Definindo o empilhamento de camadas

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Altium Essentials: PCB Layer Stack Manager

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A PCB é projetada e formada como uma pilha de camadas. Nos primórdios da fabricação de placas de circuito impresso (PCB), a placa era simplesmente uma camada central isolante revestida com uma fina camada de cobre em um ou em ambos os lados. As conexões são formadas na(s) camada(s) de cobre como trilhas condutoras por corrosão química, removendo-se o cobre indesejado.

Avançando para os dias de hoje, quase todos os projetos de PCB têm múltiplas camadas de cobre. A inovação tecnológica e os aprimoramentos na tecnologia de processamento levaram a diversos conceitos revolucionários na fabricação de PCB, incluindo a capacidade de projetar e fabricar PCBs flexíveis. Ao unir seções rígidas de PCB por meio de seções flexíveis, podem ser projetadas PCBs híbridas e complexas que podem ser dobradas para se encaixar em invólucros com formatos incomuns.

Uma PCB de face simples é mostrada à esquerda, típica dos primeiros projetos de PCB. À direita está uma PCB rígida-flexível, em que as seções rígidas são conectadas por meio de seções flexíveis da PCB.
Uma PCB de face simples é mostrada à esquerda, típica dos primeiros projetos de PCB. À direita está uma PCB rígida-flexível, em que as seções rígidas são conectadas por meio de seções flexíveis da PCB.

No projeto de placas de circuito impresso, o empilhamento de camadas define como as camadas são organizadas na direção vertical ou no plano Z. Como ela é fabricada como uma única entidade, qualquer tipo de placa, incluindo uma placa rígida-flexível, deve ser projetado como uma única entidade. Para alcançar isso, o projetista de placas rígidas-flexíveis deve ser capaz de definir múltiplos empilhamentos de camadas de PCB e atribuir diferentes empilhamentos de camadas a diferentes regiões do projeto rígido-flexível.

O Layer Stack Manager

A definição do empilhamento de camadas da PCB é um elemento crítico para o sucesso do projeto de placas de circuito impresso. Não sendo mais apenas uma série de conexões simples de cobre que transferem energia elétrica, o roteamento de muitas PCBs modernas é projetado como uma série de elementos de circuito, ou linhas de transmissão.

Alcançar um projeto de PCB de alta velocidade bem-sucedido é um processo de equilibrar a seleção de materiais e o empilhamento/atribuição das camadas em relação às dimensões de roteamento e aos espaçamentos necessários para atingir impedâncias adequadas de roteamento simples e diferencial. Há também diversas outras considerações de projeto que entram em jogo ao projetar uma PCB moderna de alta velocidade, incluindo pareamento de camadas, projeto cuidadoso de vias, possíveis requisitos de back drilling, requisitos rígido/flexível, balanceamento de cobre, simetria do empilhamento de camadas e conformidade de materiais.

Esses requisitos de projeto específicos de camada são combinados em um único editor – o Layer Stack Manager

Para abrir o Layer Stack Manager, selecione Design » Layer Stack Manager nos menus principais do editor de PCB. O Layer Stack Manager é aberto em uma visualização de documento, da mesma forma que uma folha esquemática, a PCB e outros tipos de documento. Ele pode permanecer aberto enquanto a placa está sendo trabalhada, permitindo alternar entre a placa e o LSM. Todos os comportamentos padrão de visualização, como dividir a tela ou abrir em um monitor separado, são suportados. As alterações feitas no Layer Stack Manager ficam disponíveis no editor de PCB após a execução de um Save.

Todos os aspectos do gerenciamento do empilhamento de camadas são realizados no Layer Stack Manager. Selecione a guia na parte inferior do empilhamento de camadas para configurar as várias definições.
Todos os aspectos do gerenciamento do empilhamento de camadas são realizados no Layer Stack Manager. Selecione a guia na parte inferior do empilhamento de camadas para configurar as várias definições.

Dependendo da estrutura da placa, o Layer Stack Manager incluirá as seguintes guias:

Stackup Adicionar, remover e ordenar as camadas de sinal, plano e dielétricas; e atribuir/configurar as propriedades de Material atribuídas a cada camada.
Impedance Configurar os perfis de impedância, quando o roteamento com impedância controlada estiver sendo usado.
Via Types Configurar os tipos de via permitidos, definindo quais camadas cada tipo de via abrange.
Back Drills Configurar os intervalos de camadas a serem submetidos a back drilling quando houver um pad ou stub de via presente.
Printed Electronics Configurar a disposição das camadas em um projeto de eletrônica impressa.
Board Configurar como os diferentes subempilhamentos são organizados em um projeto rígido-flexível avançado.

Editando as propriedades do empilhamento de camadas

O Layer Stack Manager apresenta as propriedades do empilhamento de camadas em uma grade de edição semelhante a uma planilha. As propriedades podem ser editadas diretamente na grade ou no painel PropertiesPropertiesi. Dependendo da estrutura da placa, o Layer Stack Manager incluirá as seguintes guias, cada uma apresentando seu próprio conjunto de atributos na grade de edição e no painel Properties.

Para alterar as unidades de medida usadas no empilhamento de camadas ativo, escolha Tools » Measurement Units e selecione a unidade de medida desejada (milinµ ou mm). Como alternativa, use o atalho de teclado Ctrl+Q  para alternar entre as unidades de medida.

