レイヤースタックの定義

Altium Training

Altium Essentials: PCB Layer Stack Manager

This content is part of the official Altium Professional Training Program. For full courses, materials and certification, visit Altium Training.

PCBは、複数の層を積み重ねた構造として設計・形成されます。プリント基板(PCB)製造の初期には、基板は単に、片面または両面に薄い銅箔を被覆した絶縁コア層でした。接続は、不要な銅をエッチングで除去することにより、銅層内に導体配線として形成されます。

そして現在では、ほとんどすべてのPCB設計が複数の銅層を備えています。技術革新と加工技術の改良により、フレキシブルPCBを設計・製造できる能力を含む、PCB製造における数々の画期的な概念が生まれました。PCBの剛性部をフレキシブル部で接続することで、複雑なハイブリッドPCBを設計でき、異形の筐体に収まるよう折り曲げることが可能になります。

左側は、初期のPCB設計に典型的な片面PCBです。右側はリジッドフレックスPCBで、剛性部がPCBのフレキシブル部を介して接続されています。
左側は、初期のPCB設計に典型的な片面PCBです。右側はリジッドフレックスPCBで、剛性部がPCBのフレキシブル部を介して接続されています。

プリント基板設計において、レイヤースタックは、層が垂直方向、すなわちZ平面にどのように配置されるかを定義します。リジッドフレックス基板を含むあらゆる種類の基板は、単一の一体構造として製造されるため、設計時にも単一の一体構造として扱う必要があります。これを実現するために、リジッドフレックス基板の設計者は複数のPCBレイヤースタックを定義し、rigid-flex design の異なる領域に異なるレイヤースタックを割り当てられなければなりません。

Layer Stack Manager

PCBレイヤースタックの定義は、プリント基板設計を成功させるうえで極めて重要な要素です。もはや単に電気エネルギーを伝達する単純な銅配線の集まりではなく、現代の多くのPCBの配線は、一連の回路要素、すなわち伝送線路として設計されています。

高速PCB設計を成功させるには、適切なシングルエンドおよび差動配線インピーダンスを実現するために必要な配線寸法やクリアランスに対し、材料選定、レイヤースタックアップ、および割り当てのバランスを取る必要があります。さらに、現代の高速PCBを設計する際には、レイヤーペアリング、慎重なビア設計、必要に応じたバックドリリング、リジッド/フレックス要件、銅バランス、レイヤースタックの対称性、材料適合性など、数多くの設計上の考慮事項があります。

これらのレイヤー固有の設計要件は、単一のエディター、すなわち Layer Stack Manager

Layer Stack Manager を開くには、PCBエディターのメインメニューから Design » Layer Stack Manager を選択します。 Layer Stack Manager は、回路図シート、PCB、その他のドキュメントタイプと同様に、ドキュメントビューで開きます。基板の作業中も開いたままにしておけるため、基板とLSMの間を行き来できます。画面分割や別モニターで開くといった標準の表示動作はすべてサポートされています。Layer Stack Manager で行った変更は、Save を実行するとPCBエディターで利用可能になります。

レイヤースタック管理のあらゆる操作は、Layer Stack Manager で行います。レイヤースタックの下部にあるタブを選択して、各種設定を構成します。
レイヤースタック管理のあらゆる操作は、Layer Stack Manager で行います。レイヤースタックの下部にあるタブを選択して、各種設定を構成します。

基板構造に応じて、Layer Stack Manager には次のタブが含まれます。

Stackup 信号層、プレーン層、および誘電体層の追加、削除、並べ替え、および各層に割り当てる材料特性の割り当て/設定を行います。
Impedance 制御インピーダンス配線を使用する場合に、インピーダンスプロファイルを設定します。
Via Types 許可されるビアタイプを設定し、各ビアタイプがどの層間にまたがるかを定義します。
Back Drills パッドまたはビアスタブが存在する場合にバックドリルするレイヤースパンを設定します。
Printed Electronics プリンテッドエレクトロニクス設計におけるレイヤー配置を設定します。
Board 高度なリジッドフレックス設計において、異なるサブスタックをどのように配置するかを設定します。

レイヤースタックプロパティの編集

Layer Stack Manager は、レイヤースタックのプロパティをスプレッドシート形式の編集グリッドで表示します。プロパティはグリッド内で直接編集することも、Properties paneli で編集することもできます。基板構造に応じて、Layer Stack Manager には次のタブが含まれ、それぞれが編集グリッドおよび Properties panel に独自の属性セットを表示します。

アクティブなレイヤースタックで使用する測定単位を変更するには、Tools » Measurement Units を選択し、目的の単位(mil、 in、 µ、または mm)を選びます。あるいは、Ctrl+Q  キーボードショートカットを使用して測定単位を切り替えることもできます。

Stackupタブ

Stackup タブには製造レイヤーの詳細が表示されます。このタブでは、レイヤーの追加、削除、および設定が行えます。標準的なリジッドフレックス設計では、各スタックで使用するレイヤーセットの有効化/無効化もこのタブで行えます。高度なリジッドフレックス設計は、Board tab で設定します。

右クリックしてレイヤーの追加、削除、並べ替えを行います。値は Properties パネル、またはグリッドのセル内で直接編集できます。右クリックしてレイヤーの追加、削除、並べ替えを行います。値は Properties パネル、またはグリッドのセル内で直接編集できます。

レイヤースタックの編集

Add a layer
 
 
 
 
 

