第六章 PCB 的 DRC 检查、拼版设计及资料输出

6.1 DRC 的检查及丝印的调整

6.2 拼板介绍

6.3 V-Cut 和邮票孔的概念

6.4 拼板的实战演示

6.5 Gerber 文件的输出及整理

第六章 PCB 的 DRC 检查、拼版设计及资料输出

6.1 DRC 的检查及丝印的调整

进入 PCB 文件（PcbDoc）。

DRC（Design Rule Check）检测：通过 DRC 检测，检查是否达到设计时的各项指标；

· 启动 DRC：菜单栏中的工具（Tools）- 设计规则检查（Design Rule Check），弹出设计规则检查器；

· 检查电气规则：需要勾选 Rules To Check（待检查的规则）- Electrical（电气）下的所有规则；

· 启动 DRC 时，可能会先弹出以下提示信息：Design contains shelved or modified (but not repoured) polygons. The result of DRC will not be correct. Would you like to continue？（设计中包含了搁置的或者修改过的（但没有重新灌制）多边形（铜皮）。 DRC 的运行结果会有错误。你希望继续吗？）Note: Recommend to stop DRC and restore/repour all polygons before proceeding with DRC.（注意：推荐停止运行 DRC 并在继续运行 DRC 前修复/重新灌制所有的多边形（铜皮））此时选择 No（不再继续）。修复该提示信息的方法：选中表层绘制的铜皮，使用精确移动（快捷键 M 键，选择“通过X、Y移动选中对象”）向上移动出板框区域，在菜单栏中的工具（Tools）- 铺铜（G）- 所有铺铜重铺（A），执行完该命令后，再将移除的铜皮使用精确移动移回原先的位置，对选中的铜皮右键 - 铺铜操作（Y）- 重铺修改过的铺铜（O），完成修复；

· 若没有生成 DRC 的检查报告，需要在设计规则检查器窗口（菜单栏中的工具（Tools）- 设计规则检查（Design Rule Check））中，在左侧树状栏 Report Options（报告选项）中，DRC 报告选项内✔ 创建报告文件；

· 检查丝印规则：

· 丝印是后期手工焊接装配元件的依据之一，利用丝印定位元件的焊接位置；

· 丝印与阻焊一定要有间隙，丝印与元件阻焊重合会影响丝印的完整，导致丝印的缺失和不清晰；

· 丝印文字大小一般设置为宽/高：4/25 mil、5/30 mil、6/45 mil；

· 丝印文字的摆放方向，一般文字底部竖直向下或向右；

· 在设计规则检查器窗口中，勾选 Rules To Check（待检查的规则）- Manufacturing（制造）下的 Silk To Silk Clearance（丝印与丝印之间的间距），运行 DRC；

· 查看 DRC 中的报错：右下角 Panels（面板）中✔ Messages（消息），在 Messages（消息）面板中查看，双击列表中的错误可跳转放大到该页面；

· 调整丝印的检查规则：快捷键 D 键 + R 键，弹出 PCB 规则及约束编辑器，在左侧树状图中 Manufacturing（制造）- Silk To Silk Clearance（丝印与丝印之间的间距）下选择检查的规则方案（默认为 SilkToSilkClearance），在约束下修改规则为2 mil，点击应用，重新运行 DRC 即可采用新修改的检查规则；

· 调整丝印大小：

· 仅显示丝印层和阻焊层：按下快捷键 L 键，在 View Configuration（显示配置）面板中的 Layers（板层）表单下，点击 All Layers（全部板层）旁边的眼睛按钮来显示/关闭显示所有板层；单独打开下方 Overlay（丝印层）、Mechanical 1（机械层 1）、Solder（阻焊层，启用该层方便识别）显示板层的按钮；

· 单独选中丝印，防止器件移动：在 Properties（属性）面板中 Selection Filter（选择过滤器）中只选中 Texts（文本）；

· 统一更改丝印文字大小：选中其中一个丝印，右键选择“查找相似对象”，在弹出的查找相似对象窗口中，Object Specific（对象规格）- String Type（字符串类）：Designator（位号）修改为 Same（相同），在 Properties（属性）面板中，Properties（属性）- Text Height（文字高度）和 Font Type（字体类型）- Stroke Width（笔划宽度）修改为相对应板密度的参考值（一般中等密度）；

· 设置定位器件文本的快捷键：参考为 Num 5 键；

原命令：快捷键 A 键 - 定位器件文本（P）；

· 修改所有文本前，为防止意外挪动元件，先锁定所有元件位置：选中一个元器件（选不中注意查看选择过滤器），右键该元器件，选择“查找相似对象”，在在弹出的查找相似对象窗口中，选择确定，所有元件被选中后，Properties（属性）- Location（位置）右侧的锁定按钮选择锁定；

