Definición de la pila de capas

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Altium Essentials: PCB Layer Stack Manager

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La PCB se diseña y se construye como un apilado de capas. En los primeros días de la fabricación de placas de circuito impreso (PCB), la placa era simplemente una capa central aislante revestida con una fina capa de cobre en uno o en ambos lados. Las conexiones se forman en la(s) capa(s) de cobre como pistas conductoras mediante el grabado químico (eliminación) del cobre no deseado.

Avancemos hasta hoy, donde casi todos los diseños de PCB tienen múltiples capas de cobre. La innovación tecnológica y las mejoras en la tecnología de procesamiento han dado lugar a una serie de conceptos revolucionarios en la fabricación de PCB, incluida la capacidad de diseñar y fabricar PCB flexibles. Al unir secciones rígidas de PCB mediante secciones flexibles, se pueden diseñar PCB híbridas complejas que pueden plegarse para encajar en carcasas con formas inusuales.

A la izquierda se muestra una PCB de una sola cara, típica de los primeros diseños de PCB. A la derecha se muestra una PCB rígida-flexible, donde las secciones rígidas están conectadas mediante secciones flexibles de PCB.
A la izquierda se muestra una PCB de una sola cara, típica de los primeros diseños de PCB. A la derecha se muestra una PCB rígida-flexible, donde las secciones rígidas están conectadas mediante secciones flexibles de PCB.

En el diseño de placas de circuito impreso, el apilado de capas define cómo se disponen las capas en la dirección vertical o plano Z. Dado que se fabrica como una sola entidad, cualquier tipo de placa, incluida una placa rígida-flexible, debe diseñarse como una sola entidad. Para lograrlo, el diseñador de placas rígidas-flexibles debe poder definir múltiples apilados de capas de PCB y asignar diferentes apilados de capas a distintas regiones del diseño rígido-flexible.

El Layer Stack Manager

La definición del apilado de capas de la PCB es un elemento crítico para el éxito del diseño de placas de circuito impreso. Ya no se trata solo de una serie de conexiones simples de cobre que transfieren energía eléctrica; el enrutamiento de muchas PCB modernas se diseña como una serie de elementos de circuito, o líneas de transmisión.

Lograr un diseño de PCB de alta velocidad exitoso es un proceso de equilibrar la selección de materiales y el apilado/asignación de capas frente a las dimensiones de enrutamiento y los espaciamientos necesarios para conseguir impedancias adecuadas de enrutamiento simple y diferencial. También hay muchas otras consideraciones de diseño que entran en juego al diseñar una PCB moderna de alta velocidad, incluidas la formación de pares de capas, el diseño cuidadoso de vías, los posibles requisitos de back drilling, los requisitos rígido/flexible, el balance de cobre, la simetría del apilado de capas y la conformidad de materiales.

Estos requisitos de diseño específicos de capa se combinan en un único editor: el Layer Stack Manager

Para abrir el Layer Stack Manager, seleccione Design » Layer Stack Manager en los menús principales del editor de PCB. El Layer Stack Manager se abre en una vista de documento, del mismo modo que una hoja esquemática, la PCB y otros tipos de documento. Puede dejarse abierto mientras se trabaja en la placa, lo que permite alternar entre la placa y el LSM. Se admiten todos los comportamientos estándar de vista, como dividir la pantalla o abrir en un monitor independiente. Los cambios realizados en el Layer Stack Manager pasan a estar disponibles en el editor de PCB después de realizar un Save.

Todos los aspectos de la gestión del apilado de capas se realizan en el Layer Stack Manager. Seleccione la pestaña en la parte inferior del apilado de capas para configurar los distintos ajustes.
Todos los aspectos de la gestión del apilado de capas se realizan en el Layer Stack Manager. Seleccione la pestaña en la parte inferior del apilado de capas para configurar los distintos ajustes.

Según la estructura de la placa, el Layer Stack Manager incluirá las siguientes pestañas:

Stackup Agregar, eliminar y ordenar las capas de señal, plano y dieléctrico; y asignar/configurar las propiedades del material asignadas a cada capa.
Impedance Configurar los perfiles de impedancia, cuando se utiliza enrutamiento de impedancia controlada.
Via Types Configurar los tipos de vía permitidos, definiendo qué capas abarca cada tipo de vía.
Back Drills Configurar los tramos de capas que se someterán a back drilling cuando haya un pad o stub de vía presente.
Printed Electronics Configurar la disposición de capas en un diseño de electrónica impresa.
Board Configurar cómo se organizan los distintos subapilados en un diseño rígido-flexible avanzado.

Edición de las propiedades del apilado de capas

El Layer Stack Manager presenta las propiedades del apilado de capas en una cuadrícula de edición similar a una hoja de cálculo. Las propiedades pueden editarse directamente en la cuadrícula o en el Propertiespanel Propertiesi. Según la estructura de la placa, el Layer Stack Manager incluirá las siguientes pestañas, cada una de las cuales presenta su propio conjunto de atributos en la cuadrícula de edición y en el Propertiespanel Properties.

Para cambiar las unidades de medida utilizadas en el apilado de capas activo, elija Tools » Measurement Units y luego seleccione la unidad de medida deseada (milinµ, o mm). Como alternativa, use el atajo de teclado Ctrl+Q  para alternar entre las unidades de medida.

Pestaña Stackup

La pestaña Stackup detalla las capas de fabricación. En esta pestaña, las capas pueden agregarse, eliminarse y configurarse. En un diseño rígido-flexible estándar, el conjunto de capas utilizado en cada apilado también puede habilitarse y deshabilitarse en esta pestaña. Un diseño rígido-flexible avanzado se configura en la pestaña Board.

