Definizione dello stack dei layer

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Altium Essentials: PCB Layer Stack Manager

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A colpo d'occhio

Questo articolo spiega che cos’è lo stack dei layer di un PCB, perché è importante nella progettazione delle schede moderne e come Altium Designer utilizza il Layer Stack Manager per definirlo e gestirlo. Illustra il ruolo della disposizione dei layer nei PCB rigidi, multistrato e rigido-flessibili, per poi presentare le principali schede del Layer Stack Manager e gli strumenti di modifica utilizzati per aggiungere, spostare, eliminare e configurare layer e materiali. Se vuoi comprendere meglio come le scelte relative allo stack dei layer si collegano al lavoro concreto di progettazione dei PCB in Altium Designer, questo articolo ti aiuterà a orientarti con sicurezza tra gli aspetti fondamentali. Continua a leggere.

- Scopri come lo stack dei layer definisce la struttura verticale di un PCB e come questo concetto si applica ai progetti rigido-flessibili con più stack secondari.
- Scopri a cosa serve il Layer Stack Manager in Altium Designer, incluse le principali schede disponibili per lo stackup, l’impedenza, i tipi di via, il backdrilling, l’elettronica stampata e la configurazione della scheda.
- Comprendi il flusso di lavoro di base per modificare le proprietà dello stack dei layer, ad esempio aggiungendo, rimuovendo, riordinando e configurando i layer, i materiali e le relative impostazioni.
Approfondisci con l'IA:

Il PCB viene progettato e realizzato come una pila di strati. Agli albori della produzione di circuiti stampati (PCB), la scheda era costituita semplicemente da un nucleo isolante rivestito con un sottile strato di rame su uno o entrambi i lati. Le connessioni vengono realizzate negli strati di rame sotto forma di piste conduttive mediante incisione, rimuovendo il rame indesiderato.

Oggi, invece, quasi tutti i progetti PCB prevedono più strati di rame. L'innovazione tecnologica e il perfezionamento delle tecnologie di lavorazione hanno introdotto numerosi concetti rivoluzionari nella fabbricazione dei PCB, tra cui la possibilità di progettare e produrre PCB flessibili. Unendo sezioni rigide del PCB mediante sezioni flessibili, è possibile progettare PCB ibridi complessi che possono essere ripiegati per adattarsi a contenitori dalle forme insolite.

A sinistra è mostrato un PCB a singola faccia, tipico dei primi progetti PCB. A destra è mostrato un PCB rigido-flessibile, in cui le sezioni rigide sono collegate mediante sezioni flessibili del PCB.
A sinistra è mostrato un PCB a singola faccia, tipico dei primi progetti PCB. A destra è mostrato un PCB rigido-flessibile, in cui le sezioni rigide sono collegate mediante sezioni flessibili del PCB.

Nella progettazione dei circuiti stampati, lo stack dei layer definisce la disposizione degli strati in direzione verticale, lungo l'asse Z. Poiché viene fabbricata come un'unica entità, qualsiasi tipo di scheda, comprese quelle rigido-flessibili, deve essere progettata come un'unica entità. A tale scopo, il progettista di una scheda rigido-flessibile deve poter definire più stack di layer del PCB e assegnare stack diversi a regioni diverse del progetto rigido-flessibile.

Il Layer Stack Manager

La definizione dello stack dei layer del PCB è un elemento fondamentale per la buona riuscita del progetto di un circuito stampato. Il routing di molti PCB moderni non è più costituito soltanto da una serie di semplici collegamenti in rame che trasferiscono energia elettrica, ma viene progettato come una serie di elementi circuitali, o linee di trasmissione.

Per realizzare con successo un progetto PCB ad alta velocità, occorre bilanciare la scelta dei materiali, la stratificazione e l'assegnazione dei layer con le dimensioni delle piste e le distanze di isolamento necessarie per ottenere impedenze adeguate per il routing single-ended e differenziale. Nella progettazione di un moderno PCB ad alta velocità entrano in gioco anche numerosi altri aspetti, tra cui l'accoppiamento dei layer, un'attenta progettazione dei via, gli eventuali requisiti di back drilling, i requisiti delle sezioni rigide e flessibili, il bilanciamento del rame, la simmetria dello stack dei layer e la conformità dei materiali.

Questi requisiti di progettazione specifici dei layer sono riuniti in un unico editor: il Layer Stack Manager. 

Per aprire il Layer Stack Manager, selezionare Design » Layer Stack Manager dai menu principali dell'editor PCB. Il Layer Stack Manager si apre in una vista documento, come un foglio schematico, il PCB e altri tipi di documento. Può rimanere aperto mentre si lavora sulla scheda, consentendo di passare dalla scheda al LSM e viceversa. Sono supportate tutte le funzionalità standard di visualizzazione, come la suddivisione dello schermo o l'apertura su un monitor separato. Le modifiche apportate nel Layer Stack Manager diventano disponibili nell'editor PCB dopo aver eseguito un Save.

Tutti gli aspetti della gestione dello stack dei layer vengono gestiti nel Layer Stack Manager. Selezionare la scheda nella parte inferiore dello stack dei layer per configurare le varie impostazioni.
Tutti gli aspetti della gestione dello stack dei layer vengono gestiti nel Layer Stack Manager. Selezionare la scheda nella parte inferiore dello stack dei layer per configurare le varie impostazioni.

A seconda della struttura della scheda, il Layer Stack Manager includerà le seguenti schede:

Stackup Aggiungere, rimuovere e ordinare i layer di segnale, i piani e gli strati dielettrici; assegnare e configurare le proprietà del materiale associate a ciascun layer.
Impedance Configurare i profili di impedenza quando si utilizza il routing a impedenza controllata.
Via Types Configurare i tipi di via consentiti, definendo quali layer vengono attraversati da ciascun tipo di via.
Back Drills Configurare gli intervalli di layer da sottoporre a back drilling in presenza di uno stub di un pad o di un via.
Printed Electronics Configurare la disposizione dei layer in un progetto di elettronica stampata.
Board Configurare la disposizione dei diversi sottostack in un progetto rigido-flessibile avanzato.

