Layer-Stack-Manager
Der Befehl Home | Board | Layer Stack Manager öffnet ein *.CSPcbDoc [Stackup]-Dokument, und der Editor „Layer Stack Manager“ wird im Designbereich geöffnet.
Der Layer Stack Manager
Die PCB wird als Stapel von Lagen entworfen und aufgebaut. In den Anfangstagen der Leiterplattenfertigung bestand die Platine einfach aus einer isolierenden Kernlage, die auf einer oder beiden Seiten mit einer dünnen Kupferschicht beschichtet war. Verbindungen werden in der/den Kupferlage(n) als leitfähige Leiterbahnen hergestellt, indem unerwünschtes Kupfer weggeätzt (entfernt) wird.
Heute haben fast alle PCB-Designs mehrere Kupferlagen. Technologische Innovationen und Verbesserungen in der Verarbeitungstechnologie haben zu einer Reihe revolutionärer Konzepte in der PCB-Fertigung geführt, darunter die Möglichkeit, flexible PCBs zu entwerfen und herzustellen. Durch das Verbinden starrer PCB-Bereiche über flexible Abschnitte können komplexe, hybride PCBs entworfen werden, die sich falten lassen, um in ungewöhnlich geformte Gehäuse zu passen.
Bei Leiterplattendesigns definiert der Lagenaufbau, wie die Lagen in vertikaler Richtung bzw. in der Z-Ebene angeordnet sind. Da die Platine als eine einzige Einheit gefertigt wird, muss jeder Platinentyp als eine einzige Einheit entworfen werden. Dazu müssen Sie mehrere PCB-Lagenaufbauten definieren und verschiedenen Zonen des Designs unterschiedliche Lagenaufbauten zuweisen können.
Die Definition des PCB-Lagenaufbaus ist ein entscheidendes Element für ein erfolgreiches Leiterplattendesign. Moderne PCBs bestehen nicht mehr nur aus einer Reihe einfacher Kupferverbindungen zur Übertragung elektrischer Energie; das Routing vieler heutiger PCBs wird als Reihe von Schaltungselementen bzw. Übertragungsleitungen ausgelegt.
Ein erfolgreiches PCB-Design zu erreichen ist ein Prozess des Ausbalancierens von Materialauswahl sowie Lagenaufbau und -zuweisung gegenüber den Routing-Abmessungen und Abständen, die erforderlich sind, um geeignete einseitige und differentielle Routing-Impedanzen zu erzielen. Darüber hinaus gibt es zahlreiche weitere Designaspekte, die beim Entwurf einer PCB berücksichtigt werden müssen, darunter Lagenpaarung, sorgfältiges Via-Design, mögliche Anforderungen an Backdrilling, Starr/Flex-Anforderungen, Kupferbalance, Symmetrie des Lagenaufbaus und Materialkonformität.
Der Layer Stack Manager vereint all diese lagenspezifischen Designanforderungen in einem einzigen Editor.
Als Standard-Dokumenteditor kann der Layer Stack Manager (LSM) geöffnet bleiben, während an der PCB gearbeitet wird, sodass Sie zwischen der PCB und dem LSM hin- und herwechseln können. Alle Standard-Anzeigeverhalten, wie das Teilen des Bildschirms oder das Öffnen auf einem separaten Monitor, werden unterstützt. Beachten Sie, dass im Save eine Aktion Layer Stack Manager ausgeführt werden muss, bevor Änderungen in der PCB übernommen werden.
Registerkarte „Stackup“
Die Registerkarte Stackup enthält die Fertigungslagen. In dieser Registerkarte werden Lagen hinzugefügt, entfernt und konfiguriert.
- Die Eigenschaften der aktuell ausgewählten Lage können direkt im Raster oder im Bereich Inspector bearbeitet werden.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste in das Lagenraster und wählen Sie Add layer , oder verwenden Sie die Befehle im Dropdown-Menü Add , um eine Lage hinzuzufügen. Das Hinzufügen einer Surface Finish-Lage (Kupfer) fügt auch eine Dielektrikum-Lage hinzu, wenn eine bereits benachbarte Lage ebenfalls eine Surface Finish-Lage ist.
- Interne Kupferlagen enthalten eine Option Copper Orientation, die die Richtung definiert, in der das Kupfer mit dem Kern verbunden wird (und anschließend davon weggeätzt wird). Konfigurieren Sie dies, um sicherzustellen, dass die Impedanzberechnungen korrekt sind.
- Kupferlagen enthalten außerdem eine Option Orientation. Konfigurieren Sie diese, um anzugeben, in welcher Richtung das Bauteil relativ zur Kupferlage ausgerichtet ist.
