0. 全流程地图本文从元器件认知 → 原理图 → PCB Layout → DRC → 免费打样 → 焊接验证全流程认识元器件与封装选型用商品编号选“封装”不选“实物”新建工程Shift N绘制原理图放器件、连线、非连接标识原理图DRC必须0致命、0错误、0警告原理图转PCB设计 → 更新/转换原理图到PCBPCB布局模块化、飞线最少、单面优先画板框单位mm圆角1~2mm布线线宽、线距、拐角、过孔铺铜通常接GND抗干扰、散热、简化接地PCB DRC按目标板厂规则检查2D/3D预览验证封装、干涉、丝印下单打样领券、选免费参数、禁止拼板收板焊接、上电验证迭代改原理图 → 重新同步PCB → 重新DRC1. 电子硬件与PCB基础1.1 电路互连的演进导线直连体积大、抗震差车/机/弹不可靠。锡焊点对点减少接插件但仍立体杂乱。木板/基板雏形器件排列整齐便于小型化维修。印刷电路板PCB线路“印/刻蚀”在绝缘基板上平面化、高密度、高可靠。老设备“大屁股电视”里线缆杂乱、器件巨大不是用料好而是制造工艺落后。1.2 PCB与PCBAPCBPrinted Circuit Board印刷电路板裸板。PCBAPCB Assembly已焊接元器件的成品板。FPC柔性电路板排线本质也是PCB的一种可弯折。PCB颜色由阻焊油墨决定与电气性能无关。绿色最成熟、最便宜、最快黑色常用于高端产品营销。丝印现代多为激光打印量产板丝印很少既因空间也防抄板。1.3 PCB物理结构五大要素要素作用基材绝缘层常见FR-4玻璃纤维铜箔层导电层双层板顶层底层孔/过孔连接不同层区别于焊盘阻焊油墨绝缘、防氧化、防焊接短路丝印位号、轮廓、极性、说明线路铜箔走线承载信号与电源焊盘 vs 过孔焊盘大用于焊接元器件引脚。过孔小用于不同层电气互连。焊盘服务于装配过孔服务于互连。1.4 铺铜定义PCB空白区域大面积填铜通常接GND。好处简化接地就近打过孔接地不用每根地线拉回。抗干扰低阻抗接地平面屏蔽噪声。散热增加铜面积。视觉铺铜区导线呈“亮铜线—暗隔离槽—亮铺铜”的双线错觉。暗色是蚀刻出的隔离带。注意必须设置安全间距移除死铜/孤岛铜否则成天线。1.5 PCB制造流程覆铜板 → 钻孔 → 图形转移显影/蚀刻 → 阻焊 → 表面处理 → 丝印 → 成型测试蚀刻抗蚀剂保护线路化学液溶掉多余铜。铜可回收。表面处理HASL喷锡有铅/无铅成本低免费打样常用。ENIG沉金平整、抗氧化适合BGA/QFN成本高。焊盘颜色银色/金色是表面处理层不是铜本色。1.6 多层板孔分类孔类型连接范围特点通孔 Through Hole顶层↔底层贯穿全板双面板标配免费打样只支持盲孔 Blind Via表层↔内层一面可见高密度互连成本高埋孔 Buried Via内层↔内层外表不可见多层板/HDI成本最高防抄板故意增加层数关键信号走内层增加逆向难度。2. 元器件封装与选型2.1 插件 vs 贴片类型优点缺点场景插件 Through-Hole机械强度高、手工焊接容易体积大、不适合量产教学、DIY、原型贴片 SMD/SMT体积小、适合机器贴装、高频好手工难、维修难工业主流、消费电子2.2 五大IC封装封装全称特征典型应用DIPDual In-line Package双列直插两排引脚穿孔51、74系列、教学SOPSmall Outline Package贴片版双列两侧引脚运放、电源、EEPROMQFPQuad Flat Package四边引脚向外MCU、FPGAQFNQuad Flat No-leads四边无外伸引脚底部触点射频、传感器、电源BGABall Grid Array底部锡球阵列CPU、GPU、DDRQFN底部散热焊盘必须接地/散热手工需热风枪锡膏。