Modifica delle proprietà dello stack dei layer

Il Layer Stack Manager presenta le proprietà dello stack dei layer in una griglia di modifica simile a un foglio di calcolo. Le proprietà possono essere modificate direttamente nella griglia oppure nel pannello Propertiesi. A seconda della struttura della scheda, il Layer Stack Manager includerà le seguenti schede, ciascuna con il proprio insieme di attributi nella griglia di modifica e nel pannello Properties.

Per modificare le unità di misura utilizzate nello stack dei layer attivo, scegliere Tools » Measurement Units quindi selezionare l'unità di misura desiderata (mil, in, µ o mm). In alternativa, utilizzare la scorciatoia da tastiera Ctrl+Q per scorrere le unità di misura.

Scheda Stackup

La scheda Stackup descrive in dettaglio gli strati di fabbricazione. In questa scheda è possibile aggiungere, rimuovere e configurare i layer. Per un progetto rigido-flessibile standard, è inoltre possibile abilitare e disabilitare l'insieme di layer utilizzato in ciascuno stack. Un progetto rigido-flessibile avanzato viene configurato nella scheda Board.

Fare clic con il pulsante destro del mouse per aggiungere, rimuovere e riordinare i layer. I valori possono essere modificati nel pannello Properties o direttamente nella cella della griglia.Fare clic con il pulsante destro del mouse per aggiungere, rimuovere e riordinare i layer. I valori possono essere modificati nel pannello Properties o direttamente nella cella della griglia.

Modifica dello stack dei layer

Add a layer

Per aggiungere un layer, fare clic con il pulsante destro del mouse nella griglia dei layer, fare clic sul pulsante oppure utilizzare i comandi Edit » Add Layer. Il nuovo layer verrà aggiunto accanto al layer attualmente selezionato nella griglia. L'aggiunta di un layer Signal o Plane (rame) comporterà anche l'aggiunta di uno strato dielettrico se un layer adiacente esistente è anch'esso in rame. È possibile aggiungere un massimo di 128 layer di segnale e 16 layer di piano. Se necessario, i layer di piano possono essere suddivisi un numero qualsiasi di volte ed è possibile definire aree suddivise all'interno di altre aree suddivise – scopri di più.

La possibilità di aggiungere fino a 128 layer di segnale è in Open Beta ed è disponibile quando l'opzione PCB.IncreaseSignalLayers è abilitata nella finestra di dialogo Advanced Settings. Quando questa opzione è disabilitata, è possibile aggiungere un massimo di 32 layer di segnale.

Move a layer Fare clic con il pulsante destro del mouse nella griglia dei layer, quindi scegliere Move layer up / Move layer down oppure utilizzare il comando Edit » Layer Up / Edit » Layer Down dai menu principali per spostare il layer selezionato verso l'alto o verso il basso nello stack dei layer, all'interno dei layer dello stesso tipo.
Delete a layer Fare clic sul pulsante , fare clic con il pulsante destro del mouse nella griglia dei layer oppure selezionare Edit » Delete Layer nei menu principali per eliminare il layer selezionato nello stack dei layeri. Se il layer da eliminare contiene primitive, prima dell'eliminazione si aprirà una finestra di dialogo che richiede conferma. Fare clic su Yes per procedere con l'eliminazione.
Define the Layer Material

Il materiale dello strato può essere digitato nella Material cella selezionata oppure selezionato nella finestra di dialogo Seleziona materiale, accessibile facendo clic sul pulsante .

Stack symmetry Se l'opzione Stack Symmetry è abilitata nella Board sezione del pannello Properties, gli strati vengono aggiunti in coppie corrispondenti, centrate rispetto allo strato dielettrico centrale.
Additional properties

Fare clic con il pulsante destro del mouse sull'intestazione di una colonna, quindi scegliere Select columns per accedere alla finestra di dialogo Select Columns (), in cui è possibile abilitare/disabilitare e ordinare le colonne visualizzate nella griglia degli strati. Si noti che nel pannello Properties vengono visualizzate solo le proprietà di uso comune.

Apply Surface Finish È possibile aggiungere una finitura superficiale a uno strato di rame esterno utilizzando il sottomenu appropriato del menu contestuale e aggiungendo uno strato Surface Finish.
Delete a substack Il sottostack iniziale non può essere eliminato. Quando viene selezionato un altro sottostack, il pulsante  diventa attivo; fare clic su questo pulsante per eliminare il sottostack selezionato.

Scheda Impedance

La scheda Impedance viene utilizzata per configurare i profili di impedenza quando si utilizza l'instradamento a impedenza controllata. Fare clic sulla scheda Impedance nella parte inferiore di Layer Stack Manager per configurare i requisiti del profilo di impedenza. Una volta configurati i profili di impedenza, è possibile selezionare il profilo richiesto nelle regole di progettazione Routing Width o Differential Pairs Routing .

Aggiungere un nuovo profilo, abilitare i layer a cui si applica, configurare i layer di riferimento e definire le proprietà del profilo nel pannello Properties.Aggiungere un nuovo profilo, abilitare i layer a cui si applica, configurare i layer di riferimento e definire le proprietà del profilo nel pannello Properties.

Modifica di un profilo di impedenza

Adding a Profile

Fare clic su (o sul pulsante Add Impedance Profile se non è stato ancora aggiunto alcun profilo) per aggiungere un nuovo profilo di impedenza, quindi definire i valori richiesti per Type, Target Impedance e Target Tolerance nel pannello Properties. Il campo Description è facoltativo.

Enabling the layers

Il passaggio successivo consiste nel definire su quali layer sarà disponibile il profilo attualmente selezionato. La griglia è suddivisa in due aree: a sinistra sono visualizzati i layer dello stackup, mentre a destra sono riportati i layer sui quali sarà disponibile il profilo di impedenza attualmente selezionato. Utilizzare la casella di controllo del layer nell'area Impedance Profile per rendere quel layer disponibile per il profilo di impedenza selezionato.

 

Quando si seleziona un layer abilitato nell'area Impedance Profile, tutti i layer dello stack vengono visualizzati in modo attenuato, tranne quelli utilizzati per calcolare l'impedenza del layer di segnale selezionato ().