Haga clic con el botón derecho para agregar, eliminar y reordenar las capas. Los valores pueden editarse en el panel Properties o directamente en la celda de la cuadrícula.Haga clic con el botón derecho para agregar, eliminar y reordenar las capas. Los valores pueden editarse en el panel Properties o directamente en la celda de la cuadrícula.

Edición del apilado de capas

Add a layer
 
 
 
 
 

Para agregar una capa, haga clic con el botón derecho en la cuadrícula de capas, haga clic en el botón o use los comandos Edit » Add Layer para agregar una capa. La nueva capa se agregará junto a la capa actualmente seleccionada en la cuadrícula. Al agregar una capa Signal o Plane (cobre), también se agregará una capa dieléctrica cuando una capa adyacente existente también sea una capa de cobre. Se puede agregar un máximo de 32 capas de señal y 16 capas de plano. Si es necesario, las capas de plano pueden dividirse cualquier número de veces, y pueden definirse áreas divididas dentro de otras divididas – más información.

Move a layer Haga clic con el botón derecho en la cuadrícula de capas y luego elija Move layer up / Move layer down o use el comando Edit » Layer Up / Edit » Layer Down de los menús principales para mover la capa seleccionada hacia arriba o hacia abajo en el Layer Stack dentro de las capas del mismo tipo.
Delete a layer Haga clic en el botón , haga clic con el botón derecho en la cuadrícula de capas, o seleccione Edit » Delete Layer en los menús principales, para eliminar la capa seleccionada en el Layer Stacki. Si la capa que va a eliminarse contiene primitivas, se abrirá un cuadro de diálogo solicitando confirmación antes de que se produzca la eliminación. Haga clic en Yes  para proceder con la eliminación.
Define the Layer Material

El material de la capa puede introducirse directamente en la celda Material seleccionada o seleccionarse en el cuadro de diálogo Select Material dialog, al que se accede haciendo clic en el botón .

Stack symmetry Si la opción Stack Symmetry está habilitada en la sección Board del panel Properties, las capas se agregan en pares coincidentes centrados alrededor de la capa dieléctrica media.
Additional properties

Haga clic con el botón derecho en el encabezado de una columna y luego elija Select columns para acceder al cuadro de diálogo Select Columns (), donde puede habilitar/deshabilitar y ordenar las columnas que se muestran en la cuadrícula de capas. Tenga en cuenta que solo las propiedades de uso común se muestran en el panel Properties.

Apply Surface Finish Se puede agregar acabado superficial a una capa externa de cobre usando el submenú correspondiente del botón derecho y agregando una capa Surface Finish .
Delete a substack El subapilado inicial no puede eliminarse. Cuando se selecciona cualquier otro subapilado, el botón se activa; haga clic en este botón para eliminar el subapilado seleccionado.

Pestaña Impedancia

La pestaña Impedancia se utiliza para configurar los perfiles de impedancia cuando se usa enrutamiento de impedancia controlada. Haga clic en la pestaña Impedance en la parte inferior de Layer Stack Manager para configurar los requisitos del perfil de impedancia. Una vez configurados los perfiles de impedancia, el perfil requerido se puede seleccionar en las reglas de diseño Routing Width o Differential Pairs Routing .

Agregue un nuevo perfil, habilite las capas a las que se aplica, configure las capas de referencia y defina las propiedades del perfil en el panel Properties.Agregue un nuevo perfil, habilite las capas a las que se aplica, configure las capas de referencia y defina las propiedades del perfil en el panel Properties.

Edición de un perfil de impedancia

Adding a Profile

Haga clic en (o en el botón Add Impedance Profile si aún no se ha agregado ningún perfil) para agregar un nuevo Impedance Profile; luego defina los valores requeridos de Type, Target Impedance y Target Tolerance en el panel Properties. El Description es opcional.

Enabling the layers

El siguiente paso es definir en qué capas estará disponible el perfil actualmente seleccionado. La cuadrícula se divide en dos zonas: las capas del apilado se muestran a la izquierda y, a la derecha, las capas en las que estará disponible el perfil de impedancia actualmente seleccionado. Use la casilla de verificación de capa en la región Impedance Profile para hacer que esa capa esté disponible para el perfil de impedancia seleccionado.

 

Cuando selecciona una capa habilitada en la región Impedance Profile, todas las capas del apilado de capas se atenúan, excepto aquellas que se están utilizando para calcular la impedancia de esa capa de señal seleccionada ().

Assign the reference layers Una vez que la capa tenga asignado un Perfil de impedancia, edite la(s) capa(s) de referencia de esa capa en las columnas Top Ref y Bottom Ref. Tenga en cuenta que la(s) capa(s) de referencia pueden ser de tipo Type Plano o Señal.
Configure the impedance properties Las calculadoras de impedancia admiten cálculos de impedancia directos e inversos. Si introduce el/la Target Impedance, el/la Width cambiará automáticamente (cálculo directo), o bien introduzca el/la Width y el/la Target Impedance cambiará automáticamente (cálculo inverso).
Define the etch El/La Etch = 0.5[(W1-W2)/Thickness] , calculado/a a partir de los anchos superior e inferior de la pista (coloque el cursor sobre ? en el panel para mostrar la fórmula)
Configure the differential impedance calculation

Para un cálculo de impedancia diferencial, bloquee Width o Trace Gap haciendo clic en el botón correspondiente. La variable desbloqueada se calculará entonces a medida que cambie el valor de Target Impedance. Como alternativa, edite la variable desbloqueada para cambiar Target Impedance.

  • La compatibilidad con el cálculo de impedancia se proporciona mediante el software Simbeor®. La calculadora admite estructuras coplanares simples y diferenciales, y la calculadora de impedancia diferencial admite una estructura stripline asimétrica. Todos los cálculos usan una frecuencia de 1 GHz. Para mejorar la velocidad de cálculo, los perfiles de impedancia se calculan en subprocesos separados (cuando están disponibles).

