定义层叠结构

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Altium Essentials: PCB Layer Stack Manager

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概览

本文介绍了什么是 PCB 层叠、它为何在现代电路板设计中至关重要,以及如何在 Altium Designer 中使用层叠管理器来定义和管理层叠。文章首先阐述层排列在刚性、多层及刚挠结合 PCB 中的作用,然后介绍层叠管理器的主要选项卡,以及用于添加、移动、删除和配置层与材料的编辑工具。如果您希望更清楚地了解层叠决策如何与 Altium Designer 中的实际 PCB 设计工作相衔接,本文将帮助您轻松掌握基础要点,敬请继续阅读。

- 了解层叠如何定义 PCB 的垂直结构,以及这一概念如何应用于具有多个子层叠的刚挠结合设计。
- 了解 Altium Designer 中层叠管理器的用途,包括用于层叠、阻抗、过孔类型、背钻、印刷电子和电路板配置的主要选项卡。
- 掌握层叠属性的基本编辑流程,例如添加、删除、重新排列和配置层、材料及相关设置。
使用 AI 深入了解:

PCB 采用多层堆叠结构进行设计和制造。在印刷电路板(PCB)制造的早期,电路板仅由一个绝缘芯层构成,其单面或双面覆有一层薄铜。通过蚀刻去除多余的铜,在铜层中形成导电走线,从而实现电气连接。

如今,几乎所有 PCB 设计都采用多层铜结构。技术创新和加工工艺的改进为 PCB 制造带来了许多革命性理念,其中包括柔性 PCB 的设计和制造能力。通过柔性部分连接 PCB 的刚性部分,可以设计出复杂的混合结构 PCB,并通过折叠将其装入形状特殊的外壳中。

左图为单面 PCB,是早期 PCB 设计的典型形式。右图为刚挠结合 PCB,其刚性部分通过柔性 PCB 部分相互连接。
左图为单面 PCB,是早期 PCB 设计的典型形式。右图为刚挠结合 PCB,其刚性部分通过柔性 PCB 部分相互连接。

在印刷电路板设计中,层叠结构定义了各层在垂直方向(即 Z 平面)上的排列方式。由于电路板作为一个整体制造,因此任何类型的电路板(包括刚挠结合板)都必须作为一个整体进行设计。为此,刚挠结合板设计人员必须能够定义多个 PCB 层叠结构,并将不同的层叠结构分配给刚挠结合设计中的不同区域。

层叠管理器

PCB 层叠结构的定义是成功进行印刷电路板设计的关键要素。许多现代 PCB 的布线不再只是传输电能的一系列简单铜连接,而是作为一系列电路元件或传输线进行设计。

要成功设计高速 PCB,需要在材料选择、层叠结构及层分配与布线尺寸和间距之间取得平衡,以实现合适的单端和差分布线阻抗。此外,设计现代高速 PCB 时还需要考虑许多其他因素,包括层配对、精细的过孔设计、可能的背钻要求、刚性/柔性要求、铜平衡、层叠对称性以及材料合规性。

这些与层相关的设计要求都集中在同一个编辑器中,即 Layer Stack Manager。 

要打开 Layer Stack Manager,请从 PCB 编辑器的主菜单中选择 Design » Layer Stack Manager。 Layer Stack Manager 会以文档视图的形式打开,与原理图图纸、PCB 及其他文档类型的打开方式相同。在编辑电路板时,可以让其保持打开,以便在电路板与层叠管理器(LSM)之间来回切换。它支持所有标准视图操作,例如拆分屏幕或在单独的显示器上打开。在执行 Save 后,Layer Stack Manager 中的更改才会应用到 PCB 编辑器中。

层叠管理的所有操作均在层叠管理器中完成。选择层叠结构底部的选项卡,即可配置各项设置。
层叠管理的所有操作均在层叠管理器中完成。选择层叠结构底部的选项卡,即可配置各项设置。

根据电路板结构,Layer Stack Manager 将包含以下选项卡:

Stackup 添加、移除信号层、平面层和介质层,调整其顺序,并为各层分配/配置材料属性。
Impedance 使用阻抗控制布线时,配置阻抗配置文件。
Via Types 配置允许使用的过孔类型,定义每种过孔类型跨越的层。
Back Drills 存在焊盘或过孔残桩时,配置需要背钻的跨层范围。
Printed Electronics 配置印刷电子设计中的层排列。
Board 配置高级刚挠结合设计中不同子层叠的排列方式。

编辑层叠属性

Layer Stack Manager 在类似电子表格的编辑网格中显示层叠属性。可以直接在网格中编辑这些属性,也可以在 Properties 面板i中编辑。根据电路板结构,Layer Stack Manager 将包含以下选项卡,每个选项卡都会在编辑网格和 Properties 面板中显示各自的属性集。