Assign the reference layers Una volta assegnato un profilo di impedenza al layer, modificarne i layer di riferimento nelle colonne Top Ref e Bottom Ref. Si noti che i layer di riferimento possono essere di Type Plane o Signal.
Configure the impedance properties I calcolatori di impedenza supportano il calcolo diretto e inverso dell'impedenza. Se si inserisce Target Impedance, Width cambia automaticamente (calcolo diretto); se invece si inserisce Width, Target Impedance cambia automaticamente (calcolo inverso).
Define the etch Il valore Etch = 0.5[(W1-W2)/Thickness]  viene calcolato a partire dalle larghezze superiore e inferiore della pista (posizionare il cursore su ? nel pannello per visualizzare la formula).
Configure the differential impedance calculation

Per il calcolo dell'impedenza differenziale, bloccare Width o Trace Gap facendo clic sul pulsante appropriato. La variabile non bloccata verrà quindi calcolata al variare del valore Target Impedance. In alternativa, modificare la variabile non bloccata per cambiare Target Impedance.

  • Il supporto per il calcolo dell'impedenza è fornito dal software Simbeor®. Il calcolatore supporta strutture coplanari singole e differenziali e il calcolatore di impedenza differenziale supporta una struttura stripline asimmetrica. Tutti i calcoli utilizzano una frequenza di 1 GHz. Per velocizzare il calcolo, i profili di impedenza vengono calcolati in thread separati (quando disponibili).

  • Per una struttura stripline, l'altezza del dielettrico viene calcolata come la distanza tra i layer in rame (vedere H2 nell'immagine).

  • Il calcolatore di impedenza supporta più layer dielettrici adiacenti. Questi layer possono avere proprietà dielettriche diverse.

Ulteriori informazioni sulla configurazione delle proprietà per l'instradamento a impedenza controllata.

Scheda Via Types

La scheda Via Types viene utilizzata per definire le estensioni consentite dei via tra i layer lungo l'asse Z nel progetto. Le proprietà X-Y dei via, inclusi il diametro e la dimensione del foro, sono controllate dalla regola di progettazione Routing Style applicabile.

Definire ciascuna delle estensioni richieste tra i layer come un tipo di via distinto.Definire ciascuna delle estensioni richieste tra i layer come un tipo di via distinto.

Modifica dei tipi di via

The default via Lo stack di layer di una nuova scheda include un'unica definizione di estensione per via passante nella scheda Via Types di Layer Stack Manager.  Per una scheda a due layer, il via predefinito è denominato Thru 1:2; il nome riflette il tipo di via e il primo e l'ultimo layer attraversati dal via. L'estensione passante predefinita non può essere eliminata.
Add a new Via Type

Fare clic sul pulsante per aggiungere un ulteriore tipo di via, quindi selezionare i layer attraversati da questo tipo di via nel pannello Properties. La nuova definizione avrà il nome <Type> <FirstLayer>:<LastLayer> (ad esempio, Thru 1:2). Il software rileverà automaticamente il tipo (ad esempio, passante, cieco, interrato) in base ai layer scelti e assegnerà di conseguenza il nome al tipo di via.

Naming a Via Type A ciascun tipo di via viene assegnato automaticamente un nome in base ai layer che attraversa e al fatto che sia o meno un µVia. I via posizionati nell'area di lavoro includono un menu a discesa della proprietà Name, che elenca tutti i tipi di via definiti in Layer Stack Manager. Tutti i via utilizzati nella scheda devono appartenere a uno dei tipi di via definiti in Layer Stack Manager.
Adding a µVia Se è necessaria una µVia, abilitare la casella di controllo µVia. Questa opzione è disponibile solo quando la via collega layer adiacenti oppure layer adiacenti +1 (in questo caso viene chiamata Skip via).
Mirroring a via Se nello stack dei layer è abilitata l'opzione Stack Symmetry, diventa disponibile l'opzione Mirror. Quando Mirror è abilitata, viene creata automaticamente una copia speculare della via corrente, che collega i layer simmetrici nello stack. 
Selecting a Via Type during routing

Quando si cambia layer durante il routing interattivo:

  • Il pannello Properties mostra il tipo di via applicabile ().

  • Se sono disponibili più tipi di via adatti ai layer da collegare, premere la combinazione di tasti 6 per scorrere i tipi di via disponibili oppure premere la combinazione di tasti 8 per visualizzare un menu dei tipi di via disponibili ().

  • I dettagli del tipo di via proposto sono visualizzati nella barra di stato ().

Quando in Layer Stack Manager sono definiti più sottostack, l'interfaccia consente di definire tipi di via diversi per ciascun sottostack. Si noti che questo does not limita tale tipo di via alle regioni della scheda che utilizzano quel sottostack. I tipi di via disponibili durante il routing dipendono dalla regola di progettazione relativa allo stile delle via di routing applicabile e dai layer collegati da quel percorso. Se necessario, è possibile limitare i tipi di via a una regione della scheda specificando tale regione nella regola di progettazione Routing Via Style applicabile mediante la parola chiave di query InLayerStackRegion ().

Ulteriori informazioni sulle caratteristiche specifiche delle via e sulla configurazione delle via cieche, interrate e microvia.

Scheda Back Drills

In un progetto ad alta velocità, possono verificarsi riflessioni del segnale quando il cilindro metallizzato di una via si estende oltre i layer su cui viene instradato il segnale. Ciò può causare un degrado del segnale e problemi di integrità del segnale. Un metodo per risolvere questo problema consiste nel rimuovere mediante foratura le porzioni inutilizzate dei cilindri metallizzati delle via, utilizzando una foratura a profondità controllata, tecnica nota anche come back drilling.

Le proprietà dei back drill vengono configurate nella scheda Back Drills. Questa scheda viene visualizzata quando i back drill sono abilitati nel sottomenu Tools » Features oppure facendo clic sul pulsante e scegliendo Back Drills.

Modifica dei back drill

How Back Drills work La scheda Back Drills consente di definire gli intervalli di layer da sottoporre a back drilling in presenza di uno stub di un pad o di una via. Queste impostazioni vengono utilizzate insieme alla regola di progettazione Max Via Stub Length, nella quale si specificano la lunghezza massima dello stub e la maggiorazione del diametro di foratura. L'impostazione Where the Object Matches della regola può essere utilizzata per limitare la rimozione degli stub a net specifiche ().
Add a new Back Drill

Fare clic sul pulsante  per aggiungere una nuova definizione di back drill. Il nome della definizione viene assegnato in base a First layer e Last layer selezionati nella sezione Back Drill del pannello Properties, ad esempio BD 1:3. First layer definisce il primo layer da forare, mentre Last layer definisce il layer prima del quale la foratura si arresta (Last layer è il primo layer dello stack che non viene sottoposto a back drilling).