Guia Stackup

A guia Stackup detalha as camadas de fabricação. Nessa guia, as camadas podem ser adicionadas, removidas e configuradas. Para um projeto rígido-flexível padrão, o conjunto de camadas usado em cada empilhamento também pode ser ativado e desativado nessa guia. Um projeto rígido-flexível avançado é configurado na guia Board.

Clique com o botão direito para adicionar, remover e reordenar as camadas. Os valores podem ser editados no painel Properties ou diretamente na célula da grade.Clique com o botão direito para adicionar, remover e reordenar as camadas. Os valores podem ser editados no painel Properties ou diretamente na célula da grade.

Editando o empilhamento de camadas

Add a layer
 
 
 
 
 

Para adicionar uma camada, clique com o botão direito na grade de camadas, clique no botão ou use os comandos Edit » Add Layer para adicionar uma camada. A nova camada será adicionada ao lado da camada atualmente selecionada na grade. Adicionar uma camada Signal ou Plane (cobre) também adicionará uma camada dielétrica quando uma camada adjacente existente também for uma camada de cobre. Podem ser adicionadas no máximo 32 camadas de sinal e 16 camadas de plano. Se necessário, as camadas de plano podem ser divididas quantas vezes forem necessárias, e áreas divididas dentro de divisões podem ser definidas – saiba mais.

Move a layer Clique com o botão direito na grade de camadas e escolha Move layer up / Move layer down ou use o comando Edit » Layer Up / Edit » Layer Down nos menus principais para mover a camada selecionada para cima ou para baixo no Layer Stack dentro das camadas do mesmo tipo.
Delete a layer Clique no botão , clique com o botão direito na grade de camadas ou selecione Edit » Delete Layer nos menus principais para excluir a camada selecionada no Layer Stacki. Se a camada a ser excluída contiver primitivas, uma caixa de diálogo solicitando confirmação será aberta antes que a exclusão ocorra. Clique em Yes  para prosseguir com a exclusão.
Define the Layer Material

O Material da camada pode ser digitado na célula Material selecionada ou escolhido na caixa de diálogo Select Material, acessada clicando no botão .

Stack symmetry Se a opção Stack Symmetry estiver ativada na seção Board do painel Properties, as camadas serão adicionadas em pares correspondentes centralizados em torno da camada dielétrica central.
Additional properties

Clique com o botão direito no cabeçalho de uma coluna e escolha Select columns para acessar a caixa de diálogo Select Columns (), na qual você pode ativar/desativar e ordenar as colunas exibidas na grade de camadas. Observe que apenas as propriedades mais comumente usadas são exibidas no painel Properties.

Apply Surface Finish O acabamento de superfície pode ser adicionado a uma camada externa de cobre usando o submenu apropriado do clique com o botão direito e adicionando uma camada Surface Finish.
Delete a substack O subempilhamento inicial não pode ser excluído. Quando qualquer outro subempilhamento for selecionado, o botão  ficará ativo; clique nesse botão para excluir o subempilhamento selecionado.

Aba Impedância

A aba Impedância é usada para configurar os perfis de impedância, quando o roteamento com impedância controlada está sendo usado. Clique na aba Impedance na parte inferior de Layer Stack Manager para configurar os requisitos do Perfil de Impedância. Depois que os perfis de impedância forem configurados, o perfil necessário poderá ser selecionado nas regras de projeto Routing Width ou Differential Pairs Routing .

Adicione um novo Perfil, habilite as camadas às quais ele se aplica, configure as camadas de referência e defina as propriedades do Perfil no painel Propriedades.Adicione um novo Perfil, habilite as camadas às quais ele se aplica, configure as camadas de referência e defina as propriedades do Perfil no painel Propriedades.

Editando um Perfil de Impedância

Adding a Profile

Clique em (ou no botão Add Impedance Profile se nenhum perfil tiver sido adicionado ainda) para adicionar um novo Perfil de Impedância, depois defina os Type, Target Impedance e Target Tolerance necessários no painel Properties. O Description é opcional.

Enabling the layers

O próximo passo é definir em quais camadas o perfil atualmente selecionado estará disponível. A grade é dividida em duas zonas: as camadas da pilha são exibidas à esquerda, e à direita estão as camadas nas quais o perfil de impedância atualmente selecionado estará disponível. Use a caixa de seleção da camada na região Perfil de Impedância para disponibilizar essa camada para o perfil de impedância selecionado.

 

Quando você seleciona uma camada habilitada na região Perfil de Impedância, todas as camadas da pilha de camadas ficam esmaecidas, exceto aquelas que estão sendo usadas para calcular a impedância daquela camada de sinal selecionada ().

Assign the reference layers Depois que a camada tiver um Perfil de Impedância atribuído, edite a(s) camada(s) de referência dessa camada nas colunas Top Ref e Bottom Ref. Observe que a(s) camada(s) de referência podem ser do tipo Type Plane ou Signal.
Configure the impedance properties As calculadoras de impedância oferecem suporte a cálculos de impedância direta e reversa. Se você inserir o Target Impedance, o Width será alterado automaticamente (cálculo direto), ou, se inserir o Width, o Target Impedance será alterado automaticamente (cálculo reverso).
Define the etch O Etch = 0.5[(W1-W2)/Thickness] , calculado a partir das larguras superior e inferior da trilha (passe o cursor sobre o ? no painel para exibir a fórmula)
Configure the differential impedance calculation

Para um cálculo de impedância diferencial, bloqueie o Width ou o Trace Gap clicando no botão apropriado. A variável desbloqueada será então calculada conforme o valor de Target Impedance mudar. Como alternativa, edite a variável desbloqueada para alterar o Target Impedance.

