Altium Designer板框与M3定位孔设计：从零到一完整指南

1. 从零开始理解板框与定位孔的设计逻辑

1.1 板框到底是什么，为什么不能随便画

很多刚接触PCB设计的朋友，拿到Altium Designer之后第一反应就是赶紧把原理图转成PCB，然后往里面拖元器件、拉线。结果画到一半发现板子形状不对，或者板子边缘的器件被切掉了，又或者板子装不进外壳。这些问题的根源，十有八九出在板框和定位孔这两个最基础、但也最容易被忽视的环节上。

板框，英文叫Board Outline，有时候也叫Board Shape，它定义的是这块PCB的物理边界。你可以把它理解成一块“虚拟的板材”——就像木工做家具之前，得先确定这块木板裁多大、什么形状。板框决定了PCB厂拿到你的文件之后，从整张大覆铜板上切下来的轮廓。板框画错了，轻则板子尺寸偏差装不进外壳，重则整批板子报废。

定位孔，英文叫Mounting Hole，是板子上用来固定螺丝的孔。它决定了PCB怎么固定到外壳或者支架上。定位孔的位置和尺寸如果和外壳对不上，那板子就是“悬空”的，插拔接口的时候整个板子会跟着动，长期使用可能导致焊点开裂。

这两个东西看起来简单，但实际项目中出问题的概率非常高。我见过不少新手画的板子，板框是用走线层画的，定位孔是用焊盘代替的，最后发给板厂做出来，板子边缘毛刺严重，孔位偏差0.5mm以上。所以这一节我们先把这个逻辑理清楚。

1.2 为什么新手容易在板框上踩坑

新手在板框上踩坑，通常有以下几个原因。

第一个原因是层选错了。Altium Designer里面有几十个层，机械层、禁止布线层、顶层、底层、丝印层等等。板框应该画在机械层（Mechanical Layer）或者Keep-Out Layer上，但很多人随手就画在了Top Overlay或者Top Layer上。画在Top Layer上的板框，板厂根本不会识别为板框，只会当成一根普通的走线。

第二个原因是单位搞混了。Altium Designer默认可能是mil，也可能是mm，很多新手在设置板框尺寸的时候，脑子里想的是毫米，输入的时候没注意单位，结果画出来大了25.4倍。比如你想画一个50mm×30mm的板子，结果画成了50mil×30mil，板厂收到文件直接懵了。

第三个原因是没有闭合。板框必须是一个闭合的轮廓，不能有缺口。有些新手用线条一段一段拼，最后两个端点没有完全重合，差了几个微米，肉眼看不出来，但软件识别的时候就不是一个闭合区域，板厂CAM工程师处理的时候就会报错。

第四个原因是板框和器件冲突。板框画好之后，边缘的元器件如果超出了板框范围，板厂做出来之后这部分器件就是悬空的，或者被切掉。这个问题在布局阶段就要注意，但很多新手是先画板框再放器件，放着放着就忘了边界。

1.3 定位孔的设计为什么比想象中复杂

定位孔看起来就是打个洞，但实际上涉及好几个参数：孔径、孔位、孔的类型（金属化还是非金属化）、孔周围的禁布区。

先说孔径。M3螺丝的直径是3mm，但定位孔的孔径不能刚好是3mm。为什么？因为螺丝和孔之间需要留间隙。如果孔径刚好3mm，螺丝根本插不进去，加工公差稍微偏一点就卡死了。通常M3螺丝的定位孔孔径建议在3.2mm到3.5mm之间。具体选多少，取决于你的装配精度要求。如果是手工装配，3.5mm更稳妥；如果是机器自动装配，3.2mm到3.3mm就够了。

再说孔的类型。定位孔通常是非金属化孔（NPTH，Non-Plated Through Hole），也就是说孔壁没有铜。因为定位孔不需要导电，而且金属化孔的孔壁铜层在拧螺丝的时候可能被破坏，产生金属碎屑，造成短路风险。但在Altium Designer里面，默认放置的焊盘都是金属化的，需要手动改成非金属化。

还有孔周围的禁布区。定位孔周围不能走线、不能放器件，因为螺丝拧进去之后，螺丝头会压住孔周围的区域。如果这里有走线，螺丝头可能把走线的阻焊层磨掉，造成短路。通常建议定位孔周围留出至少1mm的禁布区，如果是M3螺丝，螺丝头直径大约5.5mm到6mm，所以禁布区半径至少3mm比较稳妥。

