • 设置:在规则中设"器件到板边间距"。

3. 其他常用规则

规则 说明
线宽 信号0.2mm,电源0.5mm,按电流算
过孔尺寸 外径0.6mm,孔径0.3mm常用
过孔间距 避免密集过孔导致板厂钻孔困难
焊盘到走线 避免焊盘被走线覆盖
丝印到焊盘 丝印不能压焊盘,否则影响焊接
铜到板边 铺铜距板边≥0.3mm
差分阻抗 按叠层算,USB 90Ω,以太网100Ω

4. 规则优先级

  • 网络类规则 > 全局规则。
  • 特殊网络(如电源、差分)单独设类。
  • 规则设好后跑DRC验证。

5. 注意点

  • 规则不是越严越好:太严会导致无法布线或成本上升。
  • 先设规则再布线:避免后期大改。
  • 与板厂确认工艺能力:最小线宽/间距、最小孔径。

七、常用快捷键

操作 快捷键(立创EDA)
切换单位 Q
单层显示 Shift+S
图层管理 L
走线 P → T
差分走线 P → D
放置过孔 V
铺铜 P → G
测量 Ctrl+M
删除 Delete
撤销 Ctrl+Z
保存 Ctrl+S

八、结合AI夜灯的实践建议

  1. 单位:统一用mm,结构件坐标从结构图来。
  2. 图层:布线时只看顶层/底层,检查丝印时只看丝印层。
  3. 过滤器:批量改LED限流电阻时,只选器件。
  4. 原点:设在板框左下角,Type-C连接器按结构坐标摆放。
  5. 布线:USB差分90Ω,I2S信号远离电源,RGB LED走线短而粗。
  6. 规则:信号0.2mm,电源0.5mm,器件距板边≥0.5mm,差分按叠层算。

🎯 总结

模块 核心要点
单位 mm用于机械,mil用于走线;切换只影响显示;统一单位避免混淆
图层 单层显示Shift+S,图层管理L,检查丝印只看丝印层
过滤器 决定能选中什么;批量操作前先过滤再框选
原点 结构件按结构坐标摆放;导出坐标前确认原点
布线 先布关键信号;差分不跨分割;避免直角;回流路径完整
设计规则 先设规则再布线;与板厂确认工艺;跑DRC验证
快捷键 Q切换单位,Shift+S单层显示,P→T走线,P→D差分,V过孔

一句话总结:单位统一mm,图层用Shift+S单层检查,过滤器批量操作,原点决定贴片坐标,布线先关键信号,规则先设后布。掌握这些操作,PCB设计效率翻倍。

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