要更改当前层叠使用的计量单位,请选择 Tools » Measurement Units,然后选择所需的计量单位(mil、 in、 µ 或 mm)。也可以使用 Ctrl+Q  键盘快捷键循环切换计量单位。

层叠选项卡

Stackup 选项卡详细列出了制造所需的各层。在此选项卡中,可以添加、移除和配置层。对于标准刚挠结合设计,还可以在此选项卡中启用和禁用各层叠中使用的层集。高级刚挠结合设计则在电路板选项卡中配置。

右键单击可添加、移除层并调整层的顺序。可以在“属性”面板中编辑数值,也可以直接在网格单元格中编辑。右键单击可添加、移除层并调整层的顺序。可以在“属性”面板中编辑数值,也可以直接在网格单元格中编辑。

编辑层叠

Add a layer

要添加层,请在层网格中右键单击、单击 按钮,或使用 Edit » Add Layer 命令。新层将添加到网格中当前所选层的旁边。添加 Signal 或 Plane(铜)层时,如果现有的相邻层也是铜层,则还会添加一个介质层。 最多可以添加 128 个信号层和 16 个平面层。如有需要,可以对平面层进行任意次数的分割,并在已分割区域内进一步定义分割区域—— 了解更多。

最多添加 128 个信号层的功能目前处于公开测试阶段,在高级设置对话框中启用 PCB.IncreaseSignalLayers 选项后即可使用。禁用此选项时,最多可以添加 32 个信号层。

Move a layer 在层网格中右键单击,然后选择 Move layer up / Move layer down,或使用主菜单中的 Edit » 上移层 / Edit » 下移层 命令,在层叠结构中同类型的层之间向上或向下移动所选层。
Delete a layer 单击  按钮、在层网格中右键单击,或在主菜单中选择 Edit » Delete 层 ,即可删除层叠结构中的所选层i。如果要删除的层包含图元,则在删除前会弹出确认对话框。单击 Yes  继续删除。
Define the Layer Material

层的材料既可以直接输入到选定的Material 单元格中,也可以在选择材料对话框中选择,单击  按钮即可打开该对话框。

Stack symmetry 如果启用了Properties面板中Board 区域的Stack Symmetry选项,则会以中间介质层为中心,成对添加相互匹配的层。
Additional properties

右键单击列标题,然后选择 Select columns 以打开Select Columns对话框(),您可以在其中启用/禁用层表格中显示的列,并调整其顺序。请注意,Properties面板中仅显示常用属性。

Apply Surface Finish 通过相应的右键子菜单添加Surface Finish 层,即可为外部铜层添加表面处理层。
Delete a substack 初始子叠层无法删除。选择其他任意子叠层时,按钮将变为可用状态,单击此按钮即可删除选定的子叠层。

阻抗选项卡

使用受控阻抗布线时,可通过“阻抗”选项卡配置阻抗配置文件。 点击 Layer Stack Manager 底部的 Impedance 选项卡,配置阻抗配置文件的要求。配置完成后,即可在“布线宽度”或 差分对布线设计规则中选择所需的配置文件。

添加新的配置文件,启用其适用的层,配置参考层,并在“属性”面板中定义配置文件的属性。添加新的配置文件,启用其适用的层,配置参考层,并在“属性”面板中定义配置文件的属性。

编辑阻抗配置文件

Adding a Profile

点击 (如果尚未添加任何配置文件,则点击 Add Impedance Profile 按钮)以添加新的 阻抗配置文件,然后在 Properties 面板中定义所需的 Type、Target Impedance 和 Target Tolerance。Description 为可选项。

Enabling the layers

下一步是定义当前选定的配置文件可用于哪些层。表格分为两个区域:左侧显示层叠中的层,右侧显示当前选定的阻抗配置文件可用的层。使用“阻抗配置文件”区域中的层复选框,使选定的阻抗配置文件可用于该层。

 

在“阻抗配置文件”区域中选择一个已启用的层时,层叠中的所有层都会淡化显示,只有用于计算该选定信号层阻抗的层()除外。

Assign the reference layers 为某个层分配阻抗配置文件后,可在 Top Ref 和 Bottom Ref 列中编辑该层的参考层。请注意,参考层可以是 Type 平面层或信号层。
Configure the impedance properties 阻抗计算器支持正向和反向阻抗计算。如果输入 Target Impedance,Width 将自动变化(正向计算);如果输入 Width,Target Impedance 将自动变化(反向计算)。
Define the etch Etch = 0.5[(W1-W2)/Thickness] ,根据走线的上、下宽度计算得出(将光标悬停在面板中的 ? 上可显示公式)。
Configure the differential impedance calculation