Mirroring a Back Drill Se nelle proprietà del sottostack è abilitata l'opzione Stack Symmetry nel pannello Properties, l'opzione Mirror diventa disponibile nella sezione Back Drill del pannello. Quando questa opzione è abilitata, viene creata una copia speculare del back drill corrente, ad esempio BD 1:3 | 6:4.

Ulteriori informazioni sulla configurazione delle proprietà dei back drill sono disponibili nella pagina Foratura a profondità controllata (back drilling).

Scheda Printed Electronics

Le moderne tecnologie di stampa consentono di stampare layer conduttivi e non conduttivi direttamente su un substrato, realizzando un circuito elettronico. Questa tecnica è chiamata printed electronics. Lo stack dei layer viene configurato per l'elettronica stampata selezionando l'opzione Fai clic e trascina per spostare​Tools » Features » Printed Electronics. In questa modalità, tutte le schede vengono sostituite dalla sola scheda Printed Electronics Stackup.

L'elettronica stampata utilizza un approccio diverso per definire lo stack dei layer.L'elettronica stampata utilizza un approccio diverso per definire lo stack dei layer.

Configurazione dello stack dei layer per l'elettronica stampata

Defining the layers Nell'elettronica stampata non si utilizzano i tradizionali layer dielettrici. Al loro posto, vengono stampate porzioni localizzate di dielettrico nei punti in cui i percorsi devono incrociarsi. Quando l'opzione Printed Electronics è abilitata nel menu a discesa Features , tutti i layer dielettrici vengono rimossi dallo stack e le porzioni di dielettrico vengono invece definite posizionando oggetti regione di forma appropriata sui layer non conduttivi.
How Layers are named Nell'elettronica stampata, i layer di segnale in rame sono chiamati conductive layers, mentre i layer isolanti sono chiamati non-conductive layers.

Ulteriori informazioni sulla configurazione delle proprietà di un layer per l'elettronica stampata sono disponibili nella pagina Progettazione per l'elettronica stampata.

Scheda Board

La scheda Board consente di configurare i diversi sottostack necessari in un progetto rigid-flex avanzato. La scheda viene visualizzata automaticamente quando è abilitata la modalità Rigid-Flex (Advanced). Si noti che la scheda Board non viene utilizzata né è disponibile quando si sceglie la modalità Rigid-Flex standard.

La scheda Board utilizzata per configurare un PCB rigid-flex con struttura a libro; si noti che la sezione centrale presenta due sottostack flessibili.La scheda Board utilizzata per configurare un PCB rigid-flex con struttura a libro; si noti che la sezione centrale presenta due sottostack flessibili.

Utilizzo della scheda Board View

Add a new Substack È possibile creare rapidamente ulteriori sottostack a partire da un sottostack esistente utilizzando la combinazione di tasti Shift+Click per selezionare i layer desiderati, quindi trascinando orizzontalmente la selezione per posizionarla nell'insieme dei sottostack.
Configure layer intrusion Utilizzare i campi Intrusion Left / Right per configurare l'eventuale estensione dei layer adiacenti nel sottostack vicino.
Configure layer adjacency Configurare le relazioni tra i layer nei sottostack adiacenti, ad esempio se condividono dei layer (Common) oppure se i layer appartengono esclusivamente a quel sottostack (Individual).
Editing a substack Fare doppio clic su un sottostack specifico nella scheda Board per aprire la relativa scheda Layer, in cui è possibile modificarlo.
Adding a Branch Aggiungere ulteriori diramazioni. Le diramazioni vengono utilizzate quando il progetto presenta più sezioni flessibili che si estendono da un'unica sezione rigida. Ulteriori informazioni sulle diramazioni.

Ulteriori informazioni sulla progettazione di un PCB rigid-flex avanzato.

Configurazione delle proprietà e dei materiali dei singoli layer

Tipi di layer in un PCB

Nella fabbricazione di un circuito stampato viene utilizzata un'ampia varietà di materiali. La tabella seguente fornisce un breve riepilogo dei materiali comunemente utilizzati. La scelta dei materiali dei layer e delle relative proprietà deve sempre essere effettuata in consultazione con il fabbricante della scheda.

Configurazione delle proprietà di ciascuno strato

Le proprietà di ciascuno strato possono essere modificate direttamente nella griglia LSM, nel pannello Properties, oppure è possibile selezionare un materiale predefinito dalla libreria dei materiali facendo clic sul pulsante con i puntini di sospensione () nella cella Material dello strato selezionato. La sezione Scheda Stackup, riportata in precedenza in questa pagina, riepiloga le varie tecniche disponibili per aggiungere, rimuovere, modificare e ordinare gli strati.

Javascript ID: ConfigProps

Modifica le proprietà dello strato direttamente nella griglia o nel pannello Properties.

Fai clic con il pulsante destro del mouse nell'area delle intestazioni delle colonne per modificare le colonne disponibili.

Fai clic sui puntini di sospensione (...) per selezionare un materiale dalla libreria.

Libreria dei materiali e conformità alla libreria

I materiali preferiti per lo stack degli strati possono essere predefiniti nella libreria dei materiali. Nel Layer Stack Manager, seleziona Tools » Material Library per aprire la finestra di dialogo Altium Material Library, in cui è possibile esaminare i materiali esistenti e aggiungere nuove definizioni di materiali.

La finestra di dialogo Altium Material Library
La finestra di dialogo Altium Material Library

Selezione del materiale da utilizzare per uno strato

Il materiale da utilizzare per uno strato specifico non viene selezionato nella finestra di dialogo Altium Material Library, ma nella finestra di dialogo Select Material. Per utilizzare un materiale specifico per uno strato, fai clic sui puntini di sospensione () di quello strato nella cella Materials della griglia dello stack degli strati, oppure fai clic su  nel campo Material del pannello Properties quando il layer è selezionato nella griglia dello stack dei layer. Si aprirà la finestra di dialogo Select Material, che limita la libreria ai soli materiali adatti al layer per il quale è stato fatto clic sul pulsante con i puntini di sospensione.