レイヤーを追加するには、レイヤーグリッド内で右クリックし、 ボタンをクリックするか、Edit » Add Layer コマンドを使用してレイヤーを追加します。新しいレイヤーは、グリッドで現在選択されているレイヤーの隣に追加されます。Signal または Plane(銅)レイヤーを追加する場合、隣接する既存レイヤーも銅レイヤーであれば、誘電体レイヤーも追加されます。 追加できるのは、最大32の信号層と16のプレーン層です。必要に応じて、プレーン層は何度でも分割でき、分割内分割領域も定義できます。 詳細はこちら

Move a layer レイヤーグリッド内で右クリックして Move layer up / Move layer down を選択するか、メインメニューの Edit » Layer Up / Edit » Layer Down  コマンドを使用して、選択したレイヤーを同じ種類のレイヤー内でレイヤースタックの上下に移動します。
Delete a layer ボタンをクリックするか、レイヤーグリッド内で右クリックするか、メインメニューで Edit » Delete Layer  を選択して、レイヤースタック内の選択したレイヤーを削除しますi。削除対象のレイヤーにプリミティブが含まれている場合、削除前に確認ダイアログが開きます。削除を実行するには、Yes  をクリックします。
Define the Layer Material

レイヤーの Material は、選択した Material cell に直接入力するか、 ボタンをクリックして開く Select Material dialog で選択できます。

Stack symmetry Stack Symmetry オプションが Board section の Properties panel で有効になっている場合、レイヤーは中央の誘電体層を中心として対応するペアで追加されます。
Additional properties

列ヘッダーを右クリックし、Select columns を選択して Select Columns dialog () を開くと、レイヤーグリッドに表示する列の有効化/無効化や並び順の設定が行えます。なお、Properties panel に表示されるのは一般的によく使用されるプロパティのみです。

Apply Surface Finish 外側の銅レイヤーには、適切な右クリックサブメニューを使用して Surface Finish layer を追加することで Surface Finish を追加できます。最初のサブスタックは削除できません。他のサブスタックが選択されている場合は ボタンが有効になるので、このボタンをクリックして選択したサブスタックを削除します。

Impedance Tab

Impedance タブは、制御インピーダンス配線を使用する際に Impedance プロファイルを設定するために使用します。Layer Stack Manager の下部にある Impedance タブをクリックして、Impedance Profile 要件を設定します。インピーダンスプロファイルを設定すると、必要なプロファイルを Routing Width または Differential Pairs Routing デザインルールで選択できるようになります。

新しい Profile を追加し、それを適用するレイヤーを有効にして、基準レイヤーを設定し、Properties パネルで Profile のプロパティを定義します。新しい Profile を追加し、それを適用するレイヤーを有効にして、基準レイヤーを設定し、Properties パネルで Profile のプロパティを定義します。

Impedance Profile の編集

Adding a Profile

(まだプロファイルが追加されていない場合は Add Impedance Profile ボタン)をクリックして新しい Impedance Profile を追加し、Properties パネルで必要な TypeTarget ImpedanceTarget Tolerance を定義します。Description は任意です。

Enabling the layers

次のステップは、現在選択されているプロファイルをどのレイヤーで使用可能にするかを定義することです。グリッドは 2 つの領域に分かれています。左側にはスタックアップ内のレイヤーが表示され、右側には現在選択されているインピーダンスプロファイルを使用可能にするレイヤーが表示されます。Impedance Profile 領域のレイヤーチェックボックスを使用して、そのレイヤーを選択中のインピーダンスプロファイルで使用可能にします。

 

Impedance Profile 領域で有効化されたレイヤーを選択すると、選択した信号レイヤーのインピーダンス計算に使用されるレイヤー()を除き、レイヤースタック内のすべてのレイヤーがフェード表示されます。

Assign the reference layers レイヤーにインピーダンスプロファイルを割り当てたら、Top Ref 列と Bottom Ref 列でそのレイヤーのリファレンスレイヤーを編集します。リファレンスレイヤーは Type Plane または Signal のいずれかにできます。
Configure the impedance properties インピーダンス計算機は、順方向および逆方向のインピーダンス計算をサポートしています。Target Impedance を入力すると Width が自動的に変化し(順方向計算)、または Width を入力すると Target Impedance が自動的に変化します(逆方向計算)。
Define the etch Etch = 0.5[(W1-W2)/Thickness] 。これはトラックの上幅と下幅から計算されます(数式を表示するには、パネル内の ? にカーソルを合わせてください)
Configure the differential impedance calculation

差動インピーダンス計算では、適切な ボタンをクリックして、Width または Trace Gap のいずれかをロックします。すると、ロックされていない変数は Target Impedance 値の変化に応じて計算されます。あるいは、ロックされていない変数を編集して Target Impedance を変更することもできます。

  • インピーダンス計算機能は Simbeor® software によって提供されています。この計算機は、シングルおよび差動のコプレーナ構造をサポートしており、差動インピーダンス計算機は非対称ストリップライン構造もサポートします。すべての計算には 1 GHz の周波数が使用されます。計算速度を向上させるため、インピーダンスプロファイルは別スレッドで計算されます(利用可能な場合)。

  • ストリップライン構造では、誘電体高さは銅レイヤー間の距離として計算されます(画像内の H2 を参照)。

  • インピーダンス計算機は複数の隣接する誘電体レイヤーをサポートします。これらのレイヤーは異なる誘電特性を持つことができます。

Properties Controlled Impedance Routing を設定する方法の詳細をご覧ください。

Via Types タブ

Via Types タブは、設計で使用するビアの許可される Z プレーン方向のレイヤースパン要件を定義するために使用します。ビアの直径や穴径を含む X-Y プロパティは、該当する Routing Style 設計ルールで制御されます。