进行差分阻抗计算时,点击相应的 按钮,锁定 Width 或 Trace Gap。随后,未锁定的变量会随 Target Impedance 值的变化而重新计算。也可以编辑未锁定的变量来更改 Target Impedance。

  • 阻抗计算支持由 Simbeor® 软件提供。计算器支持单端和差分共面结构,差分阻抗计算器还支持非对称带状线结构。所有计算均使用 1 GHz 的频率。 为提高计算速度,阻抗配置文件会在独立线程中计算(如果可用)。

  • 对于带状线结构,介质高度按铜层之间的距离计算(参见图中的 H2)。

  • 阻抗计算器支持多个相邻介质层。这些层可以具有不同的介电属性。

了解有关为受控阻抗布线设置属性的更多信息。

过孔类型选项卡

Via Types 选项卡用于定义设计中所用过孔在 Z 平面上允许的跨层要求。过孔的 X-Y 属性(包括直径和孔径)由适用的“布线样式”设计规则控制。

将每个所需的跨层范围定义为一种独立的过孔类型。将每个所需的跨层范围定义为一种独立的过孔类型。

编辑过孔类型

The default via 新电路板的层叠在 Layer Stack Manager 的 Via Types 选项卡中包含一个通孔跨层定义。 对于双层板,默认过孔名为 Thru 1:2,该名称反映了过孔类型以及过孔跨越的首层和末层。默认通孔跨层定义无法删除。
Add a new Via Type

点击 按钮添加另一种过孔类型,然后在 Properties 面板中选择此过孔类型跨越的层。新定义的名称为 <Type> <FirstLayer>:<LastLayer>(例如 Thru 1:2)。 软件会根据所选层自动检测类型(例如通孔、盲孔、埋孔),并据此命名过孔类型。

Naming a Via Type 每种过孔类型都会根据其跨越的层 以及是否为微孔(µVia)自动命名。 放置在工作区中的过孔包含一个 Name 属性下拉菜单,其中列出了 Layer Stack Manager 中定义的所有过孔类型。电路板中使用的所有过孔都必须属于 Layer Stack Manager 中定义的某一种过孔类型。
Adding a µVia 如果需要 µVia,请启用 µVia 复选框。此选项仅在过孔跨越相邻层或隔一层(称为跳层过孔)时可用。
Mirroring a via 如果层叠启用了 层叠对称选项,则 Mirror 选项将可用。启用 Mirror 后,会自动创建当前过孔的镜像过孔,跨越层叠中的对称层。 
Selecting a Via Type during routing

在交互式布线期间切换层时:

  • Properties 面板将显示适用的过孔类型 ()。

  • 如果有多种过孔类型适用于所跨越的层,请按 6 快捷键循环切换可用的过孔类型,或按 8 快捷键显示可用过孔类型菜单 ()。

  • 状态栏中会详细显示拟使用的过孔类型 ()。

当层叠管理器中定义了多个子层叠时,可通过界面为每个子层叠定义不同的过孔类型。请注意,这 does not 将该过孔类型限制在使用该子层叠的板区域内。布线期间可用的过孔类型取决于适用的布线过孔样式设计规则,以及该布线所跨越的层。如果需要,可以在适用的布线过孔样式设计规则中使用 InLayerStackRegion 查询关键字 () 指定区域,从而将过孔类型限制在电路板的某个区域内。

了解有关 过孔详细信息的更多内容,以及如何设置 盲孔、埋孔和微孔。

背钻选项卡

在高速设计中,当过孔孔壁延伸到信号布线所用的信号层之外时,可能会发生信号反射。这可能导致信号劣化和信号完整性问题。解决此问题的一种方法是使用控深钻孔去除未使用的过孔孔壁,这项技术也称为背钻。

背钻属性在 Back Drills 选项卡中配置。在 Tools » Features 子菜单中启用背钻,或单击 按钮后选择 Back Drills,即可显示此选项卡。

编辑背钻

How Back Drills work Back Drills 选项卡用于定义存在焊盘或过孔残桩时需要进行背钻的跨层范围。这些设置与 最大过孔残桩长度设计规则配合使用,该规则指定最大残桩长度和钻孔直径增大量。规则中的 Where the Object Matches 设置可用于将残桩去除操作限制到特定网络 ()。
Add a new Back Drill

单击  按钮可添加新的背钻定义。定义将根据 Properties 面板的 Back Drill 部分中选择的 First layer 和 Last layer 命名,例如 BD 1:3。First layer 定义钻孔的起始层,Last layer 定义钻孔停止前的层(Last layer 是层叠中第一个不会被背钻的层)。