1.4 本文能帮你解决什么问题

这篇文章会从零开始，把Altium Designer里面画板框和放定位孔的完整流程讲清楚。包括：怎么设置原点和单位、怎么画一个精确的板框、怎么放置M3螺丝的定位孔、怎么检查板框和定位孔有没有问题、怎么输出给板厂。

我会给出具体的参数，比如M3螺丝孔的孔径推荐值、禁布区尺寸、板框线宽设置等等。这些参数都是实际项目中验证过的，你可以直接拿去用。同时我也会分享一些新手常犯的错误和排查方法，帮你在发给板厂之前就把问题解决掉。

不管你是完全没接触过PCB设计的小白，还是已经画过几块板子但总觉得板框和定位孔这块不太踏实的进阶用户，这篇文章应该都能帮到你。

2. 动手之前的准备工作：环境设置与参数确认

2.1 单位设置：毫米还是mil，一开始就要定好

打开Altium Designer之后，第一件事不是急着画图，而是把单位设置好。按快捷键Q可以在毫米和mil之间切换，但我建议你在整个项目里统一用毫米。原因很简单：板框尺寸、定位孔孔径、螺丝规格，这些参数在机械领域都是用毫米标注的。你用mil的话，每次都要换算，3.2mm等于125.98mil，这种数字记起来很麻烦，而且容易出错。

设置方法：在PCB编辑界面，按Ctrl+Q打开单位切换，或者直接在右下角的状态栏点击单位显示区域切换。更稳妥的方式是在View -> Toggle Units里面设置，确保当前单位是毫米。

另外，建议在Design -> Board Options里面把栅格（Grid）设置成合适的值。画板框的时候，栅格可以设大一点，比如1mm或者0.5mm，这样画出来的线条比较规整。放定位孔的时候，栅格可以设小一点，比如0.1mm，方便精确定位。

注意：单位设置是项目级别的，如果你打开的是别人的文件，先确认一下单位是什么，不要想当然地以为都是毫米。

2.2 层设置：板框到底该画在哪一层

Altium Designer里面和板框相关的层主要有两个：机械层（Mechanical Layer）和禁止布线层（Keep-Out Layer）。

机械层是用来标注机械尺寸的，比如板框、尺寸标注、装配说明等等。通常用Mechanical 1层来画板框。禁止布线层是用来限制布线区域的，你也可以在Keep-Out Layer上画板框，效果是一样的，板厂都能识别。

我的习惯是用Mechanical 1层画板框，因为这样板框和尺寸标注可以放在同一层，看起来比较清晰。Keep-Out Layer我一般用来画板子内部的禁布区，比如定位孔周围的禁布区、天线区域的禁布区等等。

在Design -> Layer Stack Manager里面可以查看和管理层设置。确保Mechanical 1层是可见的，并且颜色设置得比较醒目，比如红色或者黄色，这样画板框的时候不容易看漏。

2.3 原点设置：让定位孔坐标有据可循

原点（Origin）的设置非常关键，尤其是板子上有定位孔的时候。原点就是你坐标系的零点，所有器件的坐标都是相对于原点来定位的。

Altium Designer默认的原点在图纸的左下角，但那个位置和板子本身没有关系。我建议把原点设置在板子的左下角，或者设置在第一个定位孔的中心。这样定位孔的坐标就是(0,0)、(50,0)这种整齐的数字，方便检查和修改。

设置方法：在Edit -> Origin -> Set里面，点击你想要设置为原点的位置。或者用快捷键E然后O然后S。设置好之后，在状态栏可以看到当前鼠标位置的坐标。

提示：如果你是从CAD软件导入板框，原点设置尤其重要。CAD里面的原点和Altium Designer里面的原点可能不一样，导入之后要重新校准。

2.4 板框尺寸的确认：和外壳、接口对齐

在画板框之前，你必须确认板子的尺寸。这个尺寸不是拍脑袋定的，而是由外壳尺寸、接口位置、安装方式共同决定的。

如果你已经有外壳了，拿卡尺量一下外壳内部的可用空间。注意要留出余量，通常每边留0.5mm到1mm的间隙，方便装配。比如外壳内部尺寸是50mm×30mm，那板子尺寸建议做到49mm×29mm左右。

