定义子层叠 - 高级模式

概览

本文介绍如何在 Altium Designer 的高级刚柔结合模式下定义和管理子叠层,重点说明该模式与标准刚柔结合模式的区别,以及如何使用层叠管理器中的 Board 模式构建更复杂的刚柔结合结构。您将了解如何创建、编辑和分配子叠层,共用材料与独立材料的使用方式如何影响相邻层,以及何时需要使用分支来实现包含多个柔性部分或书脊式结构等更高级的布局。如果您正在设计较为复杂的刚柔结合 PCB,并希望更清楚地了解 Altium Designer 如何组织这些结构,本指南将帮助您更有把握地完成相关操作。继续阅读,进一步掌握您的设计工作流程。

- 了解标准刚柔结合模式与高级刚柔结合模式的主要区别,尤其是电路板区域和子叠层的定义方式。
- 学习如何使用层叠管理器中的 Board 模式添加、编辑和组织子叠层,包括共享层与独有层之间的关系。
- 了解何时需要使用独立材料和分支等功能,以支持更复杂的刚柔结合板结构。
使用 AI 深入了解:

Altium 的 PCB 设计软件提供两种刚柔结合设计模式。原始模式(也称标准模式)称为 Rigid-Flex,支持简单的刚柔结合设计。如果您的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 Advanced Rigid-Flex 模式(也称为刚柔结合 2.0)。可在层叠管理器的 Tools 菜单中选择模式。

这两种模式的根本区别在于:在原始模式中,通过放置分割线将板形分割为多个独立的板区域,且该分割线会作为对象保留下来,用于界定一个板区域的终点和另一个板区域的起点。在高级模式中,每个板区域都是单独放置的;如果将一个较大的区域切分,它就会变成两个独立的区域对象。在高级模式中,两个相邻板区域的交界位置由各自的边缘定义,而不是由分割线定义。因此,当电路板处于 Advanced Rigid-Flex 模式时,不存在分割线对象。

► 了解有关设计刚柔结合 PCB

的更多信息。如果启用了 Rigid-Flex (Advanced) 模式,显示将从 Stackup mode(如上图所示)变为 Board mode(如下图所示)。电路板模式用于以可视化方式编辑和组织刚柔结合设计中的各个子层叠。双击某个子层叠即可对其进行编辑,此时将显示该子层叠的层叠模式。

使用层叠管理器右上角的 Navigation bar,可在 Stackup 和 Board modes 之间来回切换,如下图中突出显示的部分所示。

层叠管理器的电路板模式用于定义刚柔结合设计中的子层叠。
层叠管理器的电路板模式用于定义刚柔结合设计中的子层叠。

层叠管理器的 Board mode 用于:

  • 添加子层叠。
  • 配置相邻子层叠中各层之间的关系——它们是共用层(Common),还是该子层叠中的独有层(Individual)。
  • 配置相邻层是否延伸到相邻子层叠中。
  • 添加更多分支(当设计中有多个柔性部分从同一个刚性部分向外延伸时,就需要使用分支——有关详细信息,请参阅创建分支一节)。

配置子层叠

电路板可以包含任意数量的子层叠。为电路板的每个区域定义一个子层叠,有助于直观地呈现整体电路板结构。不过,这并非硬性要求,最低要求是为整个设计中所需的每一种独特层组合创建一个子层叠。然后,可根据需要将同一个子层叠分配给多个板区域。

下面的视频展示了一块包含九个板区域的刚柔结合板,这些区域使用了三种不同的子层叠。

每个子层叠都可以根据需要多次分配给板区域。

每个子层叠都创建在一个分段内。为什么需要分段?因为您还可以在同一个分段内创建多个子层叠,在创建书本装订式刚柔结合板(两个刚性区域通过多个柔性区域连接)时,就会用到这一功能。下图显示了层叠中间分段内的两个柔性子层叠,分别名为 FlexUpper 和 FlexLower。

书本装订式刚柔结合 PCB,注意中间分段包含两个子层叠。
书本装订式刚柔结合 PCB,注意中间分段包含两个子层叠。

在层叠管理器的 Board mode 中操作:

  • 启用 Rigid-Flex 模式后,层叠管理器会在 Board mode 中打开,您可以在其中添加新子层叠,并将其与相邻子层叠对齐。
  • 要编辑所选子层叠的层及层属性(选中状态以浅蓝色轮廓表示,如上图所示),可以双击该子层叠,或使用 层叠管理器导航栏选择所需的子层叠并打开 Stackup mode,然后在其中编辑该子层叠的各个层。根据需要添加和配置层。
  • 编辑子层叠后,要返回 Board mode,请单击 层叠管理器导航栏中的 Home 按钮 。