  • O suporte ao cálculo de impedância é fornecido pelo software Simbeor®. A calculadora oferece suporte a estruturas coplanares simples e diferenciais, e a calculadora de impedância diferencial oferece suporte a uma estrutura stripline assimétrica. Todos os cálculos usam uma frequência de 1 GHz. Para melhorar a velocidade dos cálculos, os perfis de impedância são calculados em threads separadas (quando disponíveis).

  • Para uma estrutura stripline, a altura do dielétrico é calculada como a distância entre as camadas de cobre (veja H2 na imagem).

  • A calculadora de impedância oferece suporte a múltiplas camadas dielétricas adjacentes. Essas camadas podem ter propriedades dielétricas diferentes.

Saiba mais sobre como configurar as Properties para Controlled Impedance Routing.

Guia Via Types

A guia Via Types é usada para definir os requisitos permitidos de abrangência de camadas no plano Z das vias usadas no projeto. As propriedades X-Y das vias, incluindo o diâmetro e o tamanho do furo, são controladas pela regra de projeto Routing Style aplicável.

Defina cada uma das abrangências de camadas necessárias como um Via Type exclusivo.Defina cada uma das abrangências de camadas necessárias como um Via Type exclusivo.

Editando os Via Types

The default via O empilhamento de camadas de uma nova placa inclui uma única definição de abrangência de via passante na guia Via Types do Layer Stack Manager.  Para uma placa de duas camadas, a via padrão é nomeada como Thru 1:2, refletindo na nomenclatura o tipo de via e as camadas inicial e final que a via abrange. A abrangência passante padrão não pode ser excluída.
Add a new Via Type

Clique no botão para adicionar um Via Type adicional e, em seguida, selecione as camadas que esse Via Type abrange no painel Properties. A nova definição terá um nome no formato <Type> <FirstLayer>:<LastLayer> (por exemplo, Thru 1:2). O software detectará automaticamente o tipo (por exemplo, Thru, Blind, Buried) com base nas camadas escolhidas e nomeará o Via Type de acordo.

Naming a Via Type Cada Via Type recebe automaticamente um nome com base nas camadas que abrange e se é uma µVia. As vias colocadas na área de trabalho incluem uma lista suspensa de propriedade Name, que relaciona todos os Via Types definidos no Layer Stack Manager. Todas as vias usadas na placa devem ser um dos Via Types definidos no Layer Stack Manager.
Adding a µVia Se uma µVia for necessária, habilite a caixa de seleção µVia. Essa opção só estará disponível quando a via abranger camadas adjacentes ou adjacentes +1 (referida como uma Skip via).
Mirroring a via Se o Layer Stack tiver a opção Stack Symmetry option habilitada, a opção Mirror ficará disponível. Quando Mirror estiver habilitado, um espelho da via atual, abrangendo as camadas simétricas no empilhamento de camadas, será criado automaticamente. 
Selecting a Via Type during routing

Quando você altera camadas durante o roteamento interativo:

  • O painel Properties exibirá o Via Type aplicável ().

  • Se houver vários Via Types disponíveis para atender às camadas abrangidas, pressione o atalho 6 para alternar entre os Via Types disponíveis, ou pressione o atalho 8 para exibir um menu de Via Types disponíveis ().

  • O Via Type proposto é detalhado na barra de status ().

Quando há vários substacks definidos no Layer Stack Manager, a interface permite definir diferentes Via Types em cada substack. Observe que isso does not restringe esse Via Type às regiões da placa que usam esse substack. Quais Via Types ficam disponíveis durante o roteamento depende da regra de projeto de estilo de via de roteamento aplicável e das camadas abrangidas por essa rota. Se necessário, os Via Types podem ser restringidos a uma região da placa direcionando a região na regra de projeto Routing Via Style aplicável usando a palavra-chave de consulta InLayerStackRegion query keyword ().

Saiba mais sobre Via Specifics e saiba mais sobre como configurar Blind, Buried & Micro Vias.

Guia Back Drills

Em um projeto de alta velocidade, podem ocorrer reflexões de sinal quando o barril de uma via se estende além das camadas de sinal nas quais o sinal é roteado. Isso pode levar à degradação do sinal e a problemas de integridade de sinal. Uma abordagem usada para resolver isso é remover os barris de via não utilizados usando perfuração de profundidade controlada, uma técnica também chamada de back drilling.

As propriedades de back drill são configuradas na guia Back Drills. Essa guia aparece quando Back Drills são habilitados no submenu Tools » Features ou ao clicar no botão e então escolher Back Drills.

Editando os Back Drills

How Back Drills work A guia Back Drills é usada para definir as abrangências de camadas que precisam ser submetidas a back drilling quando há um pad ou stub de via presente. Essas configurações são usadas em conjunto com a regra de projeto Max Via Stub Length, na qual são especificados o comprimento máximo do stub e o valor de sobremedida de perfuração. A configuração Where the Object Matches na regra pode ser usada para restringir a remoção de stubs a nets específicas ().
Add a new Back Drill

Clique no botão  para adicionar uma nova definição de back drill. A definição será nomeada de acordo com os valores de First layer e Last layer selecionados na seção Back Drill do painel Properties, por exemplo, BD 1:3. First layer define a primeira camada a ser perfurada, Last layer define a camada antes da qual a perfuração para (Last layer é a primeira camada no empilhamento que não será submetida a back drill).

