Gestionnaire d’empilement des couches

La commande Home | Board | Layer Stack Manager ouvre un document *.CSPcbDoc [Stackup] et l’éditeur Layer Stack Manager s’ouvre dans l’espace de conception.

Le Layer Stack Manager

Le PCB est conçu et constitué comme un empilement de couches. Aux débuts de la fabrication des circuits imprimés (PCB), la carte n’était qu’une couche centrale isolante, revêtue d’une fine couche de cuivre sur une ou deux faces. Les connexions sont formées dans la ou les couches de cuivre sous forme de pistes conductrices, en gravant (retirant) le cuivre indésirable.         

De nos jours, presque toutes les conceptions de PCB comportent plusieurs couches de cuivre. L’innovation technologique et les perfectionnements des procédés de fabrication ont conduit à un certain nombre de concepts révolutionnaires dans la fabrication des PCB, notamment la possibilité de concevoir et de fabriquer des PCB flexibles. En reliant des sections rigides de PCB par des sections flexibles, il est possible de concevoir des PCB hybrides complexes pouvant être pliés pour s’intégrer dans des boîtiers de forme inhabituelle.

Dans les conceptions de circuits imprimés, l’empilement des couches définit la manière dont les couches sont disposées dans la direction verticale, ou plan Z. Comme il est fabriqué comme une entité unique, tout type de carte doit être conçu comme une entité unique. Pour cela, vous devez pouvoir définir plusieurs empilements de couches PCB et attribuer différents empilements de couches à différentes zones de la conception.

La définition de l’empilement des couches du PCB est un élément critique pour réussir la conception d’un circuit imprimé. Il ne s’agit plus simplement d’une série de connexions en cuivre transférant l’énergie électrique ; le routage de nombreux PCB modernes est conçu comme une série d’éléments de circuit, ou lignes de transmission.

La réussite d’une conception de PCB repose sur un équilibre entre le choix des matériaux, l’empilement et l’affectation des couches, et les dimensions de routage ainsi que les espacements nécessaires pour obtenir des impédances adaptées en routage simple et différentiel. De nombreuses autres considérations de conception entrent également en jeu lors de la conception d’un PCB, notamment l’appariement des couches, une conception soignée des vias, d’éventuels besoins en back drilling, les exigences rigide/flex, l’équilibrage du cuivre, la symétrie de l’empilement des couches et la conformité des matériaux.

Le Layer Stack Manager regroupe toutes ces exigences de conception spécifiques aux couches dans un seul éditeur.

En tant qu’éditeur de document standard, le Layer Stack Manager (LSM) peut rester ouvert pendant le travail sur le PCB, ce qui vous permet de basculer entre le PCB et le LSM. Tous les comportements d’affichage standard sont pris en charge, comme le fractionnement de l’écran ou l’ouverture sur un moniteur séparé. Notez qu’une action Save doit être effectuée dans le Layer Stack Manager avant que les modifications ne soient répercutées dans le PCB.

Onglet Stackup

L’onglet Stackup détaille les couches de fabrication. Les couches sont ajoutées, supprimées et configurées dans cet onglet.

• Les propriétés de la couche actuellement sélectionnée peuvent être modifiées directement dans la grille ou dans le panneau Inspector .
• Cliquez avec le bouton droit dans la grille des couches puis sélectionnez Add layer , ou utilisez les commandes de la liste déroulante Add   pour ajouter une couche. L’ajout d’une couche Surface Finish (cuivre) ajoutera également une couche diélectrique lorsqu’une couche adjacente existante est aussi une couche Surface Finish.
• Les couches internes en cuivre incluent une option Copper Orientation qui définit la direction dans laquelle le cuivre est lié au noyau (puis gravé à partir de celui-ci). Configurez-la afin de garantir l’exactitude des calculs d’impédance.
• Les couches de cuivre incluent également une option Orientation. Configurez-la pour indiquer l’orientation du composant par rapport à la couche de cuivre.
• La couche sélectionnée peut être déplacée vers le haut ou vers le bas parmi les couches du même type à l’aide du clic droit ou des commandes du ruban Layer Up/Layer Down.

Onglet Via Types

L’onglet Via Types sert à définir les exigences autorisées de portée des couches dans le plan Z pour le ou les vias utilisés dans la conception. Le diamètre et la taille du trou (propriétés X&Y) des vias placés dans la conception restent contrôlés par les préférences par défaut si le via est placé manuellement, ou par la règle de conception Routing Style applicable si le via est placé pendant le routage interactif.

