组件安置

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Altium Essentials: PCB Component Placement

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概览

本文解释了为什么元件放置是 Altium Designer 中 PCB 设计的关键环节,并介绍了封装如何定义元件在电路板上的安装方式、连接点、外形轮廓以及可选的三维占用空间。文章还逐一介绍了元件放置后可调整的关键属性,包括位置、旋转角度、所在层、面积、位号、类型以及源信息等,帮助您了解各项设置的作用及其对电路板的影响。如果您希望更清楚地了解 PCB 编辑器如何定义和管理已放置的元件,本文将为您打下实用的基础,助您轻松掌握后续内容。

- 您将了解 PCB 元件封装包含哪些内容,从焊盘、丝印特征到可选的 3D 实体。
- 您将了解 Altium Designer 中哪些元件属性会影响元件的放置、方向、层分配和标识。
- 您将了解 PCB 编辑器如何处理不同的元件类型和面积定义。
使用 AI 深入了解:

有一种说法,PCB 设计中 90% 的工作是布局,10% 是布线。虽然这两者的比例可能存在争议,但人们普遍认为,良好的元件布局对于优秀的电路板设计至关重要。请记住,在布线过程中,您可能还需要调整布局。

元件封装定义了将实体元件安装到印制电路板上所需的空间和连接点。它是一个组合对象,由焊盘、线条和圆弧等一系列简单的图元对象以及其他设计对象组成。

元件封装定义了元件在 PCB 上的安装方式和连接点,还可以包含用于定义实际元件的 3D 实体对象。 
元件封装定义了元件在 PCB 上的安装方式和连接点,还可以包含用于定义实际元件的 3D 实体对象。

焊盘为元件引脚提供安装和连接点。通常还会包含线条和圆弧等其他设计图元,用于在元件的丝印层上绘制元件外形轮廓。

元件封装还可以包含可选的 3D 实体对象,用于定义安装在电路板上的实际元件所占据的物理空间或包络。如果已使用 3D 实体对象或导入的 STEP 模型定义了实体元件,则可以执行三维元件间距检查。

元件封装是在 PCB 封装编辑器中通过放置合适的设计对象来创建的,这些对象构成了安装和连接元件所需的形状。元件参考点是 PCB 封装编辑器设计空间的原点,可以在编辑器中将其设置为元件的 1 号引脚、几何中心或用户自定义的位置。要了解有关封装创建的更多信息,请参阅 创建 PCB 封装 页面。

PCB 上的元件可用性

将设计从原理图编辑器传输到 PCB 编辑器时,会自动从可用库中放置 PCB 元件封装。这称为 设计同步,是检测并解决原理图与 PCB 之间差异的过程。

Altium Designer 提供了一组工具,方便在 PCB 设计空间中放置所需的元件封装。请参阅以下页面,了解这些工具:

浏览已放置的元件

在 PCB 面板的 Components 模式下,其三个主要区域会发生变化,以反映当前 PCB 设计的元件层次结构(从上到下依次为):

  • Component Classes
  • Components 类中的
  • Component Primitives

PCB 面板的各个区域允许逐级筛选,从元件类到单个元件,再到元件图元。
PCB 面板的各个区域允许逐级筛选,从元件类到单个元件,再到元件图元。

右键单击元件或元件图元条目,然后选择 Properties 命令 (或直接双击该条目),即可访问 Properties 面板,您可以在其中根据需要查看/修改元件或图元的属性。

右键单击元件类条目,然后选择 Properties (或直接双击该条目),即可打开该类的 编辑元件类对话框。在此对话框中,您可以查看/修改该类包含的元件、重命名该类或添加其他类。

编辑选定的元件类。
编辑选定的元件类。

有关使用类的更多信息,请参阅 在原理图和 PCB 上使用类 页面。

面板的 Component Primitives 区域中是否显示/包含各类元件图元,取决于是否在从 Components 或 Component Primitives 区域访问的右键菜单中启用了相应选项。

右键单击元件或元件图元条目,选择要包含的项目。
右键单击元件或元件图元条目,选择要包含的项目。

浏览时,可以通过双击 Components 区域中 Footprint 列右侧的方框,轻松锁定或解锁元件。

从 PCB 面板锁定/解锁元件,无需再到 Properties 面板中操作。
从 PCB 面板锁定/解锁元件,无需再到 Properties 面板中操作。

元件选择边界框

单击并选择元件时,会显示选择边界框。要控制使用哪些层来定义边界框,可使用 高级设置对话框中的 PCB.ComponentSelection 选项。该选项支持三种模式(输入值 0、1 或 2;默认模式为 2):