BGA必须多层板需扇出、过孔、内层走线返修需BGA返修台。SOP/SOIC/TSSOP同家族厚度/宽度不同选型看Datasheet。2.3 贴片阻容尺寸英制命名核心换算1 inch 25.4 mm1 mil 0.001 inch 0.0254 mm英制代码前两位长×100后两位宽×100单位英寸。公制代码前两位长×10后两位宽×10单位mm。英制公制长×宽(mm)场景020106030.6×0.3手机、可穿戴040210051.0×0.5手机、紧凑IoT060316081.6×0.8嵌入式最常用080520122.0×1.2手工友好、电源120632163.2×1.6功率电阻、高压121032253.2×2.5大容量电容采购陷阱0603英制 ≠ 0603公制。0603英制≈1.6×0.8mm0603公制0.6×0.3mm。下单必须确认。2.4 器件选型核心原则选封装不选实物。电源选“电池盒/电池底座”不选“电池”。开关选“轻触开关”不选模糊“开关”。用商品编号 LCSC Code 搜索唯一精准。名称搜索只用于筛选最终以商品编号和封装为准。其他渠道购买时也应在立创商城找封装一致的编号复制到EDA库。放置后隐藏商品名称只留位号图面整洁。右键可查看产品链接、数据手册、3D预览。2.5 常见器件细节CR2032直径20mm厚3.2mm。CR1220直径12mm厚2.0mm。电池是耗材不焊在PCB上焊的是电池座/电池盒。轻触开关四脚不同型号内部短接关系不同以数据手册为准。课程示例中只连一组未用脚加“非连接标识”。0Ω电阻单层板无法交叉走线时当跳线也可做调试跳线/保险丝。QFN底部散热焊盘必须良好接地/散热。BGA天然依赖多层板需过孔钻入内层走线。3. 立创EDA环境与工程管理3.1 编辑器模式与开源生态灵活模式立创EDA原生交互推荐新手。严谨模式兼容Altium Designer习惯。首次打开工程选择模式仅生效一次谨慎选择。OSHW Hub嘉立创开源硬件平台类似硬件界GitHub。可搜“赛博蚊香”“轮腿机器人”“复古手机”等项目在线打开原理图/PCB学习。开源价值硬件不像软件开源泛滥善用开源方案二次开发是高效工程实践。3.2 自动保存 vs 自动备份功能作用建议自动保存覆盖当前编辑文件防崩溃5~10分钟低配电脑可延长/关闭自动备份生成独立备份可版本回溯默认60分钟防误改后悔3.3 工程层级与文件结构工程 Project后缀.eprj可双击打开。板子 Board一个工程可多个板。原理图 Schematic一个Board只能一个原理图。PCB一个Board只能一个PCB。图页 Sheet原理图下可分多页。多页设计应新建“图页”不是新建原理图。命名规范推荐[序号][工程名]v[版本号][日期]例01按键点灯v1.0.0_20231010操作要点新建工程Shift N。打开工程Ctrl O或直接双击.eprj。右键打开工程替换当前窗口双击可能新窗口。删除板子勾选“同时删除原理图和PCB”否则残留。删除工程软件内只能关闭删除需在文件系统操作。原理图名称继承文件名不能属性直接改。图纸大小、边框颜色、明细表公司名/绘制人可改。3.4 属性驱动设计EDA中“万物皆属性”原理图、图页、器件、位号、商品名、导线、非连接标识、PCB、板框、3D预览都有属性。修改对象优先看左侧/右侧属性面板不要死记菜单。4. 