如果你还没有外壳，那就要根据接口的位置来定板框。比如USB接口、电源接口、排针的位置，这些接口必须露在板子边缘，方便插拔。接口的位置确定了，板框的大致形状也就确定了。

还有一个容易被忽视的点：板子的四个角。如果是直角，装配的时候容易刮手，而且应力集中，板子容易从角上裂开。通常建议做成圆角，圆角半径R2到R5都可以，看板子大小。小 board 用R2，大 board 用R5。

2.5 定位孔数量和位置的确定

定位孔的数量通常是2个到4个。两个孔只能限制板子的旋转，不能完全固定；四个孔最稳定，但加工和装配的要求也最高。

对于大多数小型PCB，我建议用4个定位孔，分布在板子的四个角附近。孔的位置要尽量对称，这样受力均匀。孔中心到板边的距离建议在3mm到5mm之间，太近了板边容易裂，太远了浪费空间。

如果是长方形板子，定位孔通常放在四个角，距离板边各3mm到5mm。如果是异形板子，定位孔的位置要根据实际装配需求来定，但也要尽量对称。

注意：定位孔的位置一旦确定，就不要轻易改动。因为外壳的螺丝柱位置是固定的，板子上的孔位必须和外壳对齐。改板子容易，改外壳难。

3. 板框绘制的完整实操流程

3.1 用线条绘制板框：最基础的方法

在Altium Designer里面画板框，最直接的方法就是用线条（Line）工具在Mechanical 1层上画一个闭合的轮廓。

操作步骤：

1. 在PCB编辑界面，点击底部的层标签，切换到Mechanical 1层。
2. 按快捷键P然后L，或者点击工具栏上的放置线条图标。
3. 在图纸上点击确定起点，然后依次点击确定各个顶点，最后回到起点，形成一个闭合的矩形或多边形。
4. 画完之后，双击线条，在属性面板里面设置线宽。板框的线宽建议设置在0.1mm到0.2mm之间。太细了板厂可能看不清，太粗了占用空间。

这里有一个细节：用线条画的板框，软件不会自动识别为板框，它只是一组线条。你需要手动告诉软件“这个轮廓就是板框”。方法是：选中所有线条，然后Design -> Board Shape -> Define from selected objects。这样软件就会把这个闭合轮廓识别为板框，板子外面的区域会变暗。

提示：如果你画的是矩形板框，更简单的方法是直接用Design -> Board Shape -> Define Board Shape from Selected Objects，或者用Place -> Board Shape里面的矩形工具直接画一个矩形板框。

3.2 用板形状工具绘制：更规范的做法

Altium Designer提供了一个专门的板形状工具，在Place -> Board Shape菜单下面。里面有矩形、圆形、多边形等选项。

用这个工具画板框的好处是，画出来的直接就是板框，不需要再手动定义。而且板框的线宽、颜色都是软件自动管理的，比较规范。

操作步骤：

1. 选择Place -> Board Shape -> Rectangular（矩形）或者其他形状。
2. 在图纸上点击确定第一个角，然后拖动鼠标确定第二个角，点击完成。
3. 如果需要修改，可以拖动板框的边缘或者顶点来调整。

对于矩形板框，这个方法最快。对于异形板框，可以用多边形工具，或者先用线条画好轮廓，再用Define from selected objects来定义。

3.3 从CAD导入板框：复杂形状的解决方案

如果你的板框形状比较复杂，比如有圆弧、斜边、不规则缺口，在Altium Designer里面直接画可能比较麻烦。这时候可以从CAD软件（比如AutoCAD）里面画好，然后导入。

导入步骤：

1. 在CAD里面画好板框轮廓，保存为DXF或者DWG格式。
2. 在Altium Designer里面，File -> Import -> DXF/DWG。
3. 选择文件，设置导入的层（Mechanical 1）、单位（毫米）、比例（1:1）。
4. 导入之后，检查轮廓是否闭合，尺寸是否正确。
5. 选中导入的轮廓，Design -> Board Shape -> Define from selected objects。