Mirroring a Back Drill 如果在 Properties 面板中的子层叠属性中启用了 层叠对称选项,则面板的 Back Drill 部分中将提供 Mirror 选项。启用此选项后,会创建当前背钻的镜像,例如 BD 1:3 | 6:4。

有关如何设置背钻的 属性,请参阅 控深钻孔(背钻) 页面。

印刷电子选项卡

利用现代印刷技术,可以将导电层和非导电层直接印刷到基材上,逐层构建电子电路。这称为 printed electronics。 通过选择 单击并拖动以移动​Tools » Features » Printed Electronics 选项,可将层叠配置为印刷电子模式。在此模式下,所有选项卡都将替换为单个 Printed Electronics Stackup 选项卡。

印刷电子采用不同的方式定义层叠。印刷电子采用不同的方式定义层叠。

为印刷电子配置层叠

Defining the layers 印刷电子不使用传统的介电层,而是在布线必须交叉的位置印刷局部介电材料。当在 Features 下拉列表中启用 Printed Electronics 选项时,所有介电层都将从层叠中移除,改为通过在非导电层上放置形状合适的区域对象来定义局部介电区域。
How Layers are named 在印刷电子中,铜信号层称为 conductive layers,绝缘层称为 non-conductive layers。

有关如何设置印刷电子层的 属性,请参阅 印刷电子设计 页面。

电路板选项卡

电路板选项卡用于配置高级刚柔结合设计所需的不同子层叠。启用 Rigid-Flex (Advanced) 模式时,该选项卡会自动显示。请注意,选择标准刚柔结合模式时,不使用也不提供电路板选项卡。

使用电路板选项卡配置书脊式刚柔结合 PCB,注意中间部分有两个柔性子层叠。使用电路板选项卡配置书脊式刚柔结合 PCB,注意中间部分有两个柔性子层叠。

使用电路板视图选项卡

Add a new Substack 使用 Shift+Click 快捷键选择所需的层,然后水平拖动所选内容,将其放置在子层叠集合中,即可基于现有子层叠快速创建其他子层叠。
Configure layer intrusion 使用左侧/右侧伸入字段配置相邻层是否伸入邻接子层叠。
Configure layer adjacency 配置相邻子层叠中各层之间的关系,例如,它们是否共享层 (Common),或者这些层是否为该子层叠独有 (Individual)。
Editing a substack 在电路板选项卡中双击特定子层叠,可打开其层选项卡并进行编辑。
Adding a Branch 添加其他分支。当设计中有多个柔性部分从单个刚性部分向外延伸时,需要使用分支。了解有关 分支的更多信息。

了解有关 设计高级刚柔结合 PCB的更多信息。

配置各层的属性和材料

PCB 中的层类型

制造印制电路板时会使用多种材料。下表简要介绍了常用材料。 层材料及其属性的选择应始终与电路板制造商协商确定。

配置各层的属性

可以直接在 LSM 表格中或在 Properties 面板中编辑各层的属性,也可以单击所选层的 Material 单元格中的省略号按钮 (),从材料库中选择预定义材料。本页前面的叠层选项卡部分概述了添加、删除、编辑和排列各层的各种方法。

Javascript ID: ConfigProps

直接在表格中或在 Properties 面板中编辑层属性。

右键单击列标题区域,编辑可用的列。

单击省略号 (...),从库中选择材料。

材料库与库合规性

可在材料库中预定义首选的叠层材料。在 Layer Stack Manager 中,选择 Tools » Material Library 以打开 Altium Material Library 对话框,可在其中查看现有材料并添加新的材料定义。

Altium Material Library 对话框
Altium Material Library 对话框

选择层所用的材料

用于特定层的材料并非在 Altium Material Library 对话框中选择,而是在 Select Material 对话框中选择。要为某一层使用特定材料,请单击叠层表格中该层 Materials 单元格中的省略号 (),或单击  当在层叠表格中选中该层时,在 Properties 面板的 Material 字段中。这将打开 Select Material 对话框,其中的库仅显示适合所点击省略号控件对应层的材料。

Select Material 对话框
Select Material 对话框

如果在 Layer Stack Manager 中启用了 Library Compliance 复选框,则对于每个从材料库中选择材料的层,系统会将当前层属性与库中该材料定义的值进行比较。任何不符合的属性都会标记错误标志。重新选择材料(),即可将这些值更新为材料库中的设置。