• L’empilement des couches d’une nouvelle carte comprend une seule définition de portée de via traversant. Pour une carte à deux couches, le via par défaut est nommé Thru 1:2. La dénomination reflète le type de via ainsi que la première et la dernière couche couvertes par le via. La portée par défaut du via traversant ne peut pas être supprimée.
• Cliquez sur  pour ajouter un type de via supplémentaire, puis sélectionnez les couches couvertes par ce type de via dans le panneau Inspector . La nouvelle définition portera un nom de <Type> <FirstLayer>:<LastLayer> (par exemple, Thru 1:2).
• Le logiciel détectera automatiquement le type (par exemple, traversant, borgne, enterré) en fonction des couches choisies et nommera le type de via en conséquence.
• Lorsque Mirror est activé, un miroir du via actuel, couvrant les couches symétriques dans l’empilement, est automatiquement créé. Les
• vias placés dans l’espace de conception incluent une liste déroulante de propriété Name dans le panneau Inspector, qui répertorie tous les types de vias définis dans le Layer Stack Manager. Tous les vias utilisés sur la carte doivent correspondre à l’un des types de vias définis dans le Layer Stack Manager.
• Lorsque vous changez de couche pendant le routage interactif :
  • Le panneau Inspector  affichera le type de via applicable.
  • Si plusieurs types de vias sont disponibles pour les couches à couvrir, appuyez sur le raccourci 6 pour faire défiler les types de vias disponibles.
  • Le type de via proposé est détaillé dans la barre d’état.

Modification des propriétés de couche

Le Layer Stack Manager présente les propriétés des couches dans une grille de type feuille de calcul. Les propriétés peuvent être modifiées directement dans la grille ou dans le panneau Inspector . Reportez-vous à la section Layer Stack Support de la page Inspector.

Définition de l’empilement des couches

Les couches que vous ajoutez dans l’onglet Stackup du Layer Stack Manager sont les couches qui seront fabriquées pendant le processus de fabrication. Les propriétés d’une couche peuvent être modifiées directement dans la grille ou dans le panneau Inspector .

Configuration des propriétés et des matériaux des couches

Les propriétés de chaque couche peuvent être modifiées directement dans la grille du LSM. La section Onglet Stackup de cette page résume les différentes techniques disponibles pour ajouter, supprimer, modifier et réorganiser les couches.

Des colonnes de propriétés définies par l’utilisateur peuvent être ajoutées, et la visibilité de toutes les colonnes peut être configurée dans la boîte de dialogue Select columns. Pour ouvrir cette boîte de dialogue, cliquez avec le bouton droit sur n’importe quel en-tête de colonne dans la zone de grille, puis choisissez Select columns dans le menu contextuel.

Types de couches et leurs propriétés

Une grande variété de matériaux est utilisée dans la fabrication d’un circuit imprimé. Le tableau ci-dessous donne un bref résumé des matériaux couramment utilisés.

Le choix des matériaux de couche et de leurs propriétés doit toujours être effectué en concertation avec le fabricant de la carte.

Autres tâches de conception liées aux couches

Les couches de l’empilement forment l’espace sur lequel vous construisez la conception. Un certain nombre de tâches de conception liées aux couches ne sont pas effectuées dans le Layer Stack Manager. Ces tâches sont résumées ci-dessous, avec des liens vers des informations complémentaires.

Définition de la forme globale de la carte

Quelle que soit la composition finale de la carte, sa forme extérieure globale est définie comme la forme de la carte (Board Shape), à l’aide des commandes du sous-menu Home | Board | Board Shape dans l’éditeur PCB.

La forme de la carte peut être :

• Defined manually - en redéfinissant la forme ou en déplaçant les sommets (coins) existants de la carte (Redefine Board Shape ou Edit Board Shape).
• Defined From Selected Objects - généralement à partir d’un contour sur une couche mécanique. Utilisez cette option si un contour a été importé depuis un autre outil de conception.

Inclure une table de perçage

CircuitMaker comprend une table de perçage intelligente qui se place comme n’importe quel autre objet de conception. Vous pouvez configurer la table de perçage comme table composite, tables séparées ou table pour un appariement de perçage spécifique.

Chargement et enregistrement des documents d’empilage

Vous pouvez charger et enregistrer des fichiers de document d’empilage depuis la Settings région du ruban principal en cliquant sur leurs boutons de liste déroulante respectifs.

Charger

Vous pouvez cliquer sur le Load bouton pour ouvrir la boîte de dialogue Open Stackup Document, dans laquelle vous pouvez sélectionner les documents d’empilage que vous souhaitez ajouter.

Enregistrer

Vous pouvez cliquer sur le Save bouton pour ouvrir la boîte de dialogue Save Stackup Document, dans laquelle vous pouvez enregistrer le document d’empilage à l’emplacement de votre choix.