从CAD导入板框的优点是精度高、形状灵活。缺点是如果CAD文件里面的线条没有闭合，或者有重复线条，导入之后可能会有问题。导入之前最好在CAD里面检查一下，确保轮廓是闭合的，没有多余的线条。

注意：导入CAD文件的时候，单位一定要确认。CAD里面可能是英寸，Altium Designer里面是毫米，如果不注意，导入之后尺寸会差25.4倍。

3.4 板框的圆角和倒角处理

板框的四个角，建议做成圆角。圆角的好处是：装配的时候不刮手，应力分布更均匀，板子不容易从角上裂开。

在Altium Designer里面做圆角，有几种方法：

方法一：用圆弧工具。在画板框的时候，四个角用圆弧代替直角。圆弧的半径根据板子大小来定，小 board 用R2，大 board 用R5。

方法二：画好直角板框之后，用Place -> Arc在四个角上画圆弧，然后删除原来的直角线段。

方法三：如果是从CAD导入的，直接在CAD里面做好圆角再导入。

圆角半径的选择：对于大多数小型PCB，R2到R3就够了。如果是大板子，比如100mm以上的，可以用R5到R10。圆角半径不要太小，太小了加工的时候刀具可能转不过来。

3.5 板框线宽和颜色的设置

板框的线宽建议设置在0.1mm到0.2mm之间。这个线宽是给板厂看的，板厂会根据这个线宽来识别板框。线宽太细，比如0.05mm，板厂可能看不清；线宽太粗，比如0.5mm，会占用板子边缘的空间，影响布局。

颜色方面，Mechanical 1层建议设置成醒目的颜色，比如红色或者黄色。这样在布局布线的时候，板框边缘一目了然，不容易把器件放到板框外面去。

设置方法：在Design -> Board Layers & Colors里面，找到Mechanical 1层，设置颜色和可见性。

提示：板框画好之后，建议锁定（Lock）板框线条，防止在后续操作中不小心移动或删除。选中线条，在属性面板里面勾选“Locked”。

4. M3螺丝定位孔的放置与参数详解

4.1 M3螺丝孔的关键参数：孔径、禁布区、孔类型

M3螺丝的标称直径是3mm，但定位孔的孔径不能是3mm。为什么？因为螺丝和孔之间需要间隙。如果孔径刚好3mm，螺丝插不进去，或者插进去之后把孔壁刮坏。

M3螺丝定位孔的推荐参数：

孔径的选择还要考虑加工公差。PCB钻孔的公差通常是±0.1mm，所以如果你设计3.2mm，实际做出来可能是3.1mm到3.3mm。如果螺丝的公差也是±0.1mm，那最坏情况下螺丝3.1mm，孔3.1mm，就插不进去了。所以留0.2mm到0.5mm的间隙是比较稳妥的。

4.2 在Altium Designer里面放置定位孔

在Altium Designer里面放置定位孔，有两种方法。

方法一：用焊盘（Pad）工具。按P然后P放置焊盘，在属性面板里面设置：

• Hole Size：3.2mm（或3.5mm）
• X Size / Y Size：和Hole Size一样，或者稍大一点
• Shape：Round
• Plated：取消勾选（非金属化）
• Layer：Multi-Layer

方法二：用过孔（Via）工具。但过孔默认是金属化的，需要手动改成非金属化，而且过孔的尺寸设置没有焊盘那么灵活。所以推荐用焊盘工具。

放置的时候，建议先设置好栅格，比如0.1mm，然后用坐标精确放置。在属性面板里面直接输入X、Y坐标，比用鼠标点更准确。

注意：定位孔放置之后，一定要检查孔的类型是不是非金属化。在3D视图里面，金属化孔的孔壁是铜色的，非金属化孔是板子本色的。或者看属性面板里面的“Plated”选项有没有勾选。

4.3 定位孔禁布区的设置

定位孔周围需要设置禁布区，防止走线和器件进入这个区域。禁布区的设置方法：

1. 在Keep-Out Layer上，以定位孔为中心画一个圆，半径3.0mm到3.5mm。
2. 或者用Place -> Keepout -> Circle，直接画一个圆形禁布区。
3. 禁布区画好之后，布线的时候软件会自动避开这个区域。