  • Para una estructura stripline, la altura del dieléctrico se calcula como la distancia entre las capas de cobre (vea H2 en la imagen).

  • La calculadora de impedancia admite múltiples capas dieléctricas adyacentes. Estas capas pueden tener diferentes propiedades dieléctricas.

Obtenga más información sobre cómo configurar Propiedades para Enrutamiento de impedancia controlada.

Pestaña Tipos de vía

La pestaña Via Types se utiliza para definir los requisitos permitidos de extensión entre capas en el plano Z de las vías utilizadas en el diseño. Las propiedades X-Y de las vías, incluidos el diámetro y el tamaño del orificio, están controladas por la regla de diseño de Estilo de enrutamiento correspondiente.

Defina cada una de las extensiones entre capas requeridas como un Tipo de vía único.Defina cada una de las extensiones entre capas requeridas como un Tipo de vía único.

Edición de los Tipos de vía

The default via La pila de capas de una nueva placa incluye una única definición de extensión de vía pasante en la pestaña Via Types de Layer Stack Manager.  Para una placa de dos capas, la vía predeterminada se denomina Thru 1:2, reflejando el nombre el tipo de vía y las capas Primera y Última que abarca la vía. La extensión pasante predeterminada no se puede eliminar.
Add a new Via Type

Haga clic en el botón para agregar un Tipo de vía adicional y, a continuación, seleccione en el panel Properties las capas que abarca este Tipo de vía. La nueva definición tendrá un nombre de <Type> <FirstLayer>:<LastLayer> (por ejemplo, Thru 1:2). El software detectará automáticamente el tipo (por ejemplo, pasante, ciega, enterrada) en función de las capas elegidas y nombrará el Tipo de vía en consecuencia.

Naming a Via Type Cada Tipo de vía se nombra automáticamente según las capas que abarca y si es una µVía. Las vías colocadas en el espacio de trabajo incluyen una lista desplegable de propiedades Name, que enumera todos los Tipos de vía definidos en Layer Stack Manager. Todas las vías utilizadas en la placa deben ser uno de los Tipos de vía definidos en Layer Stack Manager.
Adding a µVia Si se requiere una µVía, habilite la casilla de verificación µVia. Esta opción solo estará disponible cuando la vía abarque capas adyacentes o adyacentes +1 (denominada vía Skip).
Mirroring a via Si la pila de capas tiene habilitada la opción Stack Symmetry option, la opción Mirror estará disponible. Cuando Mirror está habilitado, se crea automáticamente un reflejo de la vía actual, que abarca las capas simétricas de la pila de capas. 
Selecting a Via Type during routing

Cuando cambie de capas durante el enrutamiento interactivo:

  • El panel Properties mostrará el Tipo de vía aplicable ().

  • Si hay varios Tipos de vía disponibles para las capas que se están abarcando, presione el atajo 6 para recorrer los Tipos de vía disponibles, o presione el atajo 8 para mostrar un menú de Tipos de vía disponibles ().

  • El Tipo de vía propuesto se detalla en la barra de estado ().

Cuando hay múltiples subpilas definidas en el Administrador de pila de capas, la interfaz le permite definir distintos Tipos de vía en cada subpila. Tenga en cuenta que esto does not restringe ese Tipo de vía a las regiones de la placa que usan esa subpila. Los Tipos de vía disponibles durante el enrutamiento dependen de la regla de diseño de estilo de vía de enrutamiento aplicable y de las capas que abarca esa ruta. Si es necesario, los Tipos de vía se pueden restringir a una región de la placa dirigiéndose a la región en la regla de diseño Routing Via Style correspondiente mediante la palabra clave de consulta InLayerStackRegion query keyword ().

Obtenga más información sobre Especificaciones de vías, y también sobre cómo configurar Vías ciegas, enterradas y microvías.

Pestaña Back Drills

En un diseño de alta velocidad, pueden producirse reflexiones de señal cuando el barril de una vía se extiende más allá de las capas de señal por las que se enruta la señal. Esto puede provocar degradación de la señal y problemas de integridad de señal. Un enfoque utilizado para resolver esto es perforar los barriles de vía no utilizados mediante perforación de profundidad controlada, una técnica también denominada back drilling.

Las propiedades de back drill se configuran en la pestaña Back Drills. Esta pestaña aparece cuando Back Drills está habilitado en el submenú Tools » Features o al hacer clic en el botón y luego elegir Back Drills.

Edición de los Back Drills

How Back Drills work La pestaña Back Drills se utiliza para definir las extensiones entre capas que deben someterse a back drill cuando hay una almohadilla o un stub de vía presente. Estos ajustes se utilizan junto con la regla de diseño Max Via Stub Length, donde se especifican la longitud máxima del stub y la cantidad de sobredimensionado del taladro. La configuración Where the Object Matches de la regla puede utilizarse para restringir la eliminación de stubs a redes específicas ().
Add a new Back Drill

Haga clic en el botón  para agregar una nueva definición de back drill. La definición se nombrará de acuerdo con First layer y Last layer seleccionados en la sección Back Drill del panel Properties, por ejemplo, BD 1:3. First layer define la primera capa que se perforará, Last layer define la capa antes de la cual se detiene la perforación (Last layer es la primera capa de la pila de capas que no recibirá back drill).

Mirroring a Back Drill Si las Propiedades de subpila tienen habilitada la opción Stack Symmetry option en el panel Properties, la opción Mirror estará disponible en la sección Back Drill del panel. Cuando esta opción está habilitada, se crea un reflejo del Back Drill actual, por ejemplo, BD 1:3 | 6:4.

Obtenga más información sobre cómo configurar las propiedades para Back Drills en la página Controlled Depth Drilling (Back Drilling).