La finestra di dialogo Select Material
La finestra di dialogo Select Material

Se la casella di controllo Library Compliance è selezionata in Layer Stack Manager, per ogni layer selezionato dalla libreria dei materiali le proprietà correnti vengono confrontate con i valori della definizione del materiale nella libreria. Qualsiasi proprietà non conforme viene contrassegnata con un indicatore di errore. Selezionare nuovamente il materiale () per aggiornare i valori in base alle impostazioni della libreria dei materiali.

Simmetria dello stack dei layer

Se è necessario che lo stack dei layer della scheda sia simmetrico, selezionare la casella di controllo Stack Symmetry nell'area Scheda del pannello Properties. Lo stack dei layer viene immediatamente controllato per verificarne la simmetria rispetto al layer dielettrico centrale. Se una qualsiasi coppia di layer equidistanti dal layer dielettrico centrale di riferimento non è identica, si apre la finestra di dialogo Stack is not symmetric.

La griglia Layer stack symmetry mismatches nella parte superiore della finestra di dialogo elenca tutti i conflitti rilevati nella simmetria dello stack dei layer. Scegliere l'opzione appropriata nella parte inferiore della finestra di dialogo per ottenere uno stack dei layer simmetrico:

Ottenere la simmetria dello stack tramite:

Mirror top half down Le impostazioni di ciascun layer sopra il layer dielettrico centrale vengono copiate verso il basso sul corrispondente layer simmetrico.
Mirror bottom half up Le impostazioni di ciascun layer sotto il layer dielettrico centrale vengono copiate verso l'alto sul corrispondente layer simmetrico.
Mirror whole stack down Viene inserito un ulteriore layer dielettrico dopo l'ultimo layer di rame (Surface Finish), quindi tutti i layer di segnale e dielettrici vengono replicati e specchiati sotto questo nuovo layer dielettrico.
Mirror whole stack up Viene inserito un ulteriore layer dielettrico prima del primo layer di rame (Surface Finish), quindi tutti i layer di segnale e dielettrici vengono replicati e specchiati sopra questo nuovo layer dielettrico.
  • Utilizzare l'opzione Stack Symmetry per definire rapidamente una scheda simmetrica: definire metà dello stack dei layer, abilitare l'opzione di simmetria dello stack e quindi utilizzare una delle opzioni di specchiatura dell'intero stack per replicare quel gruppo di layer.

  • Quando la simmetria dello stack è abilitata:

    • Una modifica applicata a una proprietà di un layer viene applicata automaticamente al corrispondente layer simmetrico.

    • L'aggiunta di layer comporta automaticamente l'aggiunta dei corrispondenti layer simmetrici.

Visualizzazione dello stack dei layer

Layerstack Visualizer consente di visualizzare lo stack dei layer in 2D o in 3D. Selezionare Tools » Layerstack Visualizer in Layer Stack Manager per aprire Layerstack Visualizer.

Definizione e configurazione dei sotto-stack rigido-flessibili

Main page: Progettazione rigido-flessibile

Ogni singola zona o regione di un progetto rigido-flessibile può essere composta da un numero diverso di layer. Per ottenere questo risultato, è necessario poter definire più stack, denominati substacks.

L'editor PCB supporta due modalità di progettazione rigido-flessibile. È possibile scegliere la modalità standard o avanzata selezionando il comando desiderato nel sottomenu Tools » Features oppure tramite il selettore Feature sul lato destro dell'interfaccia Layer Stack Manager.

  1. La modalità originale, o standard – denominata Rigid-Flex – supporta progetti rigido-flessibili semplici ().

  2. Se il progetto presenta requisiti rigido-flessibili più complessi, come regioni flessibili sovrapposte, è necessario utilizzare la modalità Advanced Rigid-Flex (nota anche come Rigid-Flex 2.0). Oltre alle regioni flessibili sovrapposte, la modalità avanzata offre anche la definizione visiva dei sotto-stack sul piano Z, la definizione indipendente di ogni regione rigida e flessibile della scheda, pieghe su ritagli annidati, suddivisioni con forme personalizzate, la possibilità di definire strutture di tipo bookbinder, la possibilità di includere un coverlay su una regione flessibile e il supporto per progetti interamente flessibili ().

Scopri di più sulla progettazione di un PCB rigid-flex

Definizione di un PCB a singolo layer

Come indica il nome, un PCB a singolo layer ha un solo layer di rame, generalmente quello inferiore. È possibile creare uno stack per un PCB a singolo layer eliminando il layer superiore o quello inferiore da uno stack per PCB a 2 layer.

In un PCB a 2 layer, puoi eliminare il layer superiore o quello inferiore dal relativo stack di layer.
In un PCB a 2 layer, puoi eliminare il layer superiore o quello inferiore dal relativo stack di layer.

Note sulle schede a singolo layer

  • È possibile creare uno stack a singolo layer per un PCB, ma non per un footprint.

  • Quando lo stack di layer contiene un solo layer di rame, la scheda Via Types e la funzionalità Back Drills non sono disponibili in Layer Stack Manager.

  • Per un PCB a singolo layer, puoi creare solo profili di impedenza di tipo Single-Coplanar e Differential-Coplanar nella scheda Impedance di Layer Stack Manager.

  • Il layer rimosso viene indicato come lato, dove applicabile. Ad esempio, se viene rimosso il layer inferiore, viene denominato Bottom Side nella colonna Drill Layer Pair di una tabella di foratura.

  • Quando in un PCB a singolo layer sono presenti pad con foro passante non metallizzato, questi non vengono segnalati nella sezione Unplated multi-layer pad(s) detected del report DRC.

Questa funzionalità è disponibile quando l'opzione PCB.SingleLayerStack.Support è abilitata nella finestra di dialogo Advanced Settings.

Utilizzo degli stack di layer predefiniti

Un requisito comune a molte aziende è utilizzare uno stack di layer coerente nei propri progetti PCB. Il software include diversi stack di layer predefiniti e il Workspace Altium include diversi modelli di stackup (se hai scelto di includere i dati di esempio durante l'attivazione o l'installazione del Workspace). Oltre a essere creati e archiviati nel Workspace aziendale, i modelli di stackup possono essere salvati anche come file locali.