层叠对称性

如果要求电路板层叠对称,请在 Properties 面板的 电路板 区域中启用 Stack Symmetry 复选框。启用后,系统会立即检查层叠相对于中心介质层的对称性。如果与中心介质参考层等距的任意一对层不完全相同,则会打开 Stack is not symmetric 对话框。

对话框顶部的 Layer stack symmetry mismatches 表格详细列出了检测到的所有层叠对称性冲突。 在对话框下部选择适当选项,以实现层叠对称:

通过以下方式实现层叠对称:

Mirror top half down 将中心介质层上方各层的设置向下复制到对应的对称层。
Mirror bottom half up 将中心介质层下方各层的设置向上复制到对应的对称层。
Mirror whole stack down 在最后一个铜(Surface Finish)层之后插入一个额外的介质层,然后将所有信号层和介质层复制并镜像到此新介质层下方。
Mirror whole stack up 在第一个铜(Surface Finish)层之前插入一个额外的介质层,然后将所有信号层和介质层复制并镜像到此新介质层上方。
  • 使用 Stack Symmetry 选项可快速定义对称电路板:先定义一半的层叠,启用“层叠对称”选项,然后使用其中一个镜像整个层叠的选项来复制这组层。

  • 启用层叠对称后:

    • 对某一层属性的编辑操作会自动应用于对应的对称层。

    • 添加层时,会自动添加相应的对称层。

层叠可视化

Layerstack Visualizer 可让您以 2D 或 3D 方式查看层叠。 在 Layer Stack Manager 中选择 Tools » Layerstack Visualizer,打开 Layerstack Visualizer。

定义和配置刚柔结合子层叠

Main page: 刚柔结合设计

刚柔结合设计中的每个独立区域都可以由不同数量的层组成。为此,需要能够定义多个层叠,这些层叠称为 substacks。

PCB 编辑器支持两种刚柔结合设计模式。您可以在 Tools » Features 子菜单中选择所需命令,或使用 Layer Stack Manager 界面右侧的 Feature 选择器,选择标准模式或高级模式。

  1. 最初的模式,即标准模式,称为“刚柔结合”,支持简单的刚柔结合设计()。

  2. 如果设计有更复杂的刚柔结合要求,例如柔性区域重叠,则需要使用高级刚柔结合模式(也称为 Rigid-Flex 2.0)。除了支持柔性区域重叠,高级模式还支持以可视化方式定义子层叠的 Z 平面、独立定义电路板的各个刚性和柔性区域、在嵌套挖空处弯折、自定义形状分割、定义书本装订式结构、在柔性区域添加覆盖膜,以及纯柔性设计()。

了解更多关于 设计刚柔结合 PCB 的信息

定义单层 PCB

顾名思义,单层 PCB 只有一个铜层,通常为底层。 从双层 PCB 叠层中删除顶层或底层,即可创建单层 PCB 叠层。

对于双层 PCB,您可以从其层叠中删除顶层或底层。
对于双层 PCB,您可以从其层叠中删除顶层或底层。

单层板注意事项

  • 可以为 PCB 创建单层叠层,但不能为封装创建。

  • 当层叠中只有一个铜层时,Layer Stack Manager 中的 Via Types 选项卡和 Back Drills 功能将不可用。

  • 对于单层 PCB,只能在 Layer Stack Manager 的 Impedance 选项卡上创建 Single-Coplanar 和 Differential-Coplanar 类型的阻抗配置。

  • 在适用情况下,已移除的层会被称为相应的面。例如,如果移除了底层,则它在 钻孔表 的 Drill Layer Pair 列中会被称为 Bottom Side。

  • 当单层 PCB 中存在非金属化通孔焊盘时,它们不会在 DRC 报告的 Unplated multi-layer pad(s) detected部分中被标记。

在 高级设置对话框中启用 PCB.SingleLayerStack.Support 选项后,即可使用此功能。

使用预定义层叠

许多公司都有一个共同需求,即在其 PCB 设计中使用一致的层叠。软件包含多个预定义层叠,Altium 工作区中也包含多个叠层模板(如果您在激活或安装工作区时选择了包含示例数据)。除了可以在公司工作区中创建和存储叠层模板外,还可以将其存储为本地文件。

编辑器预设层叠

Tools » Presets 菜单中提供了多个预定义层叠,可作为便捷的设计起点。请注意,这些预设无法编辑,其列表也无法扩展。要配置您自己的预定义层叠,请创建叠层模板,具体如下所述。

叠层模板

预先定义的层叠称为叠层模板。这些模板可以存储在 Altium 工作区中并进行管理,也可以作为本地文件存储和管理。

可用模板列在 Preferences 对话框的 Data Management – Templates 页面中。 使用对话框页面顶部附近的 Template visibility 下拉列表,可以将列表配置为包含 Server only 或 Server & Local 模板。本地模板位于 Local Templates folder 值指定的文件夹中。