- Die ausgewählte Lage kann innerhalb der Lagen desselben Typs entweder per Rechtsklick oder mit den Ribbon-Befehlen Layer Up/Layer Down nach oben oder unten verschoben werden.
Registerkarte „Via Types“
Die Registerkarte Via Types dient dazu, die zulässigen Anforderungen an die Z-Ebenen-Lagenspanne der im Design verwendeten Via(s) zu definieren. Der Durchmesser und die Bohrungsgröße (X&Y-Eigenschaften) der im Design platzierten Vias werden weiterhin durch die Standardvorgaben gesteuert, wenn das Via manuell platziert wird, bzw. durch die anwendbare Routing-Style-Designregel, wenn das Via während des interaktiven Routings platziert wird.
- Der Layer Stack einer neuen Platine enthält eine einzelne Definition für eine Through-Hole-Via-Spanne. Bei einer zweilagigen Platine heißt das Standard-Via Thru 1:2. Die Benennung spiegelt den Via-Typ sowie die erste und letzte Lage wider, die das Via überspannt. Die standardmäßige Through-Hole-Spanne kann nicht gelöscht werden.
- Klicken Sie auf
, um einen zusätzlichen Via-Typ hinzuzufügen, und wählen Sie dann im Bereich Inspector die Lagen aus, die dieser Via-Typ überspannt. Die neue Definition erhält einen Namen im Format <Type> <FirstLayer>:<LastLayer> (z. B. Thru 1:2). - Die Software erkennt den Typ (z. B. Through, Blind, Buried) anhand der gewählten Lagen automatisch und benennt den Via-Typ entsprechend.
- Wenn Mirror aktiviert ist, wird automatisch ein Spiegelbild des aktuellen Vias erstellt, das die symmetrischen Lagen im Lagenaufbau überspannt.
- Im Designbereich platzierte Vias enthalten im Inspector-Bereich eine Eigenschaftsauswahlliste Name, in der alle im Layer Stack Manager definierten Via-Typen aufgeführt sind. Alle in der Platine verwendeten Vias müssen einem der im Layer Stack Manager definierten Via-Typen entsprechen.
- Wenn Sie während des interaktiven Routings die Lage wechseln:
- zeigt der Bereich Inspector den anwendbaren Via-Typ an.
- Wenn mehrere Via-Typen verfügbar sind, die zu den überspannten Lagen passen, drücken Sie die Tastenkombination 6, um durch die verfügbaren Via-Typen zu wechseln.
- Der vorgeschlagene Via-Typ wird in der Statusleiste angezeigt.
Bearbeiten der Lageneigenschaften
Der Layer Stack Manager stellt die Lageneigenschaften in einem tabellenähnlichen Raster dar. Die Eigenschaften können direkt im Raster bearbeitet oder im Bereich Inspector bearbeitet werden. Siehe dazu den Abschnitt Layer Stack Support auf der Inspector-Seite.
Definieren des Lagenaufbaus
Die Lagen, die Sie auf der Registerkarte Stackup des Layer Stack Manager hinzufügen, sind die Lagen, die während des Fertigungsprozesses hergestellt werden. Die Eigenschaften einer Lage können direkt im Raster oder im Bereich Inspector bearbeitet werden.
Vordefinierte Lagenaufbauten sind auch im Menü Tools | Presets verfügbar.
Konfigurieren der Lageneigenschaften und Materialien
Die Eigenschaften jeder Lage können direkt im LSM-Raster bearbeitet werden. Der Abschnitt „Registerkarte Stackup“ auf dieser Seite fasst die verschiedenen verfügbaren Techniken zum Hinzufügen, Entfernen, Bearbeiten und Anordnen der Lagen zusammen.
Benutzerdefinierte Eigenschaftsspalten können hinzugefügt werden, und die Sichtbarkeit aller Spalten kann im Dialog Select columns konfiguriert werden. Um den Dialog zu öffnen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf eine beliebige Spaltenüberschrift im Rasterbereich und wählen Sie dann Select columns aus dem Kontextmenü.
Lagentypen und ihre Eigenschaften
Bei der Fertigung einer Leiterplatte wird eine große Vielfalt an Materialien verwendet. Die folgende Tabelle gibt eine kurze Zusammenfassung der gebräuchlichen Materialien.