Mirroring a Back Drill Se as Substack Properties tiverem a opção Stack Symmetry option habilitada no painel Properties, a opção Mirror ficará disponível na seção Back Drill do painel. Quando isso estiver habilitado, será criado um espelho do Back Drill atual, por exemplo, BD 1:3 | 6:4.

Saiba mais sobre como configurar as properties para Back Drills na página Controlled Depth Drilling (Back Drilling).

Guia Printed Electronics

Usando tecnologia de impressão moderna, é possível imprimir camadas condutivas e não condutivas diretamente sobre um material de substrato, construindo um circuito eletrônico. Isso é chamado de printed electronics. O empilhamento de camadas é configurado para eletrônica impressa selecionando a opção Click and drag to moveTools » Features » Printed Electronics. Nesse modo, todas as guias são substituídas pela única guia Printed Electronics Stackup.

A eletrônica impressa usa uma abordagem diferente para definir o empilhamento de camadas.A eletrônica impressa usa uma abordagem diferente para definir o empilhamento de camadas.

Configurando o Layerstack para Printed Electronics

Defining the layers Camadas dielétricas tradicionais não são usadas em eletrônica impressa. Em vez disso, patches dielétricos locais são impressos onde o roteamento precisa passar por cima. Quando a opção Printed Electronics é habilitada no menu suspenso Features , todas as camadas dielétricas são removidas do empilhamento de camadas e, em vez disso, os patches dielétricos são definidos pela colocação de objetos de região com formato apropriado em camadas não condutivas.
How Layers are named Na eletrônica impressa, as camadas de sinal de cobre são chamadas de conductive layers, e as camadas isolantes são chamadas de non-conductive layers.

Saiba mais sobre como configurar as Properties para camada de eletrônica impressa na página Designing for Printed Electronics.

Guia Board

A guia Board é usada para configurar os diferentes substacks necessários em um projeto rígido-flex avançado. A guia é exibida automaticamente quando o modo Rigid-Flex (Advanced) está habilitado. Observe que a guia Board não é usada/não está disponível quando o modo Rigid-Flex padrão é escolhido.

A guia Board sendo usada para configurar uma PCB rígido-flex no estilo encadernação, observe que a seção central tem dois Substacks flexíveis.A guia Board sendo usada para configurar uma PCB rígido-flex no estilo encadernação, observe que a seção central tem dois Substacks flexíveis.

Trabalhando na guia Board View

Add a new Substack Substacks adicionais podem ser criados rapidamente a partir de um substack existente usando o atalho Shift+Click para selecionar as camadas necessárias e, em seguida, arrastando a seleção horizontalmente para posicioná-la no conjunto de substacks.
Configure layer intrusion Use os campos Intrusion Left / Right para configurar se camadas adjacentes invadem o Substack vizinho.
Configure layer adjacency Configure os relacionamentos entre camadas em Substacks adjacentes, por exemplo: elas compartilham camadas (Common) ou as camadas são exclusivas desse Substack (Individual)
Editing a substack Clique duas vezes em um substack específico na guia Board para abrir sua guia Layer, onde ele pode ser editado.
Adding a Branch Adicione Branches adicionais. Branches são usados quando o projeto tem várias seções flexíveis irradiando de uma única seção rígida. Saiba mais sobre Branches.

Saiba mais sobre Designing an advanced Rigid-Flex PCB.

Configurando propriedades e materiais individuais das camadas

Tipos de camadas em uma PCB

Uma grande variedade de materiais é usada na fabricação de uma placa de circuito impresso. A tabela abaixo fornece um breve resumo dos materiais comuns usados. A seleção dos materiais das camadas e de suas propriedades deve sempre ser feita em consulta com o fabricante da placa.

Configurando as Propriedades de cada Camada

As propriedades de cada camada podem ser editadas diretamente na grade do LSM, no painel Properties, ou um material predefinido pode ser selecionado na Material Library clicando no botão de reticências () na célula Material da camada selecionada. A seção Guia Stackup, anteriormente nesta página, resume as várias técnicas disponíveis para adicionar, remover, editar e ordenar as camadas.

Javascript ID: ConfigProps

Edite as propriedades da camada diretamente na grade ou no painel Properties.

Clique com o botão direito na região do cabeçalho da coluna para editar as colunas disponíveis.

Clique nas reticências (...) para selecionar um material da Library.

Material Library e Conformidade da Biblioteca

Os materiais preferenciais do empilhamento de camadas podem ser predefinidos na Material Library. Em Layer Stack Manager, selecione Tools » Material Library para abrir a caixa de diálogo Altium Material Library, onde os materiais existentes podem ser revisados e novas definições de material podem ser adicionadas.

A caixa de diálogo Altium Material Library
A caixa de diálogo Altium Material Library

Selecionando o Material a Ser Usado em uma Camada

O material que você deseja usar para uma camada específica não é selecionado na caixa de diálogo Altium Material Library, ele é escolhido na caixa de diálogo Select Material. Para usar um material específico em uma camada, clique nas reticências () dessa camada na célula Materials da grade do empilhamento de camadas, ou clique em  no campo Material no painel Properties quando a camada estiver selecionada na grade do empilhamento de camadas. Isso abrirá a caixa de diálogo Select Material, que restringe a biblioteca para mostrar apenas materiais adequados à camada em que o controle de reticências foi clicado.