叠层模板可以在工作区中存储和管理,也可以作为本地文件存储和管理。叠层模板可以在工作区中存储和管理,也可以作为本地文件存储和管理。

使用存储在工作区中的叠层

Default Workspace stackups 默认情况下, Managed Content\Templates\Layer Stacks 工作区文件夹中提供了多个工作区层叠(如果您在激活或安装工作区时选择了包含示例数据)。
Preview a Workspace stackup 可以在 Explorer 面板中预览工作区层叠。在面板的修订版区域中选中层叠条目后,切换到 Preview 视图选项卡即可查看层叠。
Load a Workspace stackup 要从已连接的工作区加载叠层,请选择 File » Load Stackup From Server 命令。随后将显示 Choose Item Revision 对话框。 使用对话框左侧的文件夹树,导航到工作区中存储层叠的位置,然后在项目修订版列表中选择所需的叠层。单击 OK,将该文件中定义的叠层应用到当前在 Layer Stack Manager 中打开的层叠。
Save the open layer stack as an existing Workspace stackup 要将当前层叠保存为已连接工作区中某个现有叠层的新修订版,请选择 File » Save to Server 命令。 随后将显示 Choose Planned Item Revision 对话框,使用此对话框选择一个现有的工作区层叠,并将当前叠层保存为其下一个修订版。
Save the open layer stack as a new Workspace stackup 要将当前层叠保存为已连接工作区中的新叠层,请选择 File » Save to Server 命令。 随后将显示 Choose Planned Item Revision 对话框,在 Server Folders 树中导航至存储叠层的位置,然后右键单击对话框的修订版列表区域,并选择 Create Item » Layerstack 命令。 在打开的 Create New Item 对话框中,禁用 Open for editing after creation 选项;否则,您将进入直接编辑模式。
Create a new Workspace stackup from scratch

在 Preferences 对话框的 Data Management – Templates 页面中,单击 Add 按钮,然后从菜单中选择 Layerstack 命令(或右键单击模板网格以显示上下文菜单,然后选择 Add » Template)。 选择该命令后,在打开的 Close Preferences 对话框中单击 OK,以关闭 Preferences 对话框并打开临时叠层编辑器。系统将在 Layerstacks 类型的工作区文件夹中,自动为新的工作区层叠创建一个计划修订版。

Edit an existing Workspace Stackup 要编辑现有的工作区叠层,请在 Preferences 对话框的 数据管理 – 模板页面的 Templates 选项卡上,右键单击相应条目,然后从上下文菜单中选择 Edit 命令。临时编辑器将打开,并载入工作区叠层最新修订版中的模板以供编辑。根据需要进行更改,然后选择 File » Save to Server 命令,将叠层保存为该工作区叠层的下一个修订版。
Update an existing WS stackup based on a local stackup file 如果您需要更新工作区叠层,并且已有更新后的叠层文档文件,则可以将该文件上传到此工作区叠层。 在 Preferences 对话框的 Data Management – Templates 页面中,右键单击模板条目,然后从上下文菜单中选择 Upload 命令。在打开的 Open 对话框(标准 Windows 打开文件对话框)中,浏览并打开所需文件,该文件将上传到工作区叠层的下一个修订版。
Upload an existing stackup template file to the Workspace 如果所需的叠层文档文件位于 Local Template folder(在 Data Management – Templates 页面底部定义),并列在模板网格的 Local 条目下,则可以右键单击该文件并选择 Migrate to Server 命令,将其迁移为新的工作区层叠。在 Template migration 对话框中单击 OK 按钮以继续迁移过程——如该对话框中所述,原始层叠文件将被添加到本地模板文件夹中的 Zip 压缩包中(因此,它将不再显示在 Local 模板列表下)。
Upload a local stackup file to the Workspace 您也可以通过上传现有叠层文档文件(*.stackup)来创建新的工作区层叠。在 Preferences 对话框的 数据管理 – 模板页面的 Templates 选项卡上,从 Add 按钮的菜单或模板网格的 Add 上下文菜单中选择 Load from File 命令。在打开的 Open 对话框(标准 Windows 打开文件对话框)中,从 File name 字段右侧的下拉列表中选择 Layer Stack-up File (*.stackup) 选项,然后浏览并打开所需文件。该文件将上传到新工作区层叠的初始修订版中,此层叠会自动创建在 Layerstacks 类型的工作区文件夹中。