添加和编辑新子层叠

除了用于添加和删除子层叠外,Board mode 还用于配置层叠使用共用层还是独立层。

新子层叠根据当前选中的层创建。

创建新子层叠:

  • 新子层叠根据当前选中的层(以浅蓝色突出显示)创建——第一步是选择新子层叠所需的层:
    • Left Click 以选择整个子层叠。
    • Shift+Click 以选择子层叠中的单个层。继续对其他层执行 Shift+Click,以逐步选中所需的层。或者,对所需的第一个层执行 Shift+Click,然后直接移至最后一个层并执行 Shift+Click 将其选中;两者之间的所有层也会被选中。
  • 要使用选中的层添加新子层叠,请单击 按钮并选择相应命令:
    • Insert Selected before - 在当前所选子层叠的左侧创建新子层叠
    • Insert Selected after - 在当前所选子层叠的右侧创建新子层叠
    • Insert Selected into - 在当前所选子层叠所在的分段内创建新子层叠。
    • Branch - 从当前所选子层叠开始创建一个新分支。下文将详细介绍分支。
  • 或者,您可以在 Board view 中水平拖放选中的层组合,以创建包含这些层的新子层叠(如上方视频所示)。 
  • 新子层叠创建完成后,双击该子层叠,即可在层叠管理器的 Stackup mode 中打开并编辑它。
  • 如果您计划向柔性区域添加覆盖膜,请在 Stackup mode 中打开柔性子层叠时,启用 Properties 面板中的 Is Flex 选项。
  • 根据需要配置子层叠的层,然后单击 层叠管理器导航栏中的 Home 按钮 ,以返回 Board mode。
  • 在 Properties 面板中编辑子层叠的 Name,以反映其在整个设计中的作用。
  • 继续为刚柔结合设计中的每个区域添加子层叠。

从现有子层叠复制层以创建新子层叠时,这些层将成为两个子层叠的共用层——在一个子层叠中编辑某层的属性,会同时应用到两个子层叠中的该层。如果某个子层叠需要具有独有属性的层,请直接在该子层叠中添加这些层(如上方视频所示)。 

材料使用

启用 Individual Material Usage 选项,允许相邻层使用不同材料。
启用 Individual Material Usage 选项,允许相邻层使用不同材料。

刚柔结合设计中的刚性区域和柔性区域通常会共用铜层和介质层,但使用不同的外部介质层,例如覆盖膜。为帮助设计人员管理这种情况,所选子层叠的 Properties 中提供了 Material Usage 选项。

  • Common - 材料使用要求:层数最少的子叠层中的所有层,都必须与相邻子叠层中的对应层及其属性完全相同。这既包括共用的铜层和介质层,也包括覆盖膜等具有特殊用途的外部介质层。
  • Individual - 启用 Individual 模式,以允许在此子叠层中使用不同的相邻材料组合。

创建分支

如果设计中的叠层结构无法在 Board view 中建模,则需要使用分支功能。在下图所示的示例中,四个柔性区域从主板的不同层向外延伸,每个柔性区域的末端都有一个小型刚性区域。虽然可以在不使用分支的情况下将这四个柔性区域连接到 MainBoard,但无法在每个柔性区域的末端创建小型刚性区域。

正在为选中的区域 ConnectorRegion4 分配子叠层 ConnectorRigid4。
正在为选中的区域 ConnectorRegion4 分配子叠层 ConnectorRigid4。

此电路板需要使用分支功能。分支从子叠层延伸而出,一个子叠层可以延伸出多个分支。在此示例中,MainBoard 子叠层有四个分支:FirstFlexBranch、SecondFlexBranch、ThirdFlexBranch 和 ForthFlexBranch。

使用导航栏中的控件在不同分支之间切换。
使用导航栏中的控件在不同分支之间切换。

使用分支:

  • 创建分支时,会以当前选中的子叠层为基础,因此请在添加分支前选中所需的子叠层。
  • 单击 按钮,然后从菜单中选择 Branch。新分支随即出现,其中仅包含作为分支起点的共用子叠层。在 Properties 面板中输入合适的 Branch Name。
  • 根据需要向分支添加新的子叠层。
  • 使用层叠管理器的导航栏 在不同分支之间切换。
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