A caixa de diálogo Select Material
A caixa de diálogo Select Material

Se a caixa de seleção Library Compliance estiver habilitada em Layer Stack Manager, então, para cada camada que tiver sido selecionada na Biblioteca de Materiais, as propriedades atuais da camada serão verificadas em relação aos valores dessa definição de material na biblioteca. Qualquer propriedade que não esteja em conformidade será marcada com um indicador de erro. Selecione novamente o material () para atualizar os valores com as configurações da Biblioteca de Materiais.

Simetria da Pilha de Camadas

Se você precisar que a pilha de camadas da placa seja simétrica, habilite a caixa de seleção Stack Symmetry na região Board de Properties. Feito isso, a pilha de camadas é imediatamente verificada quanto à simetria em torno da camada dielétrica central. Se qualquer par de camadas que esteja à mesma distância da camada dielétrica central de referência não for idêntico, a caixa de diálogo Stack is not symmetric será aberta.

A grade Layer stack symmetry mismatches na parte superior da caixa de diálogo detalha todos os conflitos detectados na simetria da pilha de camadas. Escolha a opção apropriada na região inferior da caixa de diálogo para obter a simetria da pilha de camadas:

Alcançar a simetria da pilha por meio de:

Mirror top half down As configurações de cada uma das camadas acima da camada dielétrica central são copiadas para baixo até a camada parceira simétrica.
Mirror bottom half up As configurações de cada uma das camadas abaixo da camada dielétrica central são copiadas para cima até a camada parceira simétrica.
Mirror whole stack down Uma camada dielétrica adicional é inserida após a última camada de cobre (Surface Finish) e, em seguida, todas as camadas de sinal e dielétricas são replicadas e espelhadas abaixo dessa nova camada dielétrica.
Mirror whole stack up Uma camada dielétrica adicional é inserida antes da primeira camada de cobre (Surface Finish) e, em seguida, todas as camadas de sinal e dielétricas são replicadas e espelhadas acima dessa nova camada dielétrica.
  • Use a opção Stack Symmetry para definir rapidamente uma placa simétrica – defina metade da pilha de camadas, habilite a opção Stack Symmetry e então use uma das opções de espelhamento da pilha completa para replicar esse conjunto de camadas.

  • Quando Stack Symmetry está habilitado:

    • Uma ação de edição aplicada a uma propriedade de camada é automaticamente aplicada à camada parceira simétrica.

    • Adicionar camadas adicionará automaticamente camadas parceiras simétricas correspondentes.

Visualização da Pilha de Camadas

O Layerstack Visualizer permite ver a pilha de camadas em 2D ou 3D. Selecione Tools » Layerstack Visualizer em Layer Stack Manager para abrir Layerstack Visualizer.

Definindo e Configurando Subpilhas Rigid-Flex

Main page: Projeto Rigid-Flex

Cada zona ou região separada de um projeto rigid-flex pode ser composta por um número diferente de camadas. Para isso, é necessário poder definir múltiplas pilhas, chamadas de substacks.

O editor de PCB oferece suporte a dois modos de projeto Rigid-Flex. Você escolhe o modo padrão ou Avançado selecionando o comando necessário no submenu Tools » Features, ou no seletor Feature no lado direito da interface Layer Stack Manager.

  1. O modo original, ou padrão – chamado de Rigid-Flex – oferece suporte a projetos rigid-flex simples ().

  2. Se o seu projeto tiver requisitos rigid-flex mais complexos, como regiões flex sobrepostas, então você precisará do modo Advanced Rigid-Flex (também conhecido como Rigid-Flex 2.0). Além das regiões flex sobrepostas, o modo Avançado também oferece definição visual do plano Z das subpilhas, definição independente de cada região rígida e flexível da placa, dobras em recortes aninhados, divisões com formato personalizado, a capacidade de definir estruturas do tipo encadernação, a capacidade de incluir coverlay em uma região flexível e suporte para projetos somente flexíveis ().

Saiba mais sobre Projetando uma PCB Rigid-Flex

Definindo uma PCB de Camada Única

Como o nome indica, uma PCB de camada única tem apenas uma camada de cobre, normalmente a camada inferior. Uma pilha de PCB de camada única pode ser criada excluindo a camada superior ou inferior de uma pilha de PCB de 2 camadas.

Em uma PCB de 2 camadas, você pode excluir a camada Top ou Bottom da pilha de camadas.
Em uma PCB de 2 camadas, você pode excluir a camada Top ou Bottom da pilha de camadas.

Observações sobre placas de camada única

  • Uma pilha de camada única pode ser criada para uma PCB, mas não para um footprint.

  • Quando a pilha de camadas tem uma única camada de cobre, a guia Via Types e o recurso Back Drills não estarão disponíveis em Layer Stack Manager.

  • Para uma PCB de camada única, você só pode criar perfis de impedância dos tipos Single-Coplanar e Differential-Coplanar na guia Impedance de Layer Stack Manager.

  • A camada removida é referenciada como um lado, quando aplicável. Por exemplo, se a camada inferior for removida, ela será chamada de Bottom Side na coluna Drill Layer Pair de uma tabela de furação.