· 对所有器件的丝印逐一调整到合适位置，遇到相似元器件丝印调整情况时，选中多个，使用快捷键 Num 5 键 - Num 6 键（注意提前设置好快捷键）；单个元器件位号丝印无法放置到合适时，可以多个元件位号并排放置到其他位置；

· 过孔上可放置丝印，过孔不会打穿丝印；

· 检查辅助丝印：即用来标识元件管脚号的丝印，包括1号引脚标识（一般为圆点）和数字形式的引脚标识；1号引脚标识若被焊接的元器件后遮挡覆盖，在1号引脚旁再绘制一个圆形辅助丝印（上方快捷放置按钮有圆的绘制）；数字形式的引脚标识若位置不合适需要单独挪动，因元器件联合无法移动的，选中后使用快捷键 M 键 + S 键挪动；添加一些正负极标识的辅助丝印，尤其是电源的接插件，可使用上方快捷放置按钮的文本放置；

· 导入一个丝印 Logo，作为版权标识：

· 需要先准备一个图片和脚本，脚本在 PCB 联盟网下搜索“脚本”，在“Altium PCB Logo 导入脚本”帖子下下载脚本文件，解压后放在 C 盘根目录下；

· 回到 Altium Designer 软件界面，在菜单栏的文件（Files）- 运行脚本（S）- 左下方的“浏览…”- 选择“PCBLogoCreator.PrjScr”文件（在解压的文件夹中），运行 PCBLogoCreator.PrjScr - Converter.pas - RunConverterScript 函数；

· 准备好位图文件，使用系统的画图软件保存为单色位图文件（.bmp）；

· 在脚本弹出的 PCB Logo Creator 对话框中，右侧 Load 加载位图文件，Converter Options（转换选项）下 Board Layer（板层）选择 Top Overlay（顶层丝印层），下方显示了丝印的大小（Image Size），若尺寸过大可修改缩放比例（Scaling Factor），保证尺寸合适，调整好后选择右侧 Convert（转换）按钮，在一个新的 PCB 文件（.PcbDoc）中会生成 Logo 丝印，复制粘贴到自己的 PCB 文件（.PcbDoc）中即可；

· 若转换后需要调整大小，先对选中所有构成 Logo 的丝印，右键选择“联合（U）”- “从选中的器件中生成联合”，联合后再次选中所有元素，右键选择“联合（U）”- “调整联合的大小”，可以在 PCB 绘制区域通过拖动角标缩放丝印；

· 全部调整好后，可以切换到3D 模式，摁住 Shift 键拖动查看；

· 再次运行 DRC 检查，确保不再报错。

6.2 拼板介绍

拼板：将多个 PCB 板拼接成一个大的 PCB 板。

拼版的优势：

· 节省生产成本（尤其是异性 PCB）；

· 提高 SMT 生产效率；

· 节省 PCBA 拿放时间；

SMT 设备印刷锡膏的时间不随板子的大小而改变，平均25s 左右，而 PCBA 设备贴片速度非常快，单板约10s，单板生产在整条流水线上容易出现SMT 设备正在印刷而 PCBA 设备空闲状态，造成产能浪费；通过拼版增加 PCBA 设备贴片时间，提高整条流水线的产能。

6.3 V-Cut 和邮票孔的概念

V-Cut：将多片 PCB 板拼接的边缘线上，上下沿线切除细小的 V 型槽，减少单板与单板之间的连接厚度，生产完毕使用时，用手即可掰开。

· 使用 V-Cut 方案拼版时，需要：

· 留有工艺边：3-5mm；

· 工艺边上需要添加定位孔和光学定位点；

· 注意拼版时异形板出现的间距和器件冲突；

· 规则形状为矩形的单板拼版适合该方案。

邮票孔：类似邮票的方式，在单板与单板之间打上针孔，减小单板之间的连接强度，需要断开时用手即可掰开。

· 邮票孔一般为孔径0.8mm 的非金属化孔，孔间中心距为1.1mm，个数5个为宜；

· 不规则形状为圆形、异形的单板拼版适合该方案。

6.4 拼板的实战演示

进入 PCB 文件（PcbDoc）。

新建一个 PCB 文件（PcbDoc），命名带有拼板。

拼版：

· 在菜单栏中的放置（Place）- 拼版阵列（M），在尚未单击放置时，按下 Tab 键，转到 Properties（属性）面板，在 Properties（属性）下 PCB Document（PCB 文件）载入绘制的单板 PCB 文件，若拼成2行2列共4片，需要设置 Column Count（列数）为2，Row Count（行数）为2；此外，Column Margin（列间距）、Row Spacing（行跨距）、Column Spacing（列跨距）、Row Margin（行间距）据根据单板大小设置；回到 PCB 绘制界面，放置；若放置弹出警告窗口，提示子 PCB 叠层与父 PCB 叠层不兼容，是因为现有的板层设置与单板 PCB 文件板层设置不同，这里选择“现在自动同步”，使用快捷键 D 键 + K 键，进入板层管理，修改板层名字与单板PCB文件一致，保存并关闭；