使用以本地文件形式存储的叠层

Load a stackup file 要从现有叠层文件加载叠层,并将其应用于当前在 Layer Stack Manager 中打开的层叠,请从主菜单中选择 File » Load Stackup from File 命令。
Save as a stackup file 选择 File » Save As,将当前层叠保存为叠层文档文件(*.stackup 或 *.stackupx)。请注意,Preferences 对话框的 Data Management – Templates 页面列出了以 *.stackup 格式保存的叠层。

导出层叠

Exporting to a Spreadsheet 使用 File » 导出 CSV 命令,将当前层叠导出为电子表格(*.csv)文件。
Exporting to Simbeor 使用 File » Export To Simbeor 命令,将层叠导出为 Simbeor 文件(*.esx)。

工作区层叠也可以用作一个或多个已定义的 Environment Configurations 中的配置数据项。环境配置用于约束设计人员的工作环境,使其只能使用公司批准的设计元素。环境配置在团队配置中心内定义和存储,该中心是通过工作区提供的一项服务。连接到工作区并从可用的环境配置中选择所需配置(如适用)后,Altium Designer 将针对层叠的使用进行相应配置。如果所选环境配置中定义了一个或多个层叠条目修订版,则 only 这些修订版可供您复用。如果适用于您的所选环境配置未指定或添加任何层叠修订版,或者设置为 Do Not Control,则所有可用的已保存条目修订版(已与您共享)均可使用。您也可以自由使用本地叠层文件。有关更多信息,请参阅 Environment Configuration Management(Altium 365 工作区、Enterprise Server 工作区)。

其他与层相关的设计任务

许多与层相关的设计任务并非在 Layer Stack Manager 中执行,但在准备层叠时仍需重点考虑。下面概述了这些任务,并提供了更多信息的链接。

定义板形

层叠定义电路板在 Z 方向上的结构,而板形则定义电路板在 X-Y 平面上的形状。板形也称为电路板轮廓,是一个封闭的多边形,用于定义电路板的整体范围。板形可以由单个板区域(用于传统刚性 PCB)或多个板区域(用于刚挠结合 PCB)组成。下图显示了一块由柔性区域连接两个刚性区域的电路板。

板形定义电路板在 X-Y 平面上的形状。板形定义电路板在 X-Y 平面上的形状。

了解有关定义板形的更多信息。

了解有关刚挠结合设计的更多信息。

为平面层分配网络

当 PCB 面板设置为 分割平面编辑器模式时,可用于查看板上任意电源平面的网络分配情况并为其分配网络。还可用于为电源平面上定义的分割区域分配网络。

分割平面编辑器用于查看和管理电源平面的网络分配,并检查分割平面的定义。分割平面编辑器用于查看和管理电源平面的网络分配,并检查分割平面的定义。

了解有关内部电源平面和分割平面的更多信息。

为安装在内部信号层上的元件配置层叠结构

当元件安装在顶层或底层信号层以外的层上时,即被视为嵌入式元件。 

嵌入在内部信号层上的元件(元件以蓝色轮廓突出显示,腔体以橙色轮廓突出显示)。嵌入在内部信号层上的元件(元件以蓝色轮廓突出显示,腔体以橙色轮廓突出显示)。

了解有关嵌入式元件的更多信息。

记录层叠结构

文档编制是设计流程的重要环节, 对于具有复杂层叠结构的设计(例如刚挠结合设计)尤为重要。为此,Altium Designer 提供了层叠表,可将其放置(Place » Layer Stack Table)在工作区中电路板设计的旁边。层叠表中的信息来自 Layer Stack Manager。

添加层叠表以记录设计信息。
添加层叠表以记录设计信息。

关于层叠表的注意事项

Placing a Layer Stack Table 要放置层叠表,请选择 Place » Layer Stack Table。
Included detail

层叠表详细列出以下内容:

  • Layer编号,在 Layer Stack Manager

  • 中分配;层 Name,在 Layer Stack Manager

  • Material中定义;在 Layer Stack Manager

  • Thickness中定义;在 Layer Stack Manager

  • 中定义;介质的 Constant, 在 Layer Stack Manager

  • Gerber中定义;分配给该层的标识符(文件扩展名)

  • Board Layer Stack,以阴影指示电路板各区域所分配的层叠结构中是否包含相应层

Editing a Layer Stack Table 双击已放置表格中的任意位置,即可在 Properties 面板中编辑 层叠表。
What is the Board Map? 层叠表还可选择包含电路板轮廓,以显示各个层叠结构如何分配到电路板的不同区域。使用 Show Board Map 选项和滑块 配置示意图设置。
  • 层叠表是一种智能设计对象,可在设计过程中放置并随设计进展更新。双击层叠表,即可在 Properties 面板中进行编辑。