必要な各レイヤースパンを一意の Via Type として定義します。必要な各レイヤースパンを一意の Via Type として定義します。

Via Types の編集

The default via 新しい基板のレイヤースタックには、Layer Stack ManagerVia Types タブに 1 つのスルーホールビアスパン定義が含まれています。 2 層基板では、デフォルトのビア名は Thru 1:2 で、この名前はビアタイプとビアがまたがる最初と最後のレイヤーを反映しています。デフォルトのスルーホールスパンは削除できません。
Add a new Via Type

ボタンをクリックして追加の Via Type を追加し、次に Properties パネルでこの Via Type がまたがるレイヤーを選択します。新しい定義には <Type> <FirstLayer>:<LastLayer> という名前が付きます(例: Thru 1:2)。 ソフトウェアは、選択されたレイヤーに基づいてタイプ(例: Thru、Blind、Buried)を自動検出し、それに応じて Via Type に名前を付けます。

Naming a Via Type 各 Via Type には、それがまたがるレイヤーと µVia かどうかに基づいて自動的に名前が付きます。 ワークスペースに配置されたビアには Name プロパティのドロップダウンがあり、そこには Layer Stack Manager で定義されたすべての Via Type が一覧表示されます。基板で使用されるすべてのビアは、Layer Stack Manager で定義された Via Type のいずれかでなければなりません。
Adding a µVia µVia が必要な場合は、µVia チェックボックスを有効にします。このオプションは、ビアが隣接レイヤーまたは隣接 +1(スキップビアと呼ばれる)にまたがる場合にのみ使用可能です。
Mirroring a via レイヤースタックで Stack Symmetry option が有効になっている場合、Mirror オプションが使用可能になります。Mirror を有効にすると、現在のビアをミラーしたものが、レイヤースタック内の対称レイヤーにまたがる形で自動的に作成されます。 
Selecting a Via Type during routing

インタラクティブルーティング中にレイヤーを変更すると:

  • Properties パネルに適用可能な Via Type()が表示されます。

  • またがるレイヤーに適合する Via Type が複数ある場合は、6 ショートカットを押して使用可能な Via Type を順に切り替えるか、8 ショートカットを押して使用可能な Via Type のメニュー()を表示します。

  • 提案される Via Type はステータスバー()に詳細表示されます。

Layer Stack Manager に複数のサブスタックが定義されている場合、インターフェースでは各サブスタックで異なる Via Type を定義できます。なお、これにより、その Via Type はそのサブスタックを使用する基板領域に制限されます。ルーティング時にどの Via Type が使用可能かは、適用される routing via style 設計ルールと、そのルートがまたがるレイヤーによって決まります。必要に応じて、該当する Routing Via Style 設計ルールで InLayerStackRegion query keyword ()を使用して領域をターゲットにすることで、Via Type を基板の特定領域に制限できます。

Via Specifics の詳細、および Blind, Buried & Micro Vias の設定方法の詳細をご覧ください。

Back Drills タブ

高速設計では、ビアのバレルが信号が配線されている信号レイヤーを越えて延びると、信号反射が発生することがあります。これにより信号劣化やシグナルインテグリティの問題が生じる可能性があります。これを解決する方法の 1 つとして、制御深さドリル加工を使用して未使用のビアバレルを除去する方法があり、この技術はバックドリルとも呼ばれます。

バックドリルのプロパティは Back Drills タブで設定します。このタブは、Tools » Features サブメニューで Back Drills を有効にするか、 ボタンをクリックして Back Drills を選択すると表示されます。

Back Drills の編集

How Back Drills work Back Drills タブは、パッドまたはビアスタブが存在する場合にバックドリルが必要なレイヤースパンを定義するために使用します。これらの設定は、最大スタブ長とドリルのオーバーサイズ量を指定する Max Via Stub Length 設計ルールと組み合わせて使用されます。ルール内の Where the Object Matches 設定を使うと、スタブ除去を特定のネット()に制限できます。
Add a new Back Drill

  ボタンをクリックして新しいバックドリル定義を追加します。この定義には、Properties パネルの Back Drill セクションで選択した First layerLast layer に応じた名前が付きます。たとえば BD 1:3 です。First layer は最初にドリルされるレイヤーを定義し、Last layer はドリルがその手前で停止するレイヤーを定義します(Last layer はバックドリルされないレイヤースタック内の最初のレイヤーです)。

Mirroring a Back Drill Substack Properties の Properties パネルで Stack Symmetry option が有効になっている場合、パネルの Back Drill セクションで Mirror オプションが使用可能になります。これを有効にすると、現在の Back Drill のミラーが作成されます。たとえば BD 1:3 | 6:4 です。

Controlled Depth Drilling (Back Drilling) ページで、Back Drills の properties を設定する方法の詳細をご覧ください。

Printed Electronics タブ

最新の印刷技術を使用すると、導電層および非導電層を基板材料上に直接印刷して電子回路を形成できます。これは printed electronics と呼ばれます。 Printed Electronics 用にレイヤースタックを構成するには、 クリックしてドラッグで移動Tools » Features » Printed Electronics オプションを選択します。このモードでは、すべてのタブが 1 つの Printed Electronics Stackup タブに置き換えられます。

Printed Electronics では、レイヤースタックの定義に異なるアプローチが使用されます。Printed Electronics では、レイヤースタックの定義に異なるアプローチが使用されます。