· 注意，单板发生修改变动时，拼版文件会自动同步修改。

添加工艺边：

· 在单板中机械层 1（Mechanical 1）中删除尺寸标识；

· 回到拼板 PCB 文件，进入机械层 1（Mechanical 1），单层显示（快捷键 Shift 键 + S 键），使用快捷键 E 键 + O 键 + S 键，定位原点在左下方，放置一个辅助定位的过孔，从原点移动5 mm，利用辅助过孔和原点绘制工艺边（放置线快捷键：P 键 + L 键），其余位置复制粘贴；

· 工艺边仅需左右两侧添加，用于机器的定位；

· 将板框绘制完整：添加上下两边；

· 修改板框：选中板框的线条（利用选择过滤器 Selection Filter，仅选择 Tracks（线条）），使用快捷键 D 键 + S 键 + D 键重新定义板框；

· 添加固定孔，用于机器固定，是一个非金属过孔：添加焊盘，在 Properties（属性）面板中 Hole information（孔信息）中 Hole Size（孔径）设置为 3 mm，Size and Shape（尺寸和形状）中 X/Y 也都设置为 3 mm ，放置在左下角顶点，利用精确移动（快捷键该背下了）向上向右各移动 2.5 mm，利用相对移动和对称（快捷键该背下了）拷贝该过孔，布满四个顶点；

· 添加光学定位点：添加焊盘，设置为表贴焊盘（Properties（属性）面板 - Properties（属性）- Layer（板层）改为 Top（顶层）），Properties（属性）面板 - Size and Shape（尺寸和形状）中 X/Y 都设置为 1 mm，放置在固定孔附近，注意放置三个即可，用于判定板子放置的方向，且若背面需要焊接元件时，同样需要放置；

· 挖空工艺边内层铜皮，以节省材料：菜单栏中的放置（Place）- 填充（F），填充工艺边，填充一次、拷贝即可，粘贴到另一内层时利用特殊粘贴（快捷键 E 键 + A 键），两个内层都需要挖空。

添加表层缝合孔：使得表层和底层充分连接，多添加一些地过孔；

· 可手动添加；

· 自动添加：菜单栏中的工具（Tools）- 缝合孔/屏蔽（H）- 给网络添加缝合孔（A），弹出添加过孔阵列到网络窗口，左上方✔约束区域，自行在 PCB 绘图区域的地铜皮上绘制区域，绘制完成后回到添加过孔阵列到网络窗口，右下角栅格设置推荐 150 mil，✔ 错开交替的过孔阵列，右侧孔径尺寸推荐设置 12mil、直径推荐设置 22 mil；下方属性中网络设置为 GND，右侧阻焊层掩膜扩展中✔ 强制在顶层全部盖油、✔ 强制在底层全部盖油；点击“确定”。

6.5 Gerber 文件的输出及整理

输出工厂生产所需的资料。

装配图输出：参考元件装配焊接；

· 菜单栏中的文件（Files）- 装配输出（B）- Assembly Drawings（装配绘图），生成表层和底层的 PDF 文件，选择下方“打印”按钮，输出 PDF；

· 或者：菜单栏中的文件（Files）- 智能 PDF（M），弹出智能 PDF 窗口，进入下一步；选择导出目标中，选择“当前文件（D）”，执行下一步；导出 BOM 表中，暂不勾选“导出原材料的 BOM 表”，执行下一步；PCB 打印设置中，在下方表单首行 Multilayer Composite Print（多层组合打印）处右键，选择 Create Assembly Drawings（创建装配图），列表中重新生成两个表单：TopAssembly Drawing（顶层装配图）和 BottomAssembly Drawing（底层装配图），双击 TopAssembly Drawing（顶层装配图），在弹出的打印输出特性中仅保存 Top Overlay（顶层丝印层）、Mechanical 1（机械层 1），添加 Top Solder（顶层阻焊层），BottomAssembly Drawing（底层装配图）也做类似的操作；勾选两个表单的 Holes（孔）选项和 BottomAssembly Drawing（底层装配图）的 Mirror（镜像）选项，下方 Area to Print（打印区域）选择 Entire Sheet（全部表单），执行下一步；添加打印设置中，PCB 颜色模式可选择单色，执行下一步；最后步骤中，仅勾选导出后打开 PDF 文件（O），选择“Finish（完成）”。