Pestaña Electrónica impresa

Mediante tecnología de impresión moderna, es posible imprimir capas conductoras y no conductoras directamente sobre un material de sustrato, construyendo un circuito electrónico. Esto se conoce como printed electronics. La pila de capas se configura para electrónica impresa seleccionando la opción Haga clic y arrastre para moverTools » Features » Printed Electronics. En este modo, todas las pestañas se sustituyen por la única pestaña Printed Electronics Stackup.

La electrónica impresa utiliza un enfoque diferente para definir la pila de capas.La electrónica impresa utiliza un enfoque diferente para definir la pila de capas.

Configuración de la pila de capas para electrónica impresa

Defining the layers Las capas dieléctricas tradicionales no se usan en electrónica impresa. En su lugar, se imprimen parches dieléctricos locales donde el enrutamiento debe cruzarse. Cuando la opción Printed Electronics está habilitada en la lista desplegable Features , se eliminan todas las capas dieléctricas de la pila de capas y, en su lugar, los parches dieléctricos se definen colocando objetos de región con la forma adecuada en capas no conductoras.
How Layers are named En electrónica impresa, las capas de señal de cobre se denominan conductive layers, y las capas aislantes se denominan non-conductive layers.

Obtenga más información sobre cómo configurar las Propiedades para una capa electrónica impresa en la página Designing for Printed Electronics.

Pestaña Board

La pestaña Board se utiliza para configurar las diferentes subpilas necesarias en un diseño rígido-flex avanzado. La pestaña se muestra automáticamente cuando el modo Rigid-Flex (Advanced) está habilitado. Tenga en cuenta que la pestaña Board no se usa/no está disponible cuando se elige el modo Rigid-Flex estándar.

La pestaña Board se está utilizando para configurar una PCB rígido-flex estilo encuadernación; tenga en cuenta que la sección central tiene dos subpilas flexibles.La pestaña Board se está utilizando para configurar una PCB rígido-flex estilo encuadernación; tenga en cuenta que la sección central tiene dos subpilas flexibles.

Trabajo en la pestaña Vista Board

Add a new Substack Se pueden crear rápidamente subpilas adicionales a partir de una subpila existente usando el atajo Shift+Click para seleccionar las capas requeridas y, a continuación, arrastrando la selección horizontalmente para colocarla en el conjunto de subpilas.
Configure layer intrusion Use los campos Intrusion Left / Right para configurar si las capas adyacentes se introducen en la subpila vecina.
Configure layer adjacency Configure las relaciones entre capas en subpilas adyacentes; por ejemplo, si comparten capas (Common), o si las capas son únicas en esa subpila (Individual)
Editing a substack Haga doble clic en una subpila específica en la pestaña Board para abrir su pestaña Layer, donde puede editarse.
Adding a Branch Agregue Branches adicionales. Los Branches se utilizan cuando el diseño tiene varias secciones flexibles que irradian desde una sola sección rígida. Obtenga más información sobre Branches.

Obtenga más información sobre Designing an advanced Rigid-Flex PCB.

Configuración de propiedades y materiales de capas individuales

Tipos de capas en una PCB

En la fabricación de una placa de circuito impreso se utiliza una gran variedad de materiales. La siguiente tabla ofrece un breve resumen de los materiales comunes utilizados. La selección de los materiales de las capas y sus propiedades siempre debe hacerse en consulta con el fabricante de la placa.

Configuración de las propiedades de cada capa

Las propiedades de cada capa pueden editarse directamente en la cuadrícula del LSM, en el panel Properties, o puede seleccionarse un material predefinido desde la Biblioteca de materiales haciendo clic en el botón de puntos suspensivos () en la celda Material de la capa seleccionada. La sección pestaña Stackup anterior en esta página resume las distintas técnicas disponibles para agregar, eliminar, editar y ordenar las capas.

Javascript ID: ConfigProps

Edite las propiedades de la capa directamente en la cuadrícula o en el panel Properties.

Haga clic con el botón derecho en la región del encabezado de columna para editar las columnas disponibles.

Haga clic en los puntos suspensivos (...) para seleccionar un material de la Biblioteca.

Biblioteca de materiales y cumplimiento de la biblioteca

Los materiales preferidos del apilado de capas pueden predefinirse en la Biblioteca de materiales. En el Layer Stack Manager, seleccione Tools » Material Library para abrir el cuadro de diálogo Altium Material Library, donde pueden revisarse los materiales existentes y agregarse nuevas definiciones de material.

El cuadro de diálogo Altium Material Library
El cuadro de diálogo Altium Material Library

Selección del material que se usará para una capa

El material que desea usar para una capa específica no se selecciona en el cuadro de diálogo Altium Material Library, sino en el cuadro de diálogo Select Material. Para usar un material específico para una capa, haga clic en los puntos suspensivos () para esa capa en la celda Materials de la cuadrícula del apilado de capas, o haga clic en  en el campo Material en el panel Properties cuando la capa esté seleccionada en la cuadrícula del apilado de capas. Esto abrirá el cuadro de diálogo Select Material, que restringe la biblioteca para mostrar solo materiales adecuados para la capa en la que se hizo clic en el control de puntos suspensivos.

El cuadro de diálogo Select Material
El cuadro de diálogo Select Material

Si la casilla Library Compliance está habilitada en Layer Stack Manager, entonces, para cada capa que se haya seleccionado de la Biblioteca de Materiales, se comparan las propiedades actuales de la capa con los valores de esa definición de material en la biblioteca. Cualquier propiedad que no cumpla se marca con un indicador de error. Vuelva a seleccionar el material () para actualizar los valores según la configuración de la Biblioteca de Materiales.