  • Quando pads de furo passante não metalizado estiverem presentes em uma PCB de camada única, eles não serão sinalizados na seção Unplated multi-layer pad(s) detected do relatório DRC.

Esse recurso está disponível quando a opção PCB.SingleLayerStack.Support está habilitada na caixa de diálogo Advanced Settings.

Trabalhando com Pilhas de Camadas Predefinidas

Um requisito comum para muitas empresas é usar uma pilha de camadas consistente em seus projetos de PCB. O software inclui várias pilhas de camadas predefinidas, e o Altium Workspace inclui diversos modelos de stackup (se você optou por incluir Sample Data durante a ativação/instalação do seu Workspace). Além de criar e armazenar modelos de stackup no Workspace da sua empresa, eles também podem ser armazenados como arquivos locais.

Pilhas de Camadas Predefinidas do Editor

Fornecendo um ponto de partida conveniente, há várias pilhas de camadas predefinidas disponíveis no menu Tools » Presets. Observe que essas predefinições não podem ser editadas, e a lista não pode ser expandida. Para configurar suas próprias pilhas de camadas predefinidas, você cria Modelos de Empilhamento, conforme descrito abaixo.

Modelos de Empilhamento

As pilhas de camadas que foram predefinidas são chamadas de Modelos de Empilhamento. Esses modelos podem ser armazenados e gerenciados no seu Altium Workspace, ou podem ser armazenados e gerenciados como arquivos locais.

Os modelos disponíveis são listados na página Data Management – Templates da caixa de diálogo PreferencesA lista pode ser configurada para incluir modelos Server only ou Server & Local, usando a lista suspensa Template visibility próxima à parte superior da página da caixa de diálogo. Os modelos locais ficam na pasta especificada pelo valor Local Templates folder.

Os modelos de empilhamento podem ser armazenados e gerenciados no seu Workspace ou como arquivos locais.Os modelos de empilhamento podem ser armazenados e gerenciados no seu Workspace ou como arquivos locais.

Trabalhando com empilhamentos armazenados no seu Workspace

Default Workspace stackups Vários Layerstacks do Workspace são fornecidos por padrão na pasta Managed Content\Templates\Layer Stacks do Workspace (se você optou por incluir Dados de Exemplo durante a ativação/instalação do seu Workspace).
Preview a Workspace stackup Um Layerstack do Workspace pode ser visualizado no painel Explorer. Quando a entrada do layerstack estiver selecionada na região de revisão do painel, mude para a guia de visualização de aspecto Preview para ver o empilhamento de camadas.
Load a Workspace stackup Para carregar um empilhamento do seu Workspace conectado, escolha o comando File » Load Stackup From Server. A caixa de diálogo Choose Item Revision será exibida. Usando a árvore de pastas à esquerda da caixa de diálogo, navegue até o local onde os Layer Stacks estão armazenados no Workspace e selecione o empilhamento necessário na lista Item Revision. Clique em OK para aplicar o empilhamento definido naquele arquivo ao empilhamento de camadas atualmente aberto no Layer Stack Manager.
Save the open layer stack as an existing Workspace stackup Para salvar o empilhamento de camadas atual como um empilhamento existente no seu Workspace conectado, escolha o comando File » Save to Server. A caixa de diálogo Choose Planned Item Revision será exibida – use-a para escolher um Layerstack existente do Workspace para salvar o empilhamento em sua próxima revisão.
Save the open layer stack as a new Workspace stackup Para salvar o empilhamento de camadas atual como um novo empilhamento no seu Workspace conectado, escolha o comando File » Save to Server. A caixa de diálogo Choose Planned Item Revision será exibida; navegue até o local na árvore Server Folders onde os empilhamentos estão armazenados, depois clique com o botão direito na região da lista de revisões da caixa de diálogo e selecione o comando Create Item » Layerstack. Na caixa de diálogo Create New Item que será aberta, desative a opção Open for editing after creation; caso contrário, você entrará no modo de edição direta.
Create a new Workspace stackup from scratch

Na página Data Management – Templates da caixa de diálogo Preferences, clique no botão Add e selecione o comando Layerstack no menu (ou clique com o botão direito na grade de modelos para exibir o menu de contexto e selecione Add » Template). Após selecionar o comando, clique em OK na caixa de diálogo Close Preferences que será aberta para fechar a caixa de diálogo Preferences e abrir o Editor de Empilhamento temporário. Uma revisão planejada do novo Workspace Layerstack será criada automaticamente em uma pasta do Workspace do tipo Layerstacks.