Printed Electronics 用のレイヤースタックの構成

Defining the layers 従来の誘電体レイヤーは Printed Electronics では使用されません。その代わりに、配線が交差する必要がある場所に局所的な誘電体パッチを印刷します。Features ドロップダウンで Printed Electronics オプションを有効にすると、すべての誘電体レイヤーがレイヤースタックから削除され、代わりに非導電層上に適切な形状のリージョンオブジェクトを配置することで誘電体パッチを定義します。
How Layers are named Printed Electronics では、銅の信号レイヤーは conductive layers、絶縁レイヤーは non-conductive layers と呼ばれます。

Designing for Printed Electronics ページで、Printed Electronic layer の Properties を設定する方法の詳細をご覧ください。

Board タブ

Board タブは、高度なリジッドフレックス設計で必要となるさまざまなサブスタックを構成するために使用します。Rigid-Flex (Advanced) モードが有効になると、このタブは自動的に表示されます。なお、標準の Rigid-Flex モードを選択した場合、Board タブは使用されず、利用もできません。

Board タブを使用してブックバインダー型のリジッドフレックス PCB を構成している例です。中央セクションには 2 つのフレキシブルな Substack があります。Board タブを使用してブックバインダー型のリジッドフレックス PCB を構成している例です。中央セクションには 2 つのフレキシブルな Substack があります。

Board View タブでの作業

Add a new Substack 追加のサブスタックは、Shift+Click ショートカットを使って必要なレイヤーを選択し、その選択を水平方向にドラッグしてサブスタックのセット内の位置へ移動することで、既存のサブスタックからすばやく作成できます。
Configure layer intrusion Intrusion Left / Right フィールドを使用して、隣接レイヤーが隣の Substack に食い込むかどうかを設定します。
Configure layer adjacency 隣接する Substacks 内のレイヤー間の関係を設定します。たとえば、レイヤーを共有するか(Common)、それともその Substack に固有のレイヤーか(Individual)です。
Editing a substack Board タブ内の特定のサブスタックをダブルクリックすると、その Layer タブが開き、編集できます。
Adding a Branch 追加の Branches を加えます。Branches は、1 つのリジッドセクションから複数のフレックスセクションが放射状に伸びる設計で使用されます。Branches の詳細をご覧ください。

Designing an advanced Rigid-Flex PCB の詳細をご覧ください。

個々のレイヤープロパティと材料の設定

PCB におけるレイヤーの種類

プリント基板の製造には多種多様な材料が使用されます。以下の表は、一般的に使用される材料の概要を簡潔に示したものです。 レイヤー材料とその特性の選定は、必ず基板製造業者と相談のうえで行ってください。

各レイヤーのプロパティの設定

各レイヤーのプロパティは、LSM グリッド内で直接編集するか、Properties パネルで編集できます。また、選択したレイヤーの セルにある省略記号ボタン(Material)をクリックして、Material Library から事前定義済みの材料を選択することもできます。このページの前半にある Stackup Tab section では、レイヤーの追加、削除、編集、並べ替えに使用できるさまざまな方法をまとめています。

Javascript ID: ConfigProps

レイヤーのプロパティはグリッド内で直接、または Properties パネルで編集します。

列見出し領域を右クリックすると、使用可能な列を編集できます。

省略記号 (...) をクリックすると、Library から材料を選択できます。

Materials Library とライブラリ準拠

推奨されるレイヤースタック材料は、Material Library で事前定義できます。Layer Stack ManagerTools » Material Library を選択すると Altium Material Library ダイアログが開き、既存の材料の確認や新しい材料定義の追加を行えます。

 Altium Material Library ダイアログ
 Altium Material Library ダイアログ

レイヤーに使用する材料の選択

特定のレイヤーに使用する材料は Altium Material Library ダイアログでは選択せず、Select Material ダイアログで選択します。レイヤーに特定の材料を使用するには、レイヤースタックグリッドのそのレイヤーの セルにある省略記号(Materials)をクリックするか、レイヤースタックグリッドでそのレイヤーを選択した状態で Properties パネルの Material フィールドにある  をクリックします。これにより Select Material ダイアログが開き、省略記号コントロールがクリックされたレイヤーに適した材料のみがライブラリに表示されるよう制限されます。

Select Material ダイアログ
Select Material ダイアログ

Library Compliance チェックボックスが Layer Stack Manager で有効になっている場合、Material Library から選択された各レイヤーについて、現在のレイヤープロパティがライブラリ内のその材料定義の値と照合されます。適合していないプロパティにはエラーフラグが付きます。値を Material Library の設定に更新するには、材料を再選択してください ()

レイヤースタックの対称性

基板のレイヤースタックを対称にする必要がある場合は、Properties パネルの Board  領域で Stack Symmetry チェックボックスを有効にします。これを行うと、中央の誘電体レイヤーを基準として、レイヤースタックの対称性が直ちにチェックされます。中央の誘電体基準レイヤーから等距離にあるレイヤーペアが一致していない場合は、Stack is not symmetric ダイアログが開きます。

ダイアログ上部の Layer stack symmetry mismatches グリッドには、検出されたレイヤースタック対称性の競合がすべて表示されます。レイヤースタックを対称にするには、ダイアログ下部で適切なオプションを選択してください。

次の方法でスタック対称性を実現:

Mirror top half down 中央の誘電体レイヤーより上にある各レイヤーの設定を、対称パートナーレイヤーへ下方向にコピーします。
Mirror bottom half up 中央の誘電体レイヤーより下にある各レイヤーの設定を、対称パートナーレイヤーへ上方向にコピーします。
Mirror whole stack down 最後の銅箔 (Surface Finish) レイヤーの後に追加の誘電体レイヤーを挿入し、その後、この新しい誘電体レイヤーの下側にすべての信号レイヤーと誘電体レイヤーを複製してミラーします。最初の銅箔 (Surface Finish) レイヤーの前に追加の誘電体レイヤーを挿入し、その後、この新しい誘電体レイヤーの上側にすべての信号レイヤーと誘電体レイヤーを複製してミラーします。
  • Stack Symmetry オプションを使用すると、対称な基板をすばやく定義できます。レイヤースタックの半分を定義し、Stack Symmetry オプションを有効にしてから、スタック全体をミラーするオプションのいずれかを使用してそのレイヤーセットを複製します。

  • Stack Symmetry が有効な場合:

    • レイヤープロパティに対して行った編集操作は、自動的に対称パートナーレイヤーにも適用されます。

    • レイヤーを追加すると、一致する対称パートナーレイヤーも自動的に追加されます。

レイヤースタックの可視化

Layerstack Visualizer を使用すると、レイヤースタックを 2D または 3D で表示できます。Layer Stack ManagerTools » Layerstack Visualizer を選択して Layerstack Visualizer を開きます。

Rigid-Flex サブスタックの定義と設定

Main page: Rigid-Flex 設計

Rigid-Flex 設計の各ゾーンまたは領域は、それぞれ異なる数のレイヤーで構成できます。これを実現するには、複数のスタックを定義できる必要があり、これを substacks と呼びます。

PCB エディターは 2 つの Rigid-Flex 設計モードをサポートしています。Tools » Features サブメニュー、または Layer Stack Manager インターフェース右側の Feature セレクターで必要なコマンドを選択して、標準モードまたは Advanced モードのいずれかを選びます。

  1. 元の標準モードは Rigid-Flex と呼ばれ、シンプルな Rigid-Flex 設計をサポートします ()

  2. 設計に、フレックス領域の重なりなど、より複雑な Rigid-Flex 要件がある場合は、Advanced Rigid-Flex モード(Rigid-Flex 2.0 とも呼ばれます)が必要です。フレックス領域の重なりに加えて、Advanced モードでは、サブスタックの Z 平面定義の視覚化、基板の各剛性領域および柔軟領域の個別定義、ネストされた切り欠き上の曲げ、カスタム形状の分割、ブックバインダー型構造の定義機能、フレックス領域への coverlay の追加機能、およびフレックス専用設計のサポートも提供されます ()

Rigid-Flex PCB の設計について詳しくはこちら

単層 PCB の定義

名前のとおり、単層 PCB は銅箔レイヤーを 1 層だけ持ち、通常は Bottom Layer です。単層 PCB スタックは、2 層 PCB スタックから Top または Bottom のいずれかのレイヤーを削除することで作成できます。

2 層 PCB では、レイヤースタックから Top Layer または Bottom Layer のいずれかを削除できます。
2 層 PCB では、レイヤースタックから Top Layer または Bottom Layer のいずれかを削除できます。

単層基板に関する注意

  • 単層スタックは PCB には作成できますが、フットプリントには作成できません。

  • レイヤースタックに銅箔レイヤーが 1 層しかない場合、Layer Stack Manager では Via Types タブおよび Back Drills 機能は使用できません。

  • 単層 PCB の場合、Layer Stack ManagerImpedance タブでは、Single-Coplanar および Differential-Coplanar タイプのインピーダンスプロファイルのみ作成できます。

  • 削除されたレイヤーは、該当する箇所では片面として参照されます。たとえば、Bottom レイヤーが削除された場合、ドリルテーブルDrill Layer Pair 列では Bottom Side と呼ばれます。

  • 単層 PCB に非めっきスルーホールパッドが存在する場合、それらは DRC レポートUnplated multi-layer pad(s) detected セクションでフラグ付けされません。

この機能は、Advanced Settings ダイアログPCB.SingleLayerStack.Support オプションが有効になっている場合に使用できます。

定義済みレイヤースタックの使用

多くの企業に共通する要件として、PCB 設計全体で一貫したレイヤースタックを使用したいというものがあります。ソフトウェアには多数の定義済みレイヤースタックが含まれており、また Altium Workspace には多数のスタックアップテンプレートが含まれています(Workspace のアクティベーション/インストール時に Sample Data を含めるよう選択した場合)。会社の Workspace にスタックアップテンプレートを作成して保存できるだけでなく、ローカルファイルとして保存することもできます。

エディタープリセットのレイヤースタック

便利な出発点として、Tools » Presets メニューにはあらかじめ定義されたレイヤースタックがいくつか用意されています。これらのプリセットは編集できず、リストを拡張することもできません。独自の定義済みレイヤースタックを設定するには、以下で説明する Stackup Templates を作成します。

Stackup Templates

あらかじめ定義されたレイヤースタックは、Stackup Templates と呼ばれます。これらのテンプレートは Altium Workspace に保存して管理することも、ローカルファイルとして保存して管理することもできます。

使用可能なテンプレートは、Data Management – Templates ダイアログの Preferences ページに一覧表示されます。 ダイアログページ上部付近の Template visibility ドロップダウンを使用すると、リストに Server only または Server & Local テンプレートを含めるよう設定できます。ローカルテンプレートは、Local Templates folder の値で指定されたフォルダーにあります。

Stackup Templates は、Workspace に保存して管理することも、ローカルファイルとして保存して管理することもできます。Stackup Templates は、Workspace に保存して管理することも、ローカルファイルとして保存して管理することもできます。