Stack di layer preimpostati nell'editor

Nel menu Tools » Presets sono disponibili diversi stack di layer predefiniti che offrono un comodo punto di partenza. Tieni presente che queste preimpostazioni non possono essere modificate e che l'elenco non può essere ampliato. Per configurare stack di layer predefiniti personalizzati, crea dei modelli di stackup, come descritto di seguito.

Modelli di stackup

Gli stack di layer predefiniti vengono chiamati modelli di stackup. Questi modelli possono essere archiviati e gestiti nel Workspace Altium oppure come file locali.

I modelli disponibili sono elencati nella pagina Data Management – Templates della finestra di dialogo Preferences. L'elenco può essere configurato per includere modelli Server only o Server & Local usando il menu a discesa Template visibility nella parte superiore della pagina della finestra di dialogo. I modelli locali si trovano nella cartella specificata dal valore Local Templates folder.

I modelli di stackup possono essere archiviati e gestiti nel Workspace oppure come file locali.I modelli di stackup possono essere archiviati e gestiti nel Workspace oppure come file locali.

Utilizzo degli stackup archiviati nel Workspace

Default Workspace stackups Per impostazione predefinita, nella cartella Managed Content\Templates\Layer Stacks del Workspace sono disponibili diversi stack di layer (se hai scelto di includere i dati di esempio durante l'attivazione o l'installazione del Workspace).
Preview a Workspace stackup Puoi visualizzare l'anteprima di uno stack di layer del Workspace nel pannello Explorer. Dopo aver selezionato la voce dello stack di layer nell'area delle revisioni del pannello, passa alla scheda della vista Preview per visualizzare lo stackup dei layer.
Load a Workspace stackup Per caricare uno stackup dal Workspace connesso, scegli il comando File » Load Stackup From Server. Viene visualizzata la finestra di dialogo Choose Item Revision. Usando l'albero delle cartelle sul lato sinistro della finestra di dialogo, vai alla posizione in cui sono archiviati gli stack di layer nel Workspace e seleziona lo stackup richiesto nell'elenco delle revisioni degli elementi. Fai clic su OK per applicare lo stackup definito in quel file allo stack di layer attualmente aperto in Layer Stack Manager.
Save the open layer stack as an existing Workspace stackup Per salvare lo stack di layer corrente come stackup esistente nel Workspace connesso, scegli il comando File » Save to Server. Viene visualizzata la finestra di dialogo Choose Planned Item Revision : usala per scegliere uno stack di layer esistente del Workspace e salvare lo stackup nella sua revisione successiva.
Save the open layer stack as a new Workspace stackup Per salvare lo stack di layer corrente come nuovo stackup nel Workspace connesso, scegli il comando File » Save to Server. Verrà visualizzata la finestra di dialogo Choose Planned Item Revision: naviga fino alla posizione nell'albero Server Folders in cui sono memorizzati gli stackup, quindi fai clic con il pulsante destro del mouse nell'area dell'elenco delle revisioni della finestra di dialogo e seleziona il comando Create Item » Layerstack. Nella finestra di dialogo Create New Item che si apre, disabilita l'opzione Open for editing after creation; in caso contrario, entrerai in modalità di modifica diretta.
Create a new Workspace stackup from scratch

Nella pagina Data Management – Templates della finestra di dialogo Preferences, fai clic sul pulsante Add e seleziona il comando Layerstack dal menu (oppure fai clic con il pulsante destro del mouse nella griglia dei modelli per visualizzare il menu contestuale e seleziona Add » Template). Dopo aver selezionato il comando, fai clic su OK nella finestra di dialogo Close Preferences che si apre per chiudere la finestra di dialogo Preferences e aprire l'editor temporaneo degli stackup. Verrà creata automaticamente una revisione pianificata del nuovo stack di layer del Workspace in una cartella del Workspace di tipo Layerstacks.

Edit an existing Workspace Stackup Per modificare uno stackup esistente del Workspace, fai clic con il pulsante destro del mouse sulla relativa voce nella scheda Templates della pagina Gestione dati – Modelli della finestra di dialogo Preferences e scegli il comando Edit dal menu contestuale. Si aprirà l'editor temporaneo, con il modello contenuto nell'ultima revisione dello stackup del Workspace aperto per la modifica. Apporta le modifiche necessarie, quindi seleziona il comando File » Save to Server per salvare lo stackup nella revisione successiva dello stackup del Workspace.
Update an existing WS stackup based on a local stackup file Se devi aggiornare uno stackup del Workspace e disponi di un file di documento stackup aggiornato, puoi caricare tale file nello stackup del Workspace. Nella pagina Data Management – Templates della finestra di dialogo Preferences, fai clic con il pulsante destro del mouse sulla voce del modello e scegli il comando Upload dal menu contestuale. Usa la finestra di dialogo Open che si apre (una finestra standard di Windows per l'apertura dei file) per individuare e aprire il file desiderato, che verrà caricato nella revisione successiva dello stackup del Workspace.
Upload an existing stackup template file to the Workspace Se il file di documento stackup desiderato si trova in Local Template folder (definito nella parte inferiore della pagina Data Management – Templates) ed è elencato sotto la voce Local della griglia dei modelli, puoi migrarlo a un nuovo stack di layer del Workspace facendo clic su di esso con il pulsante destro del mouse e selezionando il comando Migrate to Server. Fai clic sul pulsante OK nella finestra di dialogo Template migration per procedere con la migrazione: come indicato in questa finestra di dialogo, il file originale dello stack di layer verrà aggiunto a un archivio ZIP nella cartella locale dei modelli (pertanto, non sarà più visibile nell'elenco dei modelli Local).
Upload a local stackup file to the Workspace È possibile creare un nuovo stack di layer del Workspace anche caricando un file di documento stackup esistente (*.stackup). Seleziona il comando Load from File dal menu del pulsante Add o dal menu contestuale Add della griglia dei modelli nella scheda Templates della pagina Gestione dati – Modelli della finestra di dialogo Preferences. Nella finestra di dialogo Open che si apre (una finestra standard di Windows per l'apertura dei file), seleziona l'opzione Layer Stack-up File (*.stackup) nel menu a discesa a destra del campo File name e usa la finestra di dialogo per individuare e aprire il file desiderato, che verrà caricato nella revisione iniziale del nuovo stack di layer del Workspace, creato automaticamente in una cartella del Workspace di tipo Layerstacks.