禁布区的大小：对于M3螺丝，螺丝头直径大约5.5mm到6mm，所以禁布区半径至少3mm。如果螺丝头下面有垫片，垫片直径可能更大，禁布区也要相应加大。

提示：禁布区不仅限制走线，也限制器件放置。在布局的时候，定位孔周围3mm范围内不要放任何器件，包括小的电阻电容。

4.4 定位孔的坐标标注与检查

定位孔放置好之后，建议在Mechanical层上标注坐标，方便检查和修改。标注方法：

1. 在Mechanical 2层或者Mechanical 3层上，用文字工具标注每个定位孔的坐标。
2. 或者用尺寸标注工具，标注定位孔到板边的距离。

检查定位孔的位置是否正确，最简单的方法是：把板框和定位孔一起导出成DXF，然后在CAD里面和外壳图纸对比。或者直接在Altium Designer的3D视图里面，把外壳的3D模型导入进来，看看定位孔和外壳螺丝柱是否对齐。

Altium Designer支持导入STEP格式的3D模型。在Place -> 3D Body里面，选择外壳的STEP文件，放置到板子旁边，然后对比定位孔的位置。这个方法非常直观，强烈推荐。

4.5 定位孔常见问题与避坑经验

问题一：定位孔被走线穿过。这是因为没有设置禁布区，或者禁布区设置得太小。解决方法：在Keep-Out Layer上画禁布区，确保走线自动避开。

问题二：定位孔是金属化的。默认放置的焊盘是金属化的，需要手动取消“Plated”选项。金属化孔的孔壁铜层在拧螺丝的时候可能被破坏，产生金属碎屑，造成短路。

问题三：定位孔孔径太小。设计的时候忘了留间隙，孔径刚好3mm，结果螺丝插不进去。解决方法：孔径至少3.2mm，手工装配建议3.5mm。

问题四：定位孔位置和外壳对不上。这是因为没有用3D模型验证，或者外壳图纸看错了。解决方法：导入外壳3D模型，在3D视图里面检查。

问题五：定位孔周围有器件。布局的时候没有注意禁布区，把器件放到了定位孔旁边。解决方法：布局之前先画好禁布区，或者用规则检查（DRC）来发现这个问题。

5. 板框与定位孔的检查、输出与实战建议

5.1 设计规则检查（DRC）中的板框与定位孔检查

Altium Designer的DRC（Design Rule Check）可以检查很多问题，但板框和定位孔的检查需要手动设置规则。

在Design -> Rules里面，可以设置：

• Clearance规则：设置走线到板框的最小距离，通常0.2mm到0.3mm。
• Hole Size规则：设置最小孔径和最大孔径，确保定位孔在合理范围内。
• Hole to Hole Clearance：设置孔到孔的最小距离，防止钻孔的时候孔壁破裂。

设置好规则之后，运行DRC（Tools -> Design Rule Check），软件会自动检查有没有违规的地方。

注意：DRC只能检查软件能识别的问题。板框和外壳的匹配、定位孔和螺丝柱的对齐，这些需要人工检查，DRC查不出来。

5.2 导出Gerber和钻孔文件时的注意事项

板框和定位孔最终要输出给板厂，输出格式通常是Gerber（RS-274X）和钻孔文件（Excellon）。

导出Gerber的时候，要确保：

• Mechanical 1层（板框）被包含在输出层里面。
• Keep-Out Layer如果画了禁布区，也要包含，但有些板厂不需要禁布层，可以问一下。
• 钻孔文件里面，定位孔要单独列出来，标注为非金属化孔。

导出步骤：File -> Fabrication Outputs -> Gerber Files，选择要输出的层，设置单位和格式，然后生成。钻孔文件用File -> Fabrication Outputs -> NC Drill Files。

提示：导出之后，建议用Gerber查看软件（比如免费的GC-Prevue或者在线查看器）打开检查一下，确认板框和定位孔都在正确的位置。

5.3 和板厂沟通的关键信息

发给板厂的时候，除了Gerber和钻孔文件，还要在说明里面写清楚：

• 板子尺寸：比如50mm×30mm。
• 板子厚度：通常1.6mm，也可以选1.0mm、1.2mm等。
• 定位孔要求：M3螺丝孔，孔径3.2mm，非金属化。
• 板框线宽：0.15mm。
• 表面处理：通常喷锡（HASL）或者沉金（ENIG）。