Workspace に保存された Stackup の操作

Default Workspace stackups Workspace の有効化/インストール時に Sample Data を含める設定にした場合、既定で複数の Workspace Layerstack が Managed Content\Templates\Layer Stacks Workspace フォルダー内に用意されます。
Preview a Workspace stackup Workspace Layerstack は Explorer panel でプレビューできます。パネルのリビジョン領域で layerstack エントリを選択したら、Preview アスペクトビュータブに切り替えてレイヤースタックアップを確認します。
Load a Workspace stackup 接続中の Workspace から stackup を読み込むには、File » Load Stackup From Server コマンドを選択します。Choose Item Revision ダイアログが表示されます。 ダイアログ左側のフォルダーツリーを使って、Workspace 内で Layer Stacks が保存されている場所へ移動し、Item Revision リストで必要な stackup を選択します。OK をクリックすると、そのファイルで定義された stackup が、現在 Layer Stack Manager で開いているレイヤースタックに適用されます。
Save the open layer stack as an existing Workspace stackup 現在のレイヤースタックを、接続中の Workspace にある既存の stackup として保存するには、File » Save to Server コマンドを選択します。 Choose Planned Item Revision ダイアログが表示されるので、保存先として既存の Workspace Layerstack を選択し、その次のリビジョンに stackup を保存します。
Save the open layer stack as a new Workspace stackup 現在のレイヤースタックを、接続中の Workspace に新しい stackup として保存するには、File » Save to Server コマンドを選択します。 Choose Planned Item Revision ダイアログが表示されるので、Server Folders ツリー内で stackup が保存されている場所へ移動し、ダイアログのリビジョンリスト領域で右クリックして Create Item » Layerstack コマンドを選択します。 開いた Create New Item ダイアログで、Open for editing after creation オプションを無効にしてください。そうしないと、直接編集モードに入ります。
Create a new Workspace stackup from scratch

Preferences ダイアログの Data Management – Templates ページで、Add ボタンをクリックし、メニューから Layerstack コマンドを選択します(またはテンプレートグリッド内で右クリックしてコンテキストメニューを表示し、Add » Template を選択します)。 コマンドを選択した後、開いた Close Preferences ダイアログで OK をクリックすると、Preferences ダイアログが閉じて一時的な Stackup Editor が開きます。新しい Workspace Layerstack の計画リビジョンが、Layerstacks タイプの Workspace フォルダー内に自動作成されます。

Edit an existing Workspace Stackup 既存の Workspace Stackup を編集するには、Preferences ダイアログの Data Management – Templates page にある Templates タブでそのエントリを右クリックし、コンテキストメニューから Edit コマンドを選択します。一時エディターが開き、Workspace Stackup の最新リビジョンに含まれるテンプレートが編集用に開かれます。必要に応じて変更を行い、その後 File » Save to Server コマンドを選択して、stackup を Workspace Stackup の次のリビジョンに保存します。
Update an existing WS stackup based on a local stackup file Workspace Stackup を更新する必要があり、更新済みの stackup ドキュメントファイルがある場合は、そのファイルを Workspace Stackup にアップロードできます。 Preferences ダイアログの Data Management – Templates ページで、テンプレートエントリを右クリックし、コンテキストメニューから Upload コマンドを選択します。開いた Open ダイアログ(標準の Windows のファイルを開くダイアログ)を使用して参照し、Workspace Stackup の次のリビジョンにアップロードする必要なファイルを開きます。
Upload an existing stackup template file to the Workspace 必要な stackup ドキュメントファイルが Local Template folderData Management – Templates ページの下部で定義)にあり、テンプレートグリッドの Local エントリの下に一覧表示されている場合、それを右クリックして Migrate to Server コマンドを選択することで、新しい Workspace Layerstack に移行できます。Template migration ダイアログで OK ボタンをクリックすると移行処理が進みます。このダイアログに記載されているとおり、元の layerstack ファイルはローカルテンプレートフォルダー内の Zip アーカイブに追加されるため、以後 Local テンプレートリストには表示されなくなります。
Upload a local stackup file to the Workspace 既存の stackup ドキュメントファイル(*.stackup)をアップロードして、新しい Workspace Layerstack を作成することもできます。Preferences ダイアログの Data Management – Templates page の Templates タブで、Add ボタンのメニューまたはテンプレートグリッドの Add コンテキストメニューから Load from File コマンドを選択します。開いた Open ダイアログ(標準の Windows のファイルを開くダイアログ)で、File name フィールド右側のドロップダウンから Layer Stack-up File (*.stackup) オプションを選択し、ダイアログを使って参照して、新しく自動作成される Layerstacks タイプの Workspace フォルダー内の Workspace Layerstack の初期リビジョンにアップロードする必要なファイルを開きます。

ローカルファイルとして保存された Stackup の操作

Load a stackup file 既存の stackup ファイルから stackup を読み込み、現在 Layer Stack Manager で開いているスタックに適用するには、メインメニューから File » Load Stackup from File コマンドを選択します。
Save as a stackup file File » Save As を選択すると、現在のレイヤースタックを stackup ドキュメント ファイル(*.stackup または *.stackupx)として保存できます。Preferences ダイアログの Data Management – Templates ページには、*.stackup 形式で保存された stackup が一覧表示される点に注意してください。

レイヤースタックのエクスポート

Exporting to a Spreadsheet 現在のレイヤースタックをスプレッドシート(*.csv)ファイルにエクスポートするには、File » Export CSV コマンドを使用します。
Exporting to Simbeor レイヤースタックを Simbeor ファイル(*.esx)にエクスポートするには、File » Export To Simbeor コマンドを使用します。