Lavorare con gli stackup memorizzati come file locali

Load a stackup file Per caricare uno stackup da un file di stackup esistente e applicarlo allo stack attualmente aperto in Layer Stack Manager, seleziona il comando File » Load Stackup from File dai menu principali.
Save as a stackup file Seleziona File » Save As per salvare lo stack di layer corrente come file di documento stackup (*.stackup o *.stackupx). Tieni presente che la pagina Data Management – Templates della finestra di dialogo Preferences elenca gli stackup salvati nel formato *.stackup.

Esportare uno stack di layer

Exporting to a Spreadsheet Usa il comando File » Esporta CSV per esportare lo stack di layer corrente in un file di foglio di calcolo (*.csv).
Exporting to Simbeor Usa il comando File » Export To Simbeor per esportare lo stack di layer in un file Simbeor (*.esx).

Uno stackup di layer del Workspace può essere utilizzato anche come elemento di dati di configurazione in una o più Environment Configurations definite. Una configurazione dell'ambiente viene utilizzata per limitare l'ambiente di lavoro del progettista all'uso dei soli elementi di progettazione approvati dall'azienda. Le configurazioni dell'ambiente vengono definite e memorizzate nel Team Configuration Center, un servizio fornito tramite il Workspace. Una volta effettuata la connessione al Workspace e scelta, se applicabile, una delle configurazioni dell'ambiente disponibili, Altium Designer verrà configurato per l'utilizzo degli stack di layer. Se la configurazione dell'ambiente scelta include una o più revisioni definite di elementi stack di layer, only queste saranno disponibili per il riutilizzo. Se la configurazione dell'ambiente scelta e applicabile non contiene revisioni di stack di layer specificate o aggiunte, oppure è impostata su Do Not Control, saranno disponibili tutte le revisioni degli elementi salvate e condivise con te. Puoi inoltre utilizzare liberamente file di stackup locali. Per ulteriori informazioni, consulta Environment Configuration Management (Workspace Altium 365, Workspace Enterprise Server).

Altre attività di progettazione relative ai layer

Alcune attività di progettazione relative ai layer non vengono eseguite in Layer Stack Manager, ma è importante tenerne conto durante la preparazione dello stack di layer. Queste attività sono riepilogate di seguito, con collegamenti a ulteriori informazioni.

Definire la forma della scheda

Mentre lo stack di layer definisce la scheda lungo l'asse Z, la forma della scheda la definisce nel piano X-Y. Detta anche contorno della scheda, la forma della scheda è una forma poligonale chiusa che definisce l'estensione complessiva della scheda. La forma della scheda può essere costituita da un'unica regione della scheda (per un PCB rigido tradizionale) o da più regioni (per un PCB rigido-flessibile). L'immagine seguente mostra una scheda con due regioni rigide collegate da una regione flessibile.

La forma della scheda definisce la scheda nel piano X-Y.La forma della scheda definisce la scheda nel piano X-Y.

Scopri di più sulla definizione della forma della scheda.

Scopri di più sulla progettazione rigido-flessibile.

Assegnazione di una net a un layer piano

Quando il pannello PCB è impostato sulla modalità Split Plane Editor, può essere utilizzato per esaminare e assegnare una net a qualsiasi piano di alimentazione della scheda. Può inoltre essere utilizzato per assegnare una net a una regione suddivisa definita su un piano di alimentazione.

L'editor dei piani suddivisi viene utilizzato per esaminare e gestire le assegnazioni delle net ai piani di alimentazione e verificare le definizioni dei piani suddivisi.L'editor dei piani suddivisi viene utilizzato per esaminare e gestire le assegnazioni delle net ai piani di alimentazione e verificare le definizioni dei piani suddivisi.

Ulteriori informazioni sui piani di alimentazione interni e suddivisi.

Configurazione dello stack dei layer per componenti montati su un layer di segnale interno

Un componente è considerato incorporato quando è montato su un layer diverso dai layer di segnale Top o Bottom. 

Un componente incorporato in un layer di segnale interno (il componente è evidenziato con contorni blu, la cavità con contorni arancioni).Un componente incorporato in un layer di segnale interno (il componente è evidenziato con contorni blu, la cavità con contorni arancioni).

Ulteriori informazioni sui componenti incorporati.

Documentazione dello stack dei layer

La documentazione è una parte fondamentale del processo di progettazione ed è particolarmente importante per i progetti con una struttura dello stack dei layer complessa, come quelli rigido-flessibili. A questo scopo, Altium Designer include una tabella dello stack dei layer, che viene inserita (Place » Layer Stack Table) e posizionata accanto al progetto della scheda nell'area di lavoro. Le informazioni nella tabella dello stack dei layer provengono dal Layer Stack Manager.

Includere una tabella dello stack dei layer per documentare il progetto.
Includere una tabella dello stack dei layer per documentare il progetto.

Note sulla tabella dello stack dei layer

Placing a Layer Stack Table Per inserire una tabella dello stack dei layer, selezionare Place » Layer Stack Table.
Included detail

La tabella dello stack dei layer riporta i seguenti dettagli:

  • Layer numero, come assegnato nel Layer Stack Manager

  • Layer Name, come definito nel Layer Stack Manager

  • Material, come definito nel Layer Stack Manager

  • Thickness, come definito nel Layer Stack Manager

  • Il Constant del dielettrico, come definito nel Layer Stack Manager

  • Gerber identificatore (estensione del file) assegnato a quel layer

  • Board Layer Stack, un indicatore ombreggiato della presenza o assenza dei layer nello stack assegnato a ciascuna regione della scheda

Editing a Layer Stack Table Fare doppio clic in un punto qualsiasi della tabella inserita per modificare la tabella dello stack dei layer nel pannello Properties .
What is the Board Map? La tabella dello stack dei layer può anche includere un contorno opzionale della scheda, che mostra come i vari stack dei layer sono assegnati alle regioni della scheda. Utilizzare l'opzione Show Board Map e il cursore per configurare le impostazioni della mappa.
  • La tabella dello stack dei layer è un oggetto di progettazione intelligente che può essere inserito e aggiornato man mano che il progetto procede. Fare doppio clic sulla tabella dello stack dei layer per modificarla nel pannello Properties.