Die Auswahl der Lagenmaterialien und ihrer Eigenschaften sollte immer in Abstimmung mit dem Leiterplattenhersteller erfolgen.
| Lagentyp | Verwendete Materialien | Kommentare |
|---|---|---|
| Signal | Kupfer | Zur Definition des Signalroutings verwendete Kupferlage; sie führt die elektrischen Signale und den Versorgungsstrom der Schaltung. Typischerweise geglühte Folie und galvanisch abgeschieden. |
| Interne Plane | Kupfer | Massive Kupferlage zur Verteilung von Versorgung und Masse; kann in Bereiche unterteilt werden. Außerdem muss der Abstand vom Rand der Plane zum Platinenrand (Pullback) angegeben werden. Typischerweise geglühte Folie. |
| Dielektrikum | Variiert, einschließlich FR4, Polyimid und einer Vielzahl herstellerspezifischer Materialien mit unterschiedlichen Designparametern |
Isolierende Lage; kann starr oder flexibel sein. Wird zur Definition von Kern-, Prepreg- und flexiblen Lagen verwendet. Wichtige mechanische Eigenschaften sind: unter anderem Maßstabilität bei Feuchtigkeits- und Temperaturbereichen, Reißfestigkeit und Flexibilität. Wichtige elektrische Eigenschaften sind Isolationswiderstand, Dielektrizitätskonstante (Dk) und Verlustfaktor (loss tangent, Df oder Dj) |
| Overlay | Siebdruckepoxid, LPI (liquid photo-imageable) | Stellt Text/Grafiken dar, wie z. B. Bauteilkennzeichnungen, Logos, Produktname usw. |
|
Solder Mask/Coverlay |
1) Flüssige fotoabbildbare Lötstoppmaske (LPI oder LPSM), trockene fotoabbildbare Lötstoppmaske (DFSM) 2) Klebstoffbeschichtete flexible Folie, typischerweise Polyimid oder Polyester. |
1) Schutzlage, die einschränkt, wo Lot auf die Schaltung aufgebracht werden kann. Eine kostengünstige und bewährte Technologie, geeignet für Starr- und Flex-Anwendungen der Nutzungsklasse A (flex-to-install). Geeignet für feinere Strukturen als flexible Film-Coverlay. 2) Geeignet für Flex-Anwendungen der Nutzungsklassen A und B (dynamic flex). Erfordert gerundete Löcher/Ecken, die typischerweise gebohrt oder gestanzt werden. |
| Paste Mask | Lage, aus der eine Pastenmaskenschablone gefertigt wird. Die Schablone besteht typischerweise aus Edelstahl. Öffnungen in der Schablone definieren die Stellen, an denen vor der Bauteilplatzierung Lötpaste auf die Bauteilpads aufgetragen wird. | Maskenlage zur Herstellung des Lötpastensiebs, das die Stellen definiert, an denen Lötpaste aufgetragen wird. |
Weitere lagenbezogene Designaufgaben
Die Lagen im Lagenaufbau bilden den Raum, auf dem Sie das Design aufbauen. Es gibt eine Reihe von Designaufgaben im Zusammenhang mit den Lagen, die nicht im Layer Stack Manager ausgeführt werden. Diese Aufgaben sind unten zusammengefasst, mit Links zu weiteren Informationen.
Definieren der gesamten Platinenform
Unabhängig vom endgültigen Aufbau der Platine wird die gesamte äußere Form als Board Shape definiert, die mit den Befehlen des Untermenüs Home | Board | Board Shape im PCB-Editor festgelegt wird.
Die Leiterplattenform kann wie folgt festgelegt werden:
- Defined manually – durch Neudefinition der Form oder Verschieben der vorhandenen Leiterplatten-Vertices (Ecken) (Redefine Board Shape oder Edit Board Shape).
- Defined From Selected Objects – dies erfolgt typischerweise anhand einer Kontur auf einer mechanischen Lage. Verwenden Sie diese Option, wenn eine Kontur aus einem anderen Design-Tool importiert wurde.
Einfügen einer Bohrtabelle
CircuitMaker enthält eine intelligente Bohrtabelle, die wie jedes andere Designobjekt platziert wird. Sie können die Bohrtabelle als zusammengesetzte Tabelle, als separate Tabellen oder als Tabelle für eine bestimmte Bohrpaarung konfigurieren.
Laden und Speichern von Stackup-Dokumenten
Sie können Stackup-Dokumentdateien im Settings Bereich des Haupt-Ribbons laden und speichern, indem Sie auf die jeweiligen Dropdown-Schaltflächen klicken.
Laden
Sie können auf die Load Schaltfläche klicken, um den Dialog Open Stackup Document zu öffnen, in dem Sie die Stackup-Dokumente auswählen können, die Sie hinzufügen möchten.
Speichern
Sie können auf die Save Schaltfläche klicken, um den Dialog Save Stackup Document zu öffnen, in dem Sie das Stackup-Dokument an Ihrem bevorzugten Speicherort speichern können.
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