Simetría del apilado de capas

Si necesita que el apilado de capas de la placa sea simétrico, habilite la casilla Stack Symmetry en la región Board del panel Properties. Al hacerlo, el apilado de capas se comprueba inmediatamente para verificar la simetría alrededor de la capa dieléctrica central. Si algún par de capas que esté a igual distancia de la capa dieléctrica central de referencia no es idéntico, se abrirá el cuadro de diálogo Stack is not symmetric.

La cuadrícula Layer stack symmetry mismatches en la parte superior del cuadro de diálogo detalla todos los conflictos detectados en la simetría del apilado de capas. Elija la opción adecuada en la región inferior del cuadro de diálogo para lograr la simetría del apilado de capas:

Lograr la simetría del apilado mediante:

Mirror top half down La configuración de cada una de las capas por encima de la capa dieléctrica central se copia hacia abajo a la capa asociada simétrica.
Mirror bottom half up La configuración de cada una de las capas por debajo de la capa dieléctrica central se copia hacia arriba a la capa asociada simétrica.
Mirror whole stack down Se inserta una capa dieléctrica adicional después de la última capa de cobre (Surface Finish) y luego todas las capas de señal y dieléctricas se replican y reflejan por debajo de esta nueva capa dieléctrica.
Mirror whole stack up Se inserta una capa dieléctrica adicional antes de la primera capa de cobre (Surface Finish) y luego todas las capas de señal y dieléctricas se replican y reflejan por encima de esta nueva capa dieléctrica.
  • Use la opción Stack Symmetry para definir rápidamente una placa simétrica: defina la mitad del apilado de capas, habilite la opción Stack Symmetry y luego use una de las opciones de reflejar todo el apilado para replicar ese conjunto de capas.

  • Cuando Stack Symmetry está habilitado:

    • Una acción de edición aplicada a la propiedad de una capa se aplica automáticamente a la capa asociada simétrica.

    • Al agregar capas, se agregarán automáticamente las capas asociadas simétricas correspondientes.

Visualización del apilado de capas

El Layerstack Visualizer le permite ver el apilado de capas en 2D o en 3D. Seleccione Tools » Layerstack Visualizer en Layer Stack Manager para abrir Layerstack Visualizer.

Definición y configuración de subapilados rígido-flexibles

Main page: Diseño rígido-flexible

Cada zona o región separada de un diseño rígido-flexible puede estar formada por un número diferente de capas. Para lograrlo, necesita poder definir múltiples apilados, denominados substacks.

El editor PCB admite dos modos de diseño rígido-flexible. Puede elegir el modo estándar o el avanzado seleccionando el comando requerido en el submenú Tools » Features, o el selector Feature en el lado derecho de la interfaz Layer Stack Manager.

  1. El modo original, o estándar – denominado Rigid-Flex – admite diseños rígido-flexibles simples ().

  2. Si su diseño tiene requisitos rígido-flexibles más complejos, como regiones flexibles superpuestas, entonces necesita el modo Advanced Rigid-Flex (también conocido como Rigid-Flex 2.0). Además de las regiones flexibles superpuestas, el modo avanzado también incorpora definición visual del plano Z de los subapilados, definición independiente de cada región rígida y flexible de la placa, pliegues en recortes anidados, divisiones de forma personalizada, la capacidad de definir estructuras de tipo encuadernación, la capacidad de incluir coverlay en una región flexible y compatibilidad con diseños exclusivamente flexibles ().

Obtenga más información sobre el diseño de una PCB rígido-flexible

Definición de una PCB de una sola capa

Como su nombre lo indica, una PCB de una sola capa tiene solo una capa de cobre, normalmente la capa inferior. Se puede crear un apilado de PCB de una sola capa eliminando la capa superior o la inferior de un apilado de PCB de 2 capas.

En una PCB de 2 capas, puede eliminar la capa superior o la capa inferior de su apilado de capas.
En una PCB de 2 capas, puede eliminar la capa superior o la capa inferior de su apilado de capas.

Notas sobre placas de una sola capa

  • Se puede crear un apilado de una sola capa para una PCB, pero no para una huella.

  • Cuando el apilado de capas tiene una sola capa de cobre, la pestaña Via Types y la función Back Drills no estarán disponibles en Layer Stack Manager.

  • Para una PCB de una sola capa, solo puede crear perfiles de impedancia de los tipos Single-Coplanar y Differential-Coplanar en la pestaña Impedance de Layer Stack Manager.

  • La capa eliminada se referencia como un lado cuando corresponde. Por ejemplo, si se elimina la capa inferior, se denomina Bottom Side en la columna Drill Layer Pair de una tabla de taladros.

  • Cuando hay pads de agujero pasante no metalizados presentes en una PCB de una sola capa, no se marcarán en la sección Unplated multi-layer pad(s) detected del informe DRC.

Esta función está disponible cuando la opción PCB.SingleLayerStack.Support está habilitada en el cuadro de diálogo Advanced Settings.

Trabajar con apilados de capas predefinidos

Un requisito común para muchas empresas es usar un apilado de capas coherente en sus diseños de PCB. El software incluye varios apilados de capas predefinidos, y el Workspace de Altium incluye varias plantillas de stackup (si eligió incluir Sample Data durante la activación/instalación de su Workspace). Además de crear y almacenar plantillas de stackup en el Workspace de su empresa, también se pueden almacenar como archivos locales.

Apilados de capas preestablecidos del editor

Como punto de partida práctico, hay una serie de apilados de capas predefinidos disponibles en el menú Tools » Presets. Tenga en cuenta que estos preajustes no se pueden editar y que la lista no se puede ampliar. Para configurar sus propios apilados de capas predefinidos, debe crear Plantillas de Stackup, como se describe a continuación.

Plantillas de Stackup

Los apilados de capas que se han predefinido se denominan Plantillas de Stackup. Estas plantillas pueden almacenarse y administrarse en su Altium Workspace, o bien como archivos locales.