  • 0 - legacy mode - 此模式合并所有层上的几何图形,但不包括丝印层上的位号和注释字符串。

  • 1 - by layer mode - 按以下优先顺序,使用下列层中第一个包含对象的层上的几何图形:

    1. Courtyard 层类型

    2. 3D 实体层(STEP 模型存储在 3D 实体对象中,该对象的尺寸为能够容纳模型的最小长方体。选择元件时,使用的是此 3D 实体,而不是 STEP 模型的形状)

    3. 丝印层加铜层

    4. 铜层

     

  • 2 - by graphic mode - 此模式合并在 Courtyard 层类型、丝印层、3D 实体对象和铜层上检测到的几何图形。不包括字符串。

  • 此处所说的 Courtyard 层是指 Layer Type = Courtyard 的元件层对,不考虑层对的名称。

  • 如果元件包含 3D 模型,则会使用实际 3D 模型的形状进行元件碰撞检查,而元件选择框的形状则按上述方式确定。

  • 机械层对象不计入选择边界框,但在未定义 3D 实体或 Courtyard 层对象时,会计入碰撞检查边界框。例外是 .Designator 和 .Comment 文本字符串,它们始终被排除。了解有关使用机械层的更多信息。

  • 当元件的选择边界框由 Courtyard 层上的走线定义时,将使用这些走线的中心线来定义边界框(选择元件时即可看到,)。请注意,这仅适用于 Courtyard 层上定义的形状为闭合形状,且走线端点顶点重合(精确接触)的情况。否则,边界框将由包围 Courtyard 层上所有对象的最小矩形定义。

  • 元件选择边界框用于计算元件面积,并用于在 Push 和 Avoid Obstacles 放置模式下放置元件。

向元件添加图元

可通过主菜单中的 Tools » Convert » Add Selected Primitives to Component 命令,将选定的图元添加到元件中。选择命令后,选择要将选定图元添加到的元件。确认后,新图元将被识别为该单一元件对象的一部分,并可与元件的原有图元配合使用。

要执行此操作,必须先解锁目标元件的图元。使用元件属性中的 Primitives 锁定图标可解锁元件图元。

将元件打散为图元

可使用主菜单中的 Tools » Convert » Explode Component to Free Primitives 命令,将元件转换为构成它的图元对象;也可右键单击已放置的元件(无论是否选中),然后从右键菜单中选择 Component Actions » Explode Component To Free Primitives (或 Explode Selected Components To Free Primitives)命令。打散后的元件不再是元件,因此其位号和注释将被移除,并还原为构成它的各个图元。

打散操作不会影响相应源库中存储的封装模型,只会影响 PCB 文档上所放置元件的被转换实例。

  • 打散是单向操作;没有可将打散后的元件重新组合的命令。不过,可以使用 Undo 命令实现这一目的。

  • 不应使用打散命令来修改元件的属性。要编辑元件图元,可先解锁它们(使用元件属性中的 Primitives 锁定图标),根据需要进行编辑,然后重新锁定。

通过可单击链接访问参考信息

将命名文档链接添加到元件后,即可打开选定元件或光标下元件所对应的文档/页面 URL,该 URL 通过底层定义的 URL 链接参数指定。此功能可将从原理图元件传递过来的命名文档链接,显示为指向 PDF、文本文件或 HTML 页面的命名 PCB 元件链接。当元件的命名文档链接从原理图更新到 PCB(Design » Update PCB Document)时,就会发生此转换。在此更新过程中(通过 ECO),原理图中的命名文档链接会转换为对应 PCB 元件的 ComponentLink 参数对(ComponentLinknDescription/ComponentLinknURL)。例如:

原理图元件参数   PCB 元件参数
Name Url

 

⇒

Name Value
STM32 Family Web Page http://www.st.com/stm32 ComponentLink1Description STM32 Family Web Page
ComponentLink1URL http://www.st.com/stm32

元件参数中使用的链接索引号(n)决定了对应 PCB 元件链接在 References 子菜单中的排列位置。选中 PCB 上的元件后,定义的 ComponentLink 参数对会显示在 属性面板的 Parameters 部分中。

启动该命令后,将直接打开基于 Web 的 URL 目标页面或指定文档(如果可用)。

  • 基于 Web 的 URL 将在外部浏览器中打开,或作为 Altium Designer 内的选项卡式文档打开,具体由 Preferences 对话框的 系统 - 视图页面上的 Open internet links in external Web browser 选项决定。请注意,要在外部浏览器中打开,链接参数的值(URL)必须包含 http:// 前缀。

  • 有关在原理图环境中设置文档链接参数的更多信息,请参阅原理图库页面。

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