Workspace のレイヤースタックアップは、定義済みの 1 つ以上の Environment Configurations における構成データ項目として使用することもできます。環境設定は、設計者の作業環境を会社で承認された設計要素のみ使用するよう制約するために使われます。環境設定は、Workspace を通じて提供されるサービスである Team Configuration Center 内で定義および保存されます。Workspace に接続し、利用可能な環境設定の中から必要に応じて選択すると、Altium Designer は Layerstacks の使用に関して構成されます。選択した環境設定に 1 つ以上の Layerstack Item リビジョンが定義されている場合、only それらを再利用できます。該当する選択済み環境設定にレイヤースタックのリビジョンが指定/追加されていない、または Do Not Control に設定されている場合は、利用可能な保存済み Item リビジョン(あなたと共有されているもの)がすべて使用可能になります。ローカルの stackup ファイルを使用することも自由です。詳細については、Environment Configuration Management (Altium 365 WorkspaceEnterprise Server Workspace)を参照してください。

その他のレイヤー関連設計タスク

レイヤーに関連する設計タスクの中には、Layer Stack Manager では実行されないものの、レイヤースタックを準備する際に重要なものがいくつかあります。以下にそれらを要約し、詳細情報へのリンクを示します。

基板形状の定義

レイヤースタックが Z 平面で基板を定義するのに対し、Board Shape は X-Y 平面で基板を定義します。基板外形とも呼ばれる board shape は、基板全体の範囲を定義する閉じた多角形形状です。Board Shape は、単一の Board Region(従来のリジッド PCB の場合)または複数の board region(リジッドフレックス PCB の場合)で構成できます。以下の画像は、フレキシブル領域で接続された 2 つのリジッド領域を持つ基板を示しています。

board shape は X-Y 平面で基板を定義します。board shape は X-Y 平面で基板を定義します。

基板形状の定義 の詳細をご覧ください。

Rigid-Flex design の詳細をご覧ください。

プレーンレイヤーへのネット割り当て

PCB パネルが Split Plane Editor mode に設定されている場合、基板の任意の電源プレーンに対するネットの確認と割り当てに使用できます。また、電源プレーン上に定義された分割領域にネットを割り当てることもできます。

split plane editor は、電源プレーンへのネット割り当てを確認および管理し、split plane 定義を調べるために使用します。split plane editor は、電源プレーンへのネット割り当てを確認および管理し、split plane 定義を調べるために使用します。

Internal Power & Split Planes の詳細をご覧ください。

内部信号レイヤーに実装される部品のレイヤースタック設定

Top または Bottom の信号レイヤー以外のレイヤーに実装された部品は、埋め込み部品と見なされます。 

内部信号レイヤーに埋め込まれた部品(部品は青い輪郭、キャビティはオレンジの輪郭で強調表示されています)。内部信号レイヤーに埋め込まれた部品(部品は青い輪郭、キャビティはオレンジの輪郭で強調表示されています)。

Embedded Components の詳細をご覧ください。

レイヤースタックの文書化

文書化は設計プロセスの重要な一部であり、特にリジッドフレックス設計のような複雑なレイヤースタック構造を持つ設計では非常に重要です。これを支援するために、Altium Designer には Layer Stack Table が用意されており、ワークスペース内で基板設計の横に配置(Place » Layer Stack Table)できます。レイヤースタックテーブル内の情報は Layer Stack Manager から取得されます。

設計を文書化するために Layer Stack Table を含めます。
設計を文書化するために Layer Stack Table を含めます。

Layer Stack Table に関する注意

Placing a Layer Stack Table Layer Stack Table を配置するには、Place » Layer Stack Table を選択します。
Included detail

Layer Stack Table には次の詳細が表示されます:

  • Layer番号(Layer Stack Manager

  • で割り当て)レイヤー NameLayer Stack Manager

  • Material で定義)Layer Stack Manager

  • ThicknessLayer Stack Manager

  • で定義)Constant 誘電体(Layer Stack Manager

  • Gerber で定義) そのレイヤーに割り当てられた識別子(ファイル拡張子)

  • Board Layer Stack 、基板の各領域に割り当てられたスタック内のレイヤーの有無を示す網掛けインジケーター

Editing a Layer Stack Table 配置済みのテーブル上の任意の場所をダブルクリックすると、Properties パネルで Layer Stack Table を編集できます。
What is the Board Map? Layer Stack Table には、基板の輪郭をオプションで含めることもでき、各種レイヤースタックが基板の各領域にどのように割り当てられているかを表示できます。マップ設定は Show Board Map オプションとスライダーバーで設定します。
  • Layer Stack Table は、設計の進行に合わせて配置および更新できるインテリジェントな設計オブジェクトです。Layer Stack Table をダブルクリックすると、Properties パネルで編集できます。

  • .Total_Thickness.Total_Thickness(<SubstackName>) special strings をメカニカルレイヤー上に配置して、この情報を設計ドキュメントに含めます。

  • レイヤースタックを文書化する別の方法として、プロジェクトに Draftsman ドキュメントを追加し、そこに Layer Stack Table を追加する方法があります。Draftsman の詳細をご覧ください。

Layer Stack Table の配置と編集の詳細をご覧ください。

ドリルテーブルを含める

Altium Designer にはインテリジェントな Drill Table が用意されており、すべてのレイヤーペアに必要なドリル情報(composite)または特定のレイヤーペアを表示できます。各レイヤーペアごとに個別のドリル情報を表示したい場合は、設計で使用している各レイヤーペアごとにドリルテーブルを配置してください。

レイヤースタックを文書化する別の方法として、プロジェクトに Draftsman ドキュメントを追加し、そこに Layer Stack Table を追加する方法があります。 