Las plantillas disponibles se enumeran en la página Data Management – Templates del cuadro de diálogo PreferencesLa lista puede configurarse para incluir plantillas Server only o Server & Local mediante la lista desplegable Template visibility, situada cerca de la parte superior de la página del cuadro de diálogo. Las plantillas locales se encuentran en la carpeta especificada por el valor Local Templates folder.

Las plantillas de stackup pueden almacenarse y administrarse en su Workspace, o como archivos locales.Las plantillas de stackup pueden almacenarse y administrarse en su Workspace, o como archivos locales.

Trabajar con Stackups almacenados en su Workspace

Default Workspace stackups De forma predeterminada, se proporcionan varios Layerstacks del Workspace dentro de la carpeta del Workspace Managed Content\Templates\Layer Stacks (si eligió incluir Datos de ejemplo durante la activación/instalación de su Workspace).
Preview a Workspace stackup Un Workspace Layerstack puede previsualizarse en el panel Explorer. Cuando la entrada del layerstack está seleccionada en la región de revisiones del panel, cambie a la pestaña de vista de aspecto Preview para ver el apilado de capas.
Load a Workspace stackup Para cargar un stackup desde su Workspace conectado, elija el comando File » Load Stackup From Server. Aparecerá el cuadro de diálogo Choose Item Revision. Usando el árbol de carpetas a la izquierda del cuadro de diálogo, navegue hasta la ubicación donde se almacenan los Layer Stacks en el Workspace y seleccione el stackup requerido en la lista de revisiones del elemento. Haga clic en OK para aplicar el stackup definido en ese archivo al apilado de capas actualmente abierto en el Layer Stack Manager.
Save the open layer stack as an existing Workspace stackup Para guardar el apilado de capas actual como un stackup existente en su Workspace conectado, elija el comando File » Save to Server. Aparecerá el cuadro de diálogo Choose Planned Item Revision ; úselo para elegir un Workspace Layerstack existente y guardar el stackup en su siguiente revisión.
Save the open layer stack as a new Workspace stackup Para guardar el apilado de capas actual como un stackup nuevo en su Workspace conectado, elija el comando File » Save to Server. Aparecerá el cuadro de diálogo , navegue hasta la ubicación del árbol Server Folders donde se almacenan los stackups y, a continuación, haga clic con el botón derecho en la región de la lista de revisiones del cuadro de diálogo y seleccione el comando Create Item » Layerstack. En el cuadro de diálogo Create New Item que se abre, desactive la opción Open for editing after creation; de lo contrario, entrará en modo de edición directa.
Create a new Workspace stackup from scratch

En la página Data Management – Templates del cuadro de diálogo Preferences, haga clic en el botón Add y seleccione el comando Layerstack del menú (o haga clic con el botón derecho en la cuadrícula de plantillas para mostrar el menú contextual y seleccione Add » Template). Después de seleccionar el comando, haga clic en OK en el cuadro de diálogo Close Preferences que se abre para cerrar el cuadro de diálogo Preferences y abrir el Editor de Stackup temporal. Se creará automáticamente una revisión planificada del nuevo Workspace Layerstack en una carpeta del Workspace del tipo Layerstacks .

Edit an existing Workspace Stackup Para editar un Workspace Stackup existente, haga clic con el botón derecho en su entrada en la pestaña Templates de la página Data Management – Templates del cuadro de diálogo Preferences y elija el comando Edit en el menú contextual. Se abrirá el editor temporal, con la plantilla contenida en la revisión más reciente del Workspace Stackup abierta para su edición. Realice los cambios necesarios y, a continuación, seleccione el comando File » Save to Server para guardar el stackup en la siguiente revisión del Workspace Stackup.
Update an existing WS stackup based on a local stackup file Si necesita actualizar un Workspace Stackup y tiene un archivo de documento de stackup actualizado, puede cargar ese archivo en ese Workspace Stackup. En la página Data Management – Templates del cuadro de diálogo Preferences , haga clic con el botón derecho en la entrada de la plantilla y elija el comando Upload en el menú contextual. Use el cuadro de diálogo Open (un cuadro de diálogo estándar de apertura de Windows) que se abre para buscar y abrir el archivo requerido que se cargará en la siguiente revisión del Workspace Stackup.
Upload an existing stackup template file to the Workspace Si el archivo de documento de stackup requerido reside en Local Template folder (definido en la parte inferior de la página Data Management – Templates) y aparece bajo la entrada Local de la cuadrícula de plantillas, puede migrarse a un nuevo Workspace Layerstack haciendo clic con el botón derecho sobre él y seleccionando el comando Migrate to Server. Haga clic en el botón OK del cuadro de diálogo Template migration para continuar con el proceso de migración; como se indica en este cuadro de diálogo, el archivo layerstack original se agregará a un archivo Zip en la carpeta local de plantillas (por lo tanto, dejará de estar visible en la lista de plantillas Local).
Upload a local stackup file to the Workspace También se puede crear un nuevo Workspace Layerstack cargando un archivo de documento de stackup existente (*.stackup). Seleccione el comando Load from File del menú del botón Add o del menú contextual Add de la cuadrícula de plantillas en la pestaña Templates de la página Data Management – Templates del cuadro de diálogo Preferences. En el cuadro de diálogo Open (un cuadro de diálogo estándar de apertura de Windows) que se abre, seleccione la opción Layer Stack-up File (*.stackup) en el desplegable situado a la derecha del campo File name y use el cuadro de diálogo para buscar y abrir el archivo requerido, que se cargará en la revisión inicial del nuevo Workspace Layerstack creado automáticamente en una carpeta del Workspace del tipo Layerstacks .