原理图绘制4.1 原理图 vs PCB原理图PCB逻辑连接物理实现可用网络标签/隧道必须真实铜箔走线关注电气正确、可读性关注布局、线宽、线距、过孔、DFM自由度高“带着镣铐跳舞”完成后DRC/ERC完成后PCB DRC4.2 图纸属性右下角显示原理图名称、更新日期、创建日期、图页、工程名、尺寸、公司名、绘制者、审阅者。图纸默认A4可改A5等。边框颜色可改默认红色推荐保留。明细表可显示/隐藏公司名可改。属性面板可收起扩大绘图区。4.3 放置器件途径菜单“放置 → 器件”。快捷键Shift F。底部“器件库”搜索。粘贴商品编号精准搜索。放置后自动生成位号R1、LED1、SW1、BT1、U1。位号可改、可隐藏。商品名建议隐藏或删除只留位号。选中器件出现虚线框框选多个也可。删除Delete。4.4 旋转、翻转、移动Space平面逆时针旋转90°最常用。X水平翻转。Y垂直翻转。鼠标拖动移动。电源正负极方向要正确旋转后可能需要重新连线。4.5 连线途径菜单“放置 → 导线”。工具栏导线图标。快捷键Alt W可自定义为W。点击引脚连接点直接拉线。要点必须吸附到“连接点”十字光标/小圆点否则看似连上实则断路。利用栅格对齐不靠视觉。右键退出布线。导线悬停变黄点击选中变红Delete删除。原理图可用网络标签跨页连接PCB必须物理走线。4.6 非连接标识用途显式声明某引脚不需要电气连接消除DRC“引脚悬空”警告。放置菜单“放置 → 非连接标识”或工具栏叉号。示例轻触开关未用脚、芯片未用引脚。4.7 原理图DRC菜单设计 → 检查DRC。目标致命错误0、错误0、警告0、信息0。常见警告引脚悬空 → 加非连接标识或电气连接。画完≠完成DRC是输出PCB前最后质检。警告会指出位号点击可定位。5. PCB图层、过孔与铺铜5.1 图层类型铜箔层顶层Top、底层Bottom。默认顶层红、底层蓝。丝印层顶层丝印黄底层丝印绿标注位号、轮廓、极性。阻焊层阻焊油墨开窗焊盘暴露。装配层装配图辅助不直接制造。锡膏层SMT钢网用。切换Alt T顶层。Alt B底层。图层管理器可改颜色团队协作需统一。5.2 器件翻面与跨层选中器件 → 右键“翻面”或属性Layer改Bottom。翻面后器件颜色变暗切到底层显示蓝色焊盘绿色丝印。关键翻面/移动后旧导线不会自动跟随会变飞线。必须删除旧导线重新布线。插针元件引脚贯穿板层任意层可连。贴片元件仅单面焊盘跨层必须打过孔。5.3 过孔 Via放置Alt V。属性内径、外径。常规如12mil/6mil满足工艺。作用连接顶层与底层。注意尽量靠近焊盘但不要重叠避免焊锡流失虚焊。免费打样只支持通孔盲埋孔慎用。高速信号过孔≤3个寄生电容约10pF。3D预览确认孔壁金属化、无干涉。5.4 铺铜通常接GND。简化接地、抗干扰、散热。设置安全间距移除死铜。铺铜后导线视觉呈双线中间暗槽为隔离带。6. PCB设计全流程6.1 原理图同步到PCB原理图端设计 → 更新/转换原理图到PCB。PCB端设计 → 从原理图导入变更快捷键Alt I。核心理念改必须在原理图改。切勿在PCB直接改器件位号/参数否则同步冲突。位号修改示例原理图SW?改SW1LED改LED1再同步PCB自动刷新。6.2 PCB布局原则模块化布局功能相关器件靠近。单面优先尽量放同一面减少过孔。高低压隔离。先大后小先难后易。飞线管理工程设计 → 网络 → 飞线可隐藏特定网络。飞线全消失布线完成。布局目标飞线交叉少、走线短、路径顺。操作选中器件 →Space旋转 → 拖拽。PCB选中反馈不明显仅颜色略变暗。可框选多个器件一起移动。6.3 板框放置放置 → 板框 → 矩形/圆形/多边形。属性设置宽高单位推荐mm。圆角1~2mm防割手。