Edit an existing Workspace Stackup Para editar um Empilhamento existente do Workspace, clique com o botão direito em sua entrada na guia Templates da página Data Management – Templates da caixa de diálogo Preferences e escolha o comando Edit no menu de contexto. O editor temporário será aberto, com o modelo contido na revisão mais recente do Empilhamento do Workspace aberto para edição. Faça as alterações necessárias e, em seguida, selecione o comando File » Save to Server para salvar o empilhamento na próxima revisão do Empilhamento do Workspace.
Update an existing WS stackup based on a local stackup file Se você precisar atualizar um Empilhamento do Workspace e tiver um arquivo de documento de empilhamento atualizado, poderá enviar esse arquivo para esse Empilhamento do Workspace. Na página Data Management – Templates da caixa de diálogo Preferences, clique com o botão direito na entrada do modelo e escolha o comando Upload no menu de contexto. Use a caixa de diálogo Open (uma caixa de diálogo padrão do Windows do tipo abrir) que será aberta para procurar e abrir o arquivo necessário que será enviado para a próxima revisão do Empilhamento do Workspace.
Upload an existing stackup template file to the Workspace Se o arquivo de documento de empilhamento necessário estiver em Local Template folder (definido na parte inferior da página Data Management – Templates) e estiver listado sob a entrada Local da grade de modelos, ele poderá ser migrado para um novo Workspace Layerstack clicando com o botão direito sobre ele e selecionando o comando Migrate to Server. Clique no botão OK na caixa de diálogo Template migration para prosseguir com o processo de migração – como indicado nessa caixa de diálogo, o arquivo layerstack original será adicionado a um arquivo Zip na pasta de modelos local (portanto, ele não ficará mais visível na lista de modelos Local).
Upload a local stackup file to the Workspace Um novo Workspace Layerstack também pode ser criado por meio do upload de um arquivo de documento de empilhamento existente (*.stackup). Selecione o comando Load from File no menu do botão Add ou no menu de contexto Add da grade de modelos na guia Templates da página Data Management – Templates da caixa de diálogo Preferences. Na caixa de diálogo Open (uma caixa de diálogo padrão do Windows do tipo abrir) que será aberta, selecione a opção Layer Stack-up File (*.stackup) na lista suspensa à direita do campo File name e use a caixa de diálogo para procurar e abrir o arquivo necessário que será enviado para a revisão inicial do novo Workspace Layerstack, criado automaticamente em uma pasta do Workspace do tipo Layerstacks.

Trabalhando com empilhamentos armazenados como arquivos locais

Load a stackup file Para carregar um empilhamento de um arquivo de empilhamento existente e aplicá-lo ao empilhamento atualmente aberto no Layer Stack Manager, selecione o comando File » Load Stackup from File nos menus principais.
Save as a stackup file Selecione File » Save As para salvar o empilhamento de camadas atual como um arquivo de documento de empilhamento (*.stackup ou *.stackupx). Observe que a página Data Management – Templates da caixa de diálogo Preferences lista empilhamentos salvos no formato *.stackup.

Exportando um Empilhamento de Camadas

Exporting to a Spreadsheet Use o comando File » Export CSV  para exportar o empilhamento de camadas atual para um arquivo de planilha (*.csv).
Exporting to Simbeor Use o comando File » Export To Simbeor para exportar o empilhamento de camadas para um arquivo Simbeor (*.esx).

Um empilhamento de camadas do Workspace também pode ser usado como um item de dados de configuração em uma ou mais Environment Configurations definidas. Uma configuração de ambiente é usada para restringir o ambiente de trabalho de um projetista para usar apenas elementos de projeto homologados pela empresa. As configurações de ambiente são definidas e armazenadas no Team Configuration Center – um serviço fornecido por meio do Workspace. Depois que você se conectar ao Workspace e escolher (se aplicável) entre a seleção de configurações de ambiente disponíveis para você, o Altium Designer será configurado com relação ao uso de Layerstacks. Se a configuração de ambiente escolhida tiver uma ou mais revisões de Item de Layerstack definidas, então only elas estarão disponíveis para reutilização. Se a configuração de ambiente escolhida aplicável a você não tiver nenhuma revisão de layerstack especificada/adicionada ou estiver definida como Do Not Control, então todas as revisões de item salvas disponíveis (compartilhadas com você) estarão disponíveis. Você também tem liberdade para usar arquivos de empilhamento locais. Para mais informações, consulte Environment Configuration Management (Altium 365 Workspace, Enterprise Server Workspace).

Outras Tarefas de Projeto Relacionadas a Camadas

Várias tarefas de projeto relacionadas às camadas não são executadas no Layer Stack Manager, mas são importantes de considerar ao preparar o empilhamento de camadas. Essas tarefas estão resumidas abaixo, com links para mais informações.

Definir o Formato da Placa

Enquanto o empilhamento de camadas define a placa no plano Z, o Formato da Placa define a placa no plano X-Y. Também chamado de contorno da placa, o formato da placa é uma forma poligonal fechada que define a extensão geral da placa. O Formato da Placa pode ser composto por uma única Região de Placa (para uma PCB rígida tradicional) ou por múltiplas regiões de placa (para uma PCB rígido-flexível). A imagem abaixo mostra uma placa com duas regiões rígidas conectadas por uma região flexível.

O formato da placa define a placa no plano X-Y.O formato da placa define a placa no plano X-Y.

Saiba mais sobre como definir o formato da placa.

Saiba mais sobre projeto Rigid-Flex.

Atribuindo uma Net a uma Camada de Plano

Quando o painel PCB está definido para o modo Split Plane Editor, ele pode ser usado para revisar e atribuir uma net a qualquer um dos planos de alimentação da placa. Ele também pode ser usado para atribuir uma net a uma região dividida definida em um plano de alimentação.

O editor de plano dividido é usado para revisar e gerenciar atribuições de net aos planos de alimentação e examinar as definições de plano dividido.O editor de plano dividido é usado para revisar e gerenciar atribuições de net aos planos de alimentação e examinar as definições de plano dividido.

Saiba mais sobre Internal Power & Split Planes.

Configurando o empilhamento de camadas para componentes montados em uma camada interna de sinal

Um componente é considerado embutido quando é montado em uma camada diferente das camadas de sinal Top ou Bottom. 