BOM 文件的输出：方便物料元器件采购；

· 可在原理图文件（SchDoc）和 PCB 文件（PcbDoc）中执行：菜单栏中的报告（Reporters）- Bill of Materials（材料清单），弹出 Bill of Materials for Project …（…工程的材料清单）窗口，在右侧 Properties（属性）下选择 Columns（栏目）选项卡，在下方 Columns（栏目）下可控制显示/隐藏的清单输出项目，一般只需要显示 Comment（注释，元件数值）、Designator（位号）、Footprint（封装）、Quantity（数量），设置完成后下方选择“Export …（导出…）”按钮，生成 Excel 格式的报表；

· 在 Bill of Materials for Project …（…工程的材料清单）窗口中，在右侧 Properties（属性）下选择 General（栏目）选项卡，Export Options（输出选项）下 Template（模板）可套用不同的模板。

Gerber 文件的输出：板厂生产 PCB 所需的文件，一是照顾到不同 Altium Designer 版本的兼容性问题，二是在一定程度上防止直接盗板；

· 菜单栏中的文件（Files）- 制造输出（F）- Gerber Files（Gerber 文件），弹出 Gerber 设置窗口，在通用选项卡中，单位选择英寸、格式选择2：4，该格式下能够保留 1 位小数（2：5 则保留 2 位小数）；在层选择项卡中，靠下方绘制层的下拉菜单中选择“选择使用的（U）”、镜像层的下拉菜单中选择“全部去掉（O）”，并且在上方出图层表单中去掉 Mechanical 13（机械层 13）、Mechanical 15（机械层 15）、Keep-Out Layer（禁止布线层）、Top Pad Master（顶层焊盘描述，已有 Top Paste 顶层锡膏层）、Bottom Pad Master（底层焊盘描述，已有 Bottom Paste 底层锡膏层），右侧添加到所有层的机械层中勾选 Mechanical 1（机械层 1），将板框添加到所有层；在钻孔图层选择项卡中，下方钻孔图中✔ 输出所有使用的钻孔对，钻孔导向图中✔ 输出所有使用的钻孔对；在光圈选项卡中不做修改；在高级选项卡中，下方胶片规则里在所有默认数值的基础上扩大10倍，扩大图纸以便输出所有内容，其他不做修改，点击下方“确定”按钮等待输出完成；

· 除 Gerber 文件外，还要输出钻孔文件：菜单栏中的文件（Files）- 制造输出（F）- NC Drill Files（数控钻床文件），在弹出的 NC Drill 设置窗口中，NC Drill 格式下格式选择 2：4，点击“确定”按钮；

· 还要输出坐标文件，用于 SMT 设备贴片：菜单栏中的文件（Files）- 装配输出（B）- Generate pick and place files（生成拾取和放置文件），弹出拾放文件设置窗口，左侧所有列表单中，仅勾选 Center-X（中心 X 位置）、Center-Y（中心 Y 位置）、Comment（注释）、Designator（位号）、Footprint（封装）、Layer（板层）、Rotation（旋转），下方输出设置中选择英制、格式仅勾选文本，点击“确定”输出；

· 还要输出 IPC 网表文件，用于板厂产后检查生产时可能产生的短路和开路的测试：菜单栏中的文件（Files）- 制造输出（F）- Test Point Report（测试点报表），在弹出的 Fabrication Testpoint Setup（测试点生成向导）窗口中，报告格式下仅勾选 IPC-D-356A（I），点击“确定”输出。

文件的整理：分类整理贴片厂、采购、板厂、工程人员的文件；

· 建立 CAM 文件夹，用于发送给板厂：所有的 Gerber 文件；

· 建立 ASM 文件夹，用于发送给贴片厂：包括 BOM 表、装配图、坐标文件以及 Gerber 文件中的 GTP 和 GBP（若有）文件（顶层与底层锡膏的 Gerber 文件）；

· 建立 PRJ 文件夹，用于发送给工程人员：所有的 Altium Designer 工程文件；

· 建立 BOM 文件夹，用于发送给采购人员：BOM 表文件。

生产成本评估：进入凡亿 PCB 官网，在自助下单下跳转到在线计价页面。