Drill Table の配置と編集の詳細をご覧ください。

Draftsman でのレイヤースタックの文書化

Altium Designer には、専用のドキュメント作成エディターである Draftsman も用意されています。Draftsman を使用すると、寸法、注記、レイヤー、スタックテーブル、ドリルテーブルを含む高品質なドキュメントを作成できます。専用のファイル形式と描画ツールセットに基づき、Draftsman はカスタムテンプレート、注釈、寸法、コールアウト、注記とともに、製造図面および組立図面をインタラクティブに組み合わせる手段を提供します。

Draftsman はさらに高度な作図機能にも対応しており、Board Isometric View、Board Detail View、Board Realistic View(3D ビュー)などを含みます。

単一ページまたは複数ページの Draftsman ドキュメントに、図面ビュー、オブジェクト、自動注釈を配置できます。 単一ページまたは複数ページの Draftsman ドキュメントに、図面ビュー、オブジェクト、自動注釈を配置できます。

Draftsman の詳細をご覧ください。

レイヤースタックアップ用語

用語 意味
Blind Via 表面レイヤーから始まり、基板を完全には貫通しないビア。通常、ブラインドビアは1層下の次の銅レイヤーまで到達します。
Buried Via ある内部レイヤーから始まり別の内部レイヤーで終わるが、表面の銅レイヤーには達しないビア。
Core 両面に銅箔を持つ剛性ラミネート材(多くは FR-4)。
Double-Sided Board 絶縁コアの両側に1層ずつ、合計2つの銅レイヤーを持つ基板。すべての穴はスルーホールで、つまり基板の片面から反対面まで完全に貫通しています。
Fine Line Features and Clearances 100µm(0.1mm または 4mil)までのトラック/クリアランスは、現在の PCB 製造では標準的と見なされています。部品パッケージングで利用できる現在の技術限界はおよそ 10µm です。
High Density Interconnect (HDI) 高密度相互接続技術。従来の PCB よりも単位面積当たりの配線密度が高い PCB を指します。これは、ファインライン形状とクリアランス、マイクロビア、埋め込みビア、および逐次積層技術を使用して実現されます。この名称は Sequential layer Build-Up (SBU) の別名として使われることもあります。
Microvia 穴径が 6mil(150µm)未満のビアと定義されます。マイクロビアはフォトイメージング、機械加工ドリル、またはレーザードリルで形成できます。レーザードリルによるマイクロビアは High Density Interconnect(HDI)の重要な技術であり、部品パッド内にビアを配置できるほか、ビルドアップ製造プロセスの一部として使用することで、短いトラック(via stub と呼ばれる)を必要とせずに信号レイヤー間の遷移を可能にし、ビアに起因する信号整合性の問題を大幅に低減します。
Multilayer Board

4層から30層超までの複数の銅レイヤーを持つ基板。多層基板はさまざまな方法で製造できます:

  • 薄い両面基板のセットを積み重ね(その間をプリプレグで分離)、熱と圧力を加えて単一構造にラミネートする方法。このタイプの多層基板では、穴は基板を完全に貫通するもの(through-hole)、ブラインド、または埋め込みにできます。埋め込みビアは、最終ラミネート工程前の薄い両面基板に単なるスルーホールとして加工されるため、機械加工ドリルで埋め込みビアを作成できるのは特定のレイヤーに限られる点に注意してください。
  • または、説明した方法で多層基板を製造した後、さらに追加レイヤーを両側にラミネートする方法もあります。この方法は、設計でマイクロビア、埋め込み部品、またはリジッドフレックス技術の使用が求められる場合に用いられます。
Prepreg 熱硬化性エポキシ(樹脂+硬化剤)を含浸させたガラス繊維クロスで、まだ部分的にしか硬化していないもの。
Sequential Lamination 機械加工ドリルによる埋め込みビア(最終ラミネート前の薄い両面基板に加工)を含む多層 PCB を作成する技術に付けられた名称。
Sequential layer Build-Up (SBU) コア(両面または絶縁体)から始めて、導体層と誘電体層を基板の両面に順次形成していく技術(複数回の加圧工程を使用)。この技術では、ビルドアップ工程中にブラインドビアを形成したり、個別部品または成形部品を埋め込んだりすることもできます。これは High Density Interconnect (HDI) 技術とも呼ばれます。
Surface Laminar Circuit (SLC) 多層コアをベースに、両側にビルドアップ層(通常は1~4層)を追加した構造です。完成した基板を表す一般的な表記は Build-up copper layers + Core copper layers + Build-up copper layers です。たとえば、2+4+2 は、4層コアの両側に2層ずつ積層した基板を表します(2-4-2 と表記されることもあります)。この技術により、ビルドアップ工程中にブラインドビアを形成できるほか、個別部品や成形部品を埋め込むことも可能です。
AI-LocalizedAI で翻訳
問題が見つかった場合、文字/画像を選択し、Ctrl + Enter キーを押してフィードバックをお送りください。
機能の可用性

利用できる機能は、所有する Altium ソリューション (Altium DevelopAltium Agile のエディション (Agile Teams、または Agile Enterprise)、または Altium Designer (有効な期間)) によって異なります。

説明されている機能がお使いのソフトウェアに表示されない場合、Altium の営業担当者にお問い合わせください

従来のドキュメント

Altium Designer のドキュメントは、バージョンごとに掲載されなくなりました。Altium Designer の旧バージョンのドキュメントは、Other Installers ページの Legacy Documentation の項目をご覧ください。

Content