异形板框用多边形3D预览验证。板框决定PCB外形需与外壳匹配。单位混淆风险mm vs mil 差数十倍。6.4 丝印调整位号可单独移动、旋转、复制。双击改文本如加“100Ω”。量产丝印通常只保留位号、极性甚至故意删电阻值防抄。检查丝印不重叠焊盘、过孔否则被阻焊覆盖。6.5 2D/3D预览2D看焊盘、走线、丝印。3D看器件实体、装配干涉、板框、圆角。3D属性可改基板材质、阻焊颜色、焊盘工艺。免费板通常喷锡焊盘选银色更符合实物。3D预览耗GPU不用关闭。6.6 布线进入按W或工具栏“单路布线”双击引脚。沿飞线走线到达终点点击完成。动态改线宽布线中按Tab输入数值回车。右键退出会重置临时参数。批量改线宽Ctrl多选导线 → 属性面板统一改。飞线消失即连接完成。游离网络PCB中手动画未连接网络导线会DRC报错应删除。6.7 PCB DRC菜单设计 → 检查DRC。检查线宽、线距、孔径、安全间距等。DRC规则来自工厂工艺能力。换厂必换规导入目标工厂规则配置文件。默认嘉立创规则单双层最小线宽4mil过孔最小0.2mm。规则可加严不可放宽低于工厂极限。无错误仅代表符合当前加载规则不代表设计完美。7. 布线规则与DFM7.1 单位选择场景单位机械尺寸板框、螺丝孔、安装间距mm电气尺寸线宽、线距、焊盘mil换算1mil0.0254mm1inch25.4mm7.2 线宽依据电流一般信号线 ≥10mil。100mA以下 10mil够用。电机/电源/大电流 20mil以上。嘉立创单双层最小4mil多层可3.5mil。空间允许尽量取大预留安全冗余。7.3 线距经验约5V/mil即5V对应1mil最小间距。高频/高压需加大。空间允许尽量大降低干扰。PCB多为弱电核心是信号完整性不是人身安全。7.4 拐角严禁小于90°锐角避免直角。推荐135°钝角或圆弧。原因锐角电场集中尖端放电瞬时尖峰电压EMI、信号反射。软件自动生成钝角不满意可删除重画或拖动拐点。7.5 过孔单根信号线过孔≤3个。每个过孔约10pF寄生电容高速信号不友好。不要“极限走位”频繁换层。免费打样只支持通孔。7.6 布局与布线检查清单是否模块化布局电源线是否加粗是否单面优先飞线是否全部消失是否有锐角/直角过孔数量是否合理丝印是否上焊盘板框单位是否正确DRC是否0错误0警告是否按目标板厂规则检查8. 免费打样与SMT8.1 免费打样边界以平台当时政策为准尺寸长宽≤10cm×10cm。数量5片/次通常月2次。板材FR-4常规1oz铜厚。表面处理有铅喷锡免费osp免费沉金收费。阻焊绿色最快约2天其他色约3天。过孔盖油免费开窗/塞油/树脂可能收费。客编必须接受平台添加流水编号。物流顺丰/京东/EMS包邮选项。加急免费不支持。拼板严禁自行拼板风控封号。正规拼板用平台功能并付费。8.2 下单流程EDA菜单 → 下单 → PCB下单。领优惠券。选参数FR-4、10×10cm内、5片、1oz、有铅喷锡/osp、绿色、过孔盖油、客编。选包邮物流。确认优惠券实付0元。提交跟踪生产进度。8.3 SMT与物料元件下单从立创商城购物料。SMT下单贴片焊接服务收费需开钢网。PCB下单自动提交Gerber、坐标、BOM。一体化平台方便但物料贵时可其他渠道购买同封装。8.4 成本敏感点板材FR-4免费罗杰斯/铁氟龙收费。颜色绿色最快最稳。表面处理有铅喷锡免费沉金贵。层数免费通常1~2层4层可能收费。数量5片免费10片有时可15片收费。拼板免费不支持。9. 实战按键点灯全流程9.1 项目目标按下轻触开关LED亮松开灭。器件CR1220/CR2032电池盒、100Ω电阻、轻触开关、红色LED。