  • Inserire le .Total_Thickness e le .Total_Thickness(<SubstackName>) stringhe speciali su un layer meccanico per includere queste informazioni nella documentazione del progetto.

  • Un metodo alternativo per documentare lo stack dei layer consiste nell'aggiungere un documento Draftsman al progetto e inserirvi una tabella dello stack dei layer. Ulteriori informazioni su Draftsman.

Ulteriori informazioni sull'inserimento e sulla modifica di una tabella dello stack dei layer.

Inserimento di una tabella di foratura

Altium Designer include una tabella di foratura intelligente, che visualizza le forature richieste per tutte le coppie di layer (composita) oppure per una coppia di layer specifica. Se si preferisce avere informazioni di foratura separate per ciascuna coppia di layer, inserire una tabella di foratura per ogni coppia di layer utilizzata nel progetto.

Un metodo alternativo per documentare lo stack dei layer consiste nell'aggiungere un documento Draftsman al progetto e inserirvi una tabella dello stack dei layer. 

Ulteriori informazioni sull'inserimento e sulla modifica di una tabella di foratura.

Documentazione dello stack dei layer in Draftsman

Altium Designer offre anche un editor dedicato alla documentazione, Draftsman. Draftsman consente al progettista di creare documentazione di alta qualità che può includere quote, note, layer, tabelle degli stack e tabelle di foratura. Basato su un formato di file dedicato e su un insieme di strumenti di disegno, Draftsman offre un approccio interattivo per combinare disegni di fabbricazione e assemblaggio con modelli personalizzati, annotazioni, quote, richiami e note.

Draftsman supporta anche funzionalità di disegno più avanzate, tra cui una vista isometrica della scheda, una vista di dettaglio della scheda e una vista realistica della scheda (vista 3D).

Inserire viste di disegno, oggetti e annotazioni automatiche in documenti Draftsman a pagina singola o multipagina. Inserire viste di disegno, oggetti e annotazioni automatiche in documenti Draftsman a pagina singola o multipagina.

Ulteriori informazioni su Draftsman.

Terminologia dello stackup dei layer

Termine Significato
Blind Via Un via che parte da un layer superficiale ma non attraversa l'intera scheda. In genere, un via cieco scende di un layer fino al layer di rame successivo.
Buried Via Un via che parte da un layer interno e termina su un altro layer interno, senza raggiungere un layer di rame superficiale.
Core Un laminato rigido (spesso FR-4) con una lamina di rame su entrambi i lati.
Double-Sided Board Una scheda con 2 layer di rame, uno su ciascun lato di un nucleo isolante. Tutti i fori sono passanti, ovvero attraversano completamente la scheda da un lato all'altro.
Fine Line Features and Clearances Oggi, piste e distanze di isolamento fino a 100µm (0,1mm o 4mil) sono considerate standard nella fabbricazione dei PCB. Il limite tecnologico attualmente disponibile nel packaging dei componenti è di circa 10µm.
High Density Interconnect (HDI) Tecnologia di interconnessione ad alta densità: un PCB con una densità di connessioni per unità di superficie superiore a quella di un PCB convenzionale. Questo risultato si ottiene utilizzando piste sottili e distanze di isolamento ridotte, microvia, via interrati e tecnologie di laminazione sequenziale. Questo nome viene utilizzato anche come alternativa a Sequential layer Build-Up (SBU).
Microvia Definito come un via con un diametro del foro inferiore a 6 mil (150µm). I microvia possono essere realizzati mediante fotoincisione, foratura meccanica o foratura laser. I microvia realizzati mediante foratura laser sono una tecnologia essenziale per l'interconnessione ad alta densità (HDI), poiché consentono di posizionare i via all'interno delle piazzole dei componenti e, se utilizzati nell'ambito di un processo di fabbricazione build-up, permettono il passaggio tra i layer di segnale senza la necessità di brevi tratti di pista (denominati stub dei via), riducendo notevolmente i problemi di integrità del segnale indotti dai via.
Multilayer Board

Una scheda con più layer di rame, da 4 a oltre 30. Una scheda multistrato può essere fabbricata in diversi modi:

  • Come un insieme di sottili schede a doppia faccia, impilate (separate da prepreg) e laminate in un'unica struttura mediante calore e pressione. In questo tipo di scheda multistrato, i fori possono attraversare l'intera scheda (fori passanti), essere ciechi o interrati. Si noti che solo determinati layer possono essere forati meccanicamente per creare i via interrati, poiché questi sono semplicemente fori passanti praticati nelle sottili schede a doppia faccia prima del processo di laminazione.
  • In alternativa, una scheda multistrato viene fabbricata come descritto, quindi vengono laminati layer aggiuntivi su entrambi i lati. Questo approccio viene utilizzato quando il progetto richiede l'uso di microvia, componenti integrati nel substrato o tecnologia rigido-flessibile.
Prepreg Un tessuto in fibra di vetro impregnato di resina epossidica termoindurente (resina+indurente), solo parzialmente polimerizzata.
Sequential Lamination Il nome dato alla tecnica di creazione di un PCB multistrato che include via interrati realizzati mediante foratura meccanica (praticati nelle sottili schede a doppia faccia prima della laminazione finale).
Sequential layer Build-Up (SBU) Si parte da un nucleo (a doppia faccia o isolante), su cui vengono formati, uno dopo l'altro, layer conduttivi e dielettrici (mediante più cicli di pressatura), su entrambi i lati della scheda. Questa tecnologia consente inoltre di creare via ciechi durante il processo build-up e di integrare nel substrato componenti discreti o formati direttamente al suo interno. È anche detta tecnologia High Density Interconnect (HDI).
Surface Laminar Circuit (SLC) Si parte da un nucleo multistrato, a cui vengono aggiunti layer build-up su entrambi i lati (in genere da 1 a 4). La notazione comunemente utilizzata per descrivere la scheda finita è Build-up copper layers + Core copper layers + Build-up copper layers. Ad esempio, 2+4+2 descrive una scheda con un nucleo a 4 layer e 2 layer laminati su ciascun lato (si scrive anche 2-4-2). Questa tecnologia consente di creare via ciechi durante il processo build-up e di integrare nel substrato componenti discreti o formati direttamente al suo interno.
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