  • 将 .Total_Thickness 和 .Total_Thickness(<SubstackName>) 特殊字符串放置在机械层上,即可在设计文档中包含这些信息。

  • 记录层叠结构的另一种方法是在工程中添加 Draftsman 文档, 并在其中添加层叠表。了解有关 Draftsman 的更多信息。

了解有关放置和编辑 层叠表的更多信息。

添加钻孔表

Altium Designer 提供了智能钻孔表,可显示所有层对(综合)或某个特定层对所需的钻孔。如果希望分别显示各层对的钻孔信息,请为设计中使用的每个层对各放置一个钻孔表。

记录层叠结构的另一种方法是在工程中添加 Draftsman 文档,并在其中添加层叠表。 

了解有关放置和编辑 钻孔表的更多信息。

在 Draftsman 中记录层叠结构

Altium Designer 还提供了专用的文档编辑器 Draftsman。Draftsman 允许设计人员创建高质量的文档,其中可包含尺寸标注、注释、层、层叠表和钻孔表。Draftsman 基于专用文件格式和一套绘图工具,提供了一种交互式方法,可将 制造和装配图与自定义模板、标注、尺寸、引出标注及注释相结合。

Draftsman 还支持更高级的绘图功能, 包括电路板等轴测视图、电路板详图和电路板逼真视图(3D 视图)。

在单页或多页 Draftsman 文档中放置绘图视图、对象和自动标注。 在单页或多页 Draftsman 文档中放置绘图视图、对象和自动标注。

了解有关 Draftsman 的更多信息。

层叠结构术语

术语 含义
Blind Via 从表面层开始但不贯穿整个电路板的过孔。通常,盲孔向下延伸一 层,到达下一铜层。
Buried Via 从一个内层开始并终止于另一个内层,但不到达表面铜层的过孔。
Core 两面覆有铜箔的刚性层压板(通常为 FR-4)。
Double-Sided Board 具有 2 个铜层的电路板,绝缘芯板两侧各有一层。所有孔均为通孔,即从电路板的一侧贯穿到另一侧。
Fine Line Features and Clearances 如今,PCB 制造中最小达 100µm(0.1mm 或 4mil)的走线宽度/间距被视为标准工艺。目前,元件封装领域可实现的技术极限约为 10µm。
High Density Interconnect (HDI) 高密度互连技术,指单位面积布线密度高于传统 PCB 的 PCB 技术。它通过精细线宽和间距、微孔、埋孔以及顺序层压技术实现。此名称也用作 Sequential layer Build-Up (SBU) 的另一种称呼。
Microvia 定义为孔径小于 6 mil(150µm)的过孔。微孔可通过光成像、机械钻孔或激光钻孔形成。激光钻孔微孔是高密度互连(HDI)的一项关键技术,因为它允许将过孔置于元件焊盘内;在积层制造工艺中使用时,还可实现信号层之间的转换,无需短截线(称为过孔残桩),从而大幅减少由过孔引起的信号完整性问题。
Multilayer Board

具有多个铜层的电路板,层数从 4 层到 30 多层不等。多层板可采用不同方式制造:

  • 将多块薄型双面板堆叠起来(用半固化片隔开),在加热和加压条件下层压成一个整体。在这种多层板中,孔可以是贯穿整个电路板的通孔、盲孔或埋孔。请注意,只有特定层可以通过机械钻孔形成埋孔,因为这些埋孔实际上是在层压前于薄型双面板上钻出的通孔。
  • 另一种方式是先按上述方法制造多层板,然后在其两侧层压附加层。当设计需要使用微孔、嵌入式元件或刚挠结合技术时,会采用这种方法。
Prepreg 浸渍了热固性环氧树脂(树脂+固化剂)且仅部分固化的玻璃纤维布。
Sequential Lamination 用于制造包含机械钻孔埋孔的多层 PCB 的技术名称(这些埋孔在最终层压前于薄型双面板上钻出)。
Sequential layer Build-Up (SBU) 以芯板(双面板或绝缘板)为起点,通过多次压合,在电路板两侧依次形成导电层和介电层。这项技术还允许在积层过程中形成盲孔,并嵌入分立元件或成形元件。也称为 High Density Interconnect (HDI) 技术。
Surface Laminar Circuit (SLC) 以多层芯板为起点,在其两侧添加积层(通常为 1 至 4 层)。描述成品板常用的表示法为 Build-up copper layers + Core copper layers + Build-up copper layers。例如,2+4+2 表示以 4 层芯板为核心、两侧各层压 2 层的电路板(也写作 2-4-2)。这项技术允许在积层过程中形成盲孔,并嵌入分立元件或成形元件。
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