Trabajar con Stackups almacenados como archivos locales

Load a stackup file Para cargar un stackup desde un archivo de stackup existente y aplicarlo al stack actualmente abierto en Layer Stack Manager, seleccione el comando File » Load Stackup from File en los menús principales.
Save as a stackup file Seleccione File » Save As para guardar el apilado de capas actual como un archivo de documento de stackup (*.stackup o *.stackupx). Tenga en cuenta que la página Data Management – Templates del cuadro de diálogo Preferences enumera los stackups guardados en formato *.stackup.

Exportar un apilado de capas

Exporting to a Spreadsheet Use el comando File » Export CSV para exportar el apilado de capas actual a un archivo de hoja de cálculo (*.csv).
Exporting to Simbeor Use el comando File » Export To Simbeor para exportar el apilado de capas a un archivo Simbeor (*.esx).

Un apilado de capas del Workspace también puede utilizarse como un elemento de datos de configuración en una o más Environment Configurations definidas. Una configuración de entorno se utiliza para restringir el entorno de trabajo de un diseñador de modo que solo use elementos de diseño ratificados por la empresa. Las configuraciones de entorno se definen y almacenan en el Team Configuration Center, un servicio proporcionado a través del Workspace. Una vez que se haya conectado al Workspace y haya elegido (si corresponde) entre la selección de configuraciones de entorno disponibles para usted, Altium Designer se configurará con respecto al uso de Layerstacks. Si la configuración de entorno elegida tiene una o más revisiones de elemento Layerstack definidas, entonces only esas estarán disponibles para su reutilización. Si la configuración de entorno elegida aplicable a usted no tiene especificadas/agregadas revisiones de layerstack o está configurada como Do Not Control, entonces todas las revisiones de elementos guardadas disponibles (compartidas con usted) estarán disponibles. También puede usar archivos de stackup locales. Para obtener más información, consulte Environment Configuration Management (Altium 365 Workspace, Enterprise Server Workspace).

Otras tareas de diseño relacionadas con capas

Varias tareas de diseño relacionadas con las capas no se realizan en Layer Stack Manager, pero es importante tenerlas en cuenta mientras prepara el apilado de capas. Estas tareas se resumen a continuación, con enlaces a más información.

Definir la forma de la placa

Mientras que el apilado de capas define la placa en el plano Z, la forma de la placa define la placa en el plano X-Y. También denominada contorno de la placa, la forma de la placa es una forma poligonal cerrada que define la extensión general de la placa. La forma de la placa puede estar compuesta por una sola región de placa (para un PCB rígido tradicional) o por múltiples regiones de placa (para un PCB rígido-flex). La imagen siguiente muestra una placa con dos regiones rígidas conectadas por una región flexible.

La forma de la placa define la placa en el plano X-Y.La forma de la placa define la placa en el plano X-Y.

Obtenga más información sobre cómo definir la forma de la placa.

Obtenga más información sobre el diseño Rigid-Flex.

Asignar una red a una capa de plano

Cuando el panel PCB está configurado en el modo Split Plane Editor, puede usarse para revisar y asignar una red a cualquiera de los planos de potencia de la placa. También puede usarse para asignar una red a una región dividida definida en un plano de potencia.

El editor de planos divididos se utiliza para revisar y administrar las asignaciones de red a los planos de potencia, y examinar las definiciones de los planos divididos.El editor de planos divididos se utiliza para revisar y administrar las asignaciones de red a los planos de potencia, y examinar las definiciones de los planos divididos.

Obtenga más información sobre Internal Power & Split Planes.

Configuración del apilado de capas para componentes montados en una capa de señal interna

Un componente se considera embebido cuando está montado en una capa distinta de las capas de señal Top o Bottom. 

Un componente embebido en una capa de señal interna (el componente se ha resaltado con contornos azules y la cavidad con contornos naranjas).Un componente embebido en una capa de señal interna (el componente se ha resaltado con contornos azules y la cavidad con contornos naranjas).

Obtenga más información sobre Embedded Components.

Documentación del apilado de capas

La documentación es una parte clave del proceso de diseño y es especialmente importante en diseños con una estructura de apilado de capas compleja, como un diseño rigid-flex. Para ayudar en esto, Altium Designer incluye una Layer Stack Table, que se coloca (Place » Layer Stack Table) y se posiciona junto al diseño de la placa en el espacio de trabajo. La información de la tabla de apilado de capas proviene del Layer Stack Manager.

Incluya una Layer Stack Table para documentar el diseño.
Incluya una Layer Stack Table para documentar el diseño.

Notas sobre la Layer Stack Table

Placing a Layer Stack Table Para colocar una Layer Stack Table, seleccione Place » Layer Stack Table.
Included detail

La Layer Stack Table detalla lo siguiente:

  • Layer número, tal como se asignó en el Layer Stack Manager

  • Capa Name, tal como se definió en el Layer Stack Manager

  • Material, tal como se definió en el Layer Stack Manager

  • Thickness, tal como se definió en el Layer Stack Manager

  • El Constant dieléctrico, tal como se definió en el Layer Stack Manager

  • Gerber identificador (extensión de archivo) asignado a esa capa

  • Board Layer Stack, un indicador sombreado de la presencia o ausencia de capas en el apilado asignadas a cada región de la placa

Editing a Layer Stack Table Haga doble clic en cualquier lugar de la tabla colocada para editar la Layer Stack Table en el panel Properties .
What is the Board Map? La Layer Stack Table también puede incluir un contorno opcional de la placa, que muestra cómo se asignan los distintos apilados de capas a las regiones de la placa. Utilice la opción Show Board Map y la barra deslizante para configurar los ajustes del mapa.
  • La Layer Stack Table es un objeto de diseño inteligente que puede colocarse y actualizarse a medida que avanza el diseño. Haga doble clic en la Layer Stack Table para editarla en el panel Properties.