9.2 原理图步骤Shift N新建工程命名规范。打开原理图设置图纸属性。Shift F放置器件粘贴商品编号。放电池盒、电阻、轻触开关、LED。Space旋转方向走线最短。Alt W连线电源→开关→电阻→LED→回地。隐藏商品名只留位号。未用引脚加非连接标识。设计 → 检查DRC直到0致命0错误0警告。9.3 转PCB与布局设计 → 更新/转换原理图到PCB。器件导入出现飞线。模块化布局旋转对齐飞线顺畅。放置 → 板框矩形宽100mm高60mm圆角2mm。调整丝印不重叠焊盘。2D/3D预览检查。9.4 布线按W进入单路布线。沿飞线连接。Tab改线宽一般10mil电源可20mil。需要跨层时Alt V放过孔。贴片器件在底层时顶层信号需过孔到底层。飞线全消失。铺铜接GND。设计 → 检查DRC。9.5 下单与验证下单 → PCB下单。领券选免费参数。提交收板。先测电源短路再上电。先调基础时钟/复位再测外设。功能验证按键点灯。10. 快捷键与操作速查表操作快捷键新建工程Shift N打开工程Ctrl O放置器件Shift F放置导线/单路布线Alt W可改W旋转Space水平翻转X垂直翻转Y删除Delete顶层Alt T底层Alt B过孔Alt V从原理图导入变更Alt I动态改线宽布线中Tab复制/粘贴Ctrl C/V保存Ctrl S检查DRC设计 → 检查DRC注意原理图与PCB快捷键独立。原理图“放置导线”改为W不影响PCB“单路布线”需分别设置。11. 常见QA与避坑Q搜CR2032为什么都是电池盒APCB焊的是电池座/电池盒电池是耗材。CR203220mm直径3.2mm厚CR122012mm直径2.0mm厚。Q原理图画完能直接转PCB吗A不行。必须先DRC0致命0错误0警告。Q器件/导线怎么删A选中按Delete。导线悬停黄选中红再删。框选可多选。Q贴片和插件开关区别A功能同封装不同。贴片适合SMT插件适合手工。封装规格一致即可。Q快捷键改了WPCB按W没反应A两个编辑器独立。PCB里要改“布线-单路布线”为W。Q背景改白色网格看不见A改网格颜色和坐标轴颜色为黑色/深色。Q线宽设20mil下一根又变10milA右键退出布线会重置。连续画不要右键或批量选中属性改。Q为什么不能走直角/锐角A电流如水流锐角急转弯产生尖峰电压、EMI。用钝角/圆弧。Q器件翻到底层导线变飞线APCB导线不自动跟随。删旧线切底层重画。贴片跨层必须过孔。QDRC没报错就能生产吗A不一定。DRC基于当前规则。换厂必须导入该厂规则。Q免费打样能加急/拼板吗A不能加急禁止自行拼板发现可能封号。Q黑色PCB更高端吗A与性能无关主要是营销。绿色最成熟便宜。Q0Ω电阻干嘛A单层板跳线、调试跳线/保险丝。Q丝印为什么量产很少A空间限制防抄板。QBGA为什么难画A引脚在底部锡球阵列必须过孔钻内层依赖多层板。12.术语表术语含义EDA电子设计自动化PCB印刷电路板PCBA焊接好元器件的PCBDRCDesign Rule Check设计规则检查ERC电气规则检查原理图阶段飞线待连接网络指示线维修中也指表面跳线位号R1、U1、SW1等唯一逻辑编号LCSC Code立创商城商品编号非连接标识No Connect声明引脚不连接铺铜大面积填铜通常接GND通孔/盲孔/埋孔不同层互连孔类型HASL喷锡表面处理ENIG沉金表面处理DFM可制造性设计SMT表面贴装技术BGA球栅阵列封装QFN四边扁平无引脚封装FPC柔性电路板GerberPCB光绘制造文件BOM物料清单坐标文件SMT贴片位置文件