如果板厂有工程确认环节，他们会发回来一个确认图，上面标注了板框和定位孔的位置。一定要仔细核对，确认无误之后再让板厂开工。

5.4 新手常犯的五个错误与解决方法

错误一：板框画在Top Layer上。板厂不会识别为板框，只会当成走线。解决方法：画在Mechanical 1层或者Keep-Out Layer上。

错误二：单位搞混。想画50mm，结果画成50mil。解决方法：画之前确认单位是毫米，画完之后量一下尺寸。

错误三：板框没有闭合。线条之间有缺口，板厂无法识别。解决方法：画完之后放大检查，确保所有端点重合。

错误四：定位孔是金属化的。默认焊盘是金属化的，忘了取消。解决方法：放置焊盘之后，在属性面板里面取消“Plated”。

错误五：定位孔周围没有禁布区。走线和器件进入了螺丝头区域。解决方法：在Keep-Out Layer上画禁布区，半径至少3mm。

5.5 进阶技巧：用脚本批量放置定位孔

如果你经常画板子，每次都要手动放定位孔，比较麻烦。Altium Designer支持用脚本批量放置定位孔。

写一个简单的Delphi Script或者VBScript，输入板框的四个角坐标和定位孔的偏移量，脚本自动在四个角放置定位孔。这样可以节省时间，而且保证每次的参数一致。

脚本的基本逻辑：

1. 获取板框的边界坐标。
2. 计算四个定位孔的位置（比如距离板边各3mm）。
3. 在指定位置放置焊盘，设置孔径、非金属化、禁布区。

Altium Designer的脚本功能比较强大，网上也有很多现成的脚本可以参考。如果你不熟悉脚本，也可以把常用的板框和定位孔做成模板，每次新建项目的时候直接复制。

5.6 个人经验分享：几个容易忽视的细节

第一个细节：定位孔的孔径标注。在钻孔文件里面，定位孔的孔径要标注清楚。有些板厂默认把所有孔都做成金属化的，如果你没有特别说明，定位孔可能被做成金属化孔。所以一定要在说明里面写清楚“定位孔为非金属化孔”。

第二个细节：板框的线宽。板框线宽不要太细，0.1mm是底线。有些板厂的最小线宽是0.15mm，如果你画0.1mm，板厂可能会帮你加粗，但加粗之后板框尺寸就变了。所以最好提前问一下板厂的工艺能力。

第三个细节：定位孔和板边的距离。定位孔距离板边太近，比如只有1mm，钻孔的时候板边容易裂。建议至少3mm。如果板子空间紧张，至少也要2mm。

第四个细节：3D模型验证。强烈建议在Altium Designer里面导入外壳的3D模型，在3D视图里面检查定位孔和螺丝柱是否对齐。这个方法比看2D图纸直观得多，能发现很多隐藏的问题。

第五个细节：板框的圆角。圆角不仅是为了好看，更是为了装配和应力。如果板子要经常插拔，圆角可以防止板边刮伤手指，也可以减少应力集中。

提示：如果你不确定定位孔的孔径选多少，可以先用3.5mm。3.5mm的孔对于M3螺丝来说间隙足够大，手工装配非常轻松。如果后续发现太松，再改小到3.2mm。

5.7 从一块板子到一套模板：提高效率的做法

画完第一块板子之后，建议把板框和定位孔做成模板。下次画新板子的时候，直接复制模板，改一下尺寸和孔位就行。

模板的制作方法：

1. 新建一个PCB文件，画好板框和定位孔。
2. 把文件保存为.PcbDoc格式，放在模板文件夹里面。
3. 新建项目的时候，直接复制这个文件，然后修改。

或者用Altium Designer的模板功能：File -> New -> PCB，选择“Advanced”选项，可以基于现有模板创建新PCB。

模板的好处是：参数一致，不容易出错；节省时间，不用每次从头画；团队协作的时候，大家用同一套模板，风格统一。

我个人的习惯是，把常用的几种板框尺寸（比如50×30、60×40、80×50）都做成模板，定位孔的参数也固定下来。新项目开始的时候，选一个最接近的模板，改一下尺寸就行。这样效率高很多，而且不会因为忘记设置某个参数而出错。