  • Coloque las cadenas especiales .Total_Thickness y .Total_Thickness(<SubstackName>) en una capa mecánica para incluir esta información en la documentación de su diseño.

  • Un enfoque alternativo para documentar el apilado de capas es agregar un documento de Draftsman al proyecto y añadirle una Layer Stack Table. Obtenga más información sobre Draftsman.

Obtenga más información sobre cómo colocar y editar una Layer Stack Table.

Inclusión de una Drill Table

Altium Designer incluye una Drill Table inteligente, que muestra los taladros necesarios para todos los pares de capas (compuesta) o para un par de capas específico. Si prefiere información de taladrado independiente para cada par de capas, coloque una Drill Table para cada par de capas utilizado en el diseño.

Un enfoque alternativo para documentar el apilado de capas es agregar un documento de Draftsman al proyecto y añadirle una Layer Stack Table. 

Obtenga más información sobre cómo colocar y editar una Drill Table.

Documentación del apilado de capas en Draftsman

Altium Designer también proporciona un editor de documentación dedicado, Draftsman. Draftsman permite al diseñador crear documentación de alta calidad que puede incluir cotas, notas, capas, tablas de apilado y tablas de taladrado. Basado en un formato de archivo dedicado y un conjunto de herramientas de dibujo, Draftsman proporciona un enfoque interactivo para combinar dibujos de fabricación y ensamblaje con plantillas personalizadas, anotaciones, cotas, llamadas y notas.

Draftsman también admite funciones de dibujo más avanzadas, incluidas una vista isométrica de la placa, una vista de detalle de la placa y una vista realista de la placa (vista 3D).

Coloque vistas de dibujo, objetos y anotaciones automatizadas en documentos de Draftsman de una o varias páginas. Coloque vistas de dibujo, objetos y anotaciones automatizadas en documentos de Draftsman de una o varias páginas.

Obtenga más información sobre Draftsman.

Terminología del apilado de capas

Término Significado
Blind Via Una vía que comienza en una capa superficial pero no continúa a través de toda la placa. Normalmente, una vía ciega desciende una capa hasta la siguiente capa de cobre.
Buried Via Una vía que comienza en una capa interna y termina en otra capa interna, pero no alcanza una capa superficial de cobre.
Core Un laminado rígido (a menudo FR-4) con lámina de cobre en ambos lados.
Double-Sided Board Una placa que tiene 2 capas de cobre, una a cada lado de un núcleo aislante. Todos los orificios son pasantes; es decir, atraviesan completamente la placa de un lado al otro.
Fine Line Features and Clearances Las pistas/clearances de hasta 100 µm (0,1 mm o 4 mil) se consideran hoy en día estándar para la fabricación de PCB. El límite actual de la tecnología disponible en encapsulados de componentes es de alrededor de 10 µm.
High Density Interconnect (HDI) Tecnología de interconexión de alta densidad, una PCB que tiene una mayor densidad de cableado por unidad de área que una PCB convencional. Esto se logra mediante características y clearances de línea fina, microvías, vías enterradas y tecnologías de laminación secuencial. Este nombre también se usa como alternativa a Sequential layer Build-Up (SBU).
Microvia Se define como una vía que tiene un diámetro de orificio inferior a 6 mil (150 µm). Las microvías pueden obtenerse por imagen fotográfica, perforación mecánica o perforación láser. Las microvías perforadas con láser son una tecnología esencial de interconexión de alta densidad (HDI), ya que permiten colocar vías dentro del pad de un componente y, cuando se utilizan como parte de un proceso de fabricación build-up, permiten transiciones entre capas de señal sin necesidad de pistas cortas (denominadas stubs de vía), lo que reduce en gran medida los problemas de integridad de señal inducidos por las vías.
Multilayer Board

Una placa con múltiples capas de cobre, que van de 4 a más de 30. Una placa multicapa puede fabricarse de distintas maneras:

  • Como un conjunto de placas delgadas de doble cara que se apilan (separadas por prepreg) y se laminan en una sola estructura mediante calor y presión. En este tipo de placa multicapa, los orificios pueden atravesar toda la placa (through-hole), ser ciegos o enterrados. Tenga en cuenta que solo capas específicas pueden perforarse mecánicamente para crear las vías enterradas, ya que simplemente son orificios pasantes perforados en las placas delgadas de doble cara antes del proceso de laminación.
  • Como alternativa, una placa multicapa se fabrica como se describió y luego se laminan capas adicionales en cualquiera de sus lados. Este enfoque se utiliza cuando el diseño exige el uso de microvías, componentes embebidos o tecnología rigid-flex.
Prepreg Un tejido de fibra de vidrio impregnado con epoxi termoendurecible (resina + endurecedor) que solo está curado parcialmente.
Sequential Lamination Nombre que recibe la técnica de crear una PCB multicapa que incluye vías enterradas perforadas mecánicamente (perforadas en las placas delgadas de doble cara antes de la laminación final).
Sequential layer Build-Up (SBU) Comienza como un núcleo (de doble cara o un aislante), con capas conductoras y dieléctricas formadas una tras otra (utilizando múltiples pasadas de presión) a ambos lados de la placa. Esta tecnología también permite crear vías ciegas durante el proceso build-up e incrustar componentes discretos o formados. También se conoce como tecnología High Density Interconnect (HDI).
Surface Laminar Circuit (SLC) Comienza como un núcleo multicapa, con capas de acumulación añadidas a cada lado (normalmente de 1 a 4). La notación común utilizada para describir la placa terminada es Build-up copper layers + Core copper layers + Build-up copper layers. Por ejemplo, 2+4+2 describe una placa con un núcleo de 4 capas, con 2 capas laminadas a cada lado (también escrito como 2-4-2). Esta tecnología permite crear vías ciegas durante el proceso de acumulación y embeber componentes discretos o conformados.
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