Um componente embutido em uma camada interna de sinal (o componente foi destacado com contornos azuis, a cavidade com contornos laranja).Um componente embutido em uma camada interna de sinal (o componente foi destacado com contornos azuis, a cavidade com contornos laranja).

Saiba mais sobre Embedded Components.

Documentando o empilhamento de camadas

A documentação é uma parte essencial do processo de projeto e é particularmente importante para projetos com uma estrutura complexa de empilhamento de camadas, como um projeto rigid-flex. Para oferecer suporte a isso, o Altium Designer inclui uma Layer Stack Table, que é posicionada (Place » Layer Stack Table) ao lado do projeto da placa no espaço de trabalho. As informações na tabela de empilhamento de camadas vêm de Layer Stack Manager.

Inclua uma Layer Stack Table para documentar o projeto.
Inclua uma Layer Stack Table para documentar o projeto.

Observações sobre a Layer Stack Table

Placing a Layer Stack Table Para posicionar uma Layer Stack Table, selecione Place » Layer Stack Table.
Included detail

A Layer Stack Table detalha o seguinte:

  • Layer número, conforme atribuído em Layer Stack Manager

  • Camada Name, conforme definido em Layer Stack Manager

  • Material, conforme definido em Layer Stack Manager

  • Thickness, conforme definido em Layer Stack Manager

  • A Constant dielétrica, conforme definida em Layer Stack Manager

  • Gerber identificador (extensão de arquivo) atribuído a essa camada

  • Board Layer Stack, um indicador sombreado da presença ou ausência de camadas no empilhamento atribuídas a cada região da placa

Editing a Layer Stack Table Clique duas vezes em qualquer lugar da tabela posicionada para editar a Layer Stack Table no painel Properties .
What is the Board Map? A Layer Stack Table também pode incluir um contorno opcional da placa, mostrando como os vários empilhamentos de camadas são atribuídos às regiões da placa. Use a opção Show Board Map e a barra deslizante para configurar as definições do mapa.
  • A Layer Stack Table é um objeto de projeto inteligente que pode ser posicionado e atualizado à medida que o projeto avança. Clique duas vezes na Layer Stack Table para editá-la no painel Properties.

  • Posicione as strings especiais .Total_Thickness e .Total_Thickness(<SubstackName>) em uma camada mecânica para incluir essas informações na documentação do seu projeto.

  • Uma abordagem alternativa para documentar o empilhamento de camadas é adicionar um documento Draftsman ao projeto e adicionar uma Layer Stack Table a ele. Saiba mais sobre Draftsman.

Saiba mais sobre como posicionar e editar uma Layer Stack Table.

Incluindo uma Drill Table

O Altium Designer inclui uma Drill Table inteligente, que exibe os furos necessários para todos os pares de camadas (composite) ou para um par de camadas específico. Se preferir informações de furação separadas para cada par de camadas, posicione uma drill table para cada par de camadas usado no projeto.

Uma abordagem alternativa para documentar o empilhamento de camadas é adicionar um documento Draftsman ao projeto e adicionar uma Layer Stack Table a ele. 

Saiba mais sobre como posicionar e editar uma Drill Table.

Documentando o empilhamento de camadas no Draftsman

O Altium Designer também oferece um editor de documentação dedicado, o Draftsman. O Draftsman permite que o projetista crie documentação de alta qualidade que pode incluir dimensões, notas, camadas, tabelas de empilhamento e tabelas de furação. Com base em um formato de arquivo dedicado e em um conjunto de ferramentas de desenho, o Draftsman fornece uma abordagem interativa para combinar desenhos de fabricação e montagem com modelos personalizados, anotações, dimensões, chamadas e notas.

O Draftsman também oferece suporte a recursos de desenho mais avançados, incluindo Board Isometric View, Board Detail View e Board Realistic View (visualização 3D).

Posicione vistas de desenho, objetos e anotações automatizadas em documentos Draftsman de página única ou múltiplas páginas. Posicione vistas de desenho, objetos e anotações automatizadas em documentos Draftsman de página única ou múltiplas páginas.

Saiba mais sobre Draftsman.

Terminologia de empilhamento de camadas

Termo Significado
Blind Via Uma via que começa em uma camada de superfície, mas não atravessa toda a placa. Normalmente, uma blind via desce de uma camada até a próxima camada de cobre.
Buried Via Uma via que começa em uma camada interna e termina em outra camada interna, mas não alcança uma camada superficial de cobre.
Core Um laminado rígido (geralmente FR-4) com folha de cobre em ambos os lados.
Double-Sided Board Uma placa que tem 2 camadas de cobre, uma em cada lado de um núcleo isolante. Todos os furos são passantes, ou seja, passam totalmente de um lado da placa ao outro.
Fine Line Features and Clearances Trilhas/espaçamentos de até 100µm (0,1mm ou 4mil) são considerados padrão para fabricação de PCB atualmente. O limite tecnológico atual disponível em encapsulamentos de componentes está em torno de 10µm.
High Density Interconnect (HDI) Tecnologia High Density Interconnect, uma PCB que tem maior densidade de fiação por unidade de área do que uma PCB convencional. Isso é obtido usando recursos de linhas finas e espaçamentos reduzidos, microvias, buried vias e tecnologias de laminação sequencial. Esse nome também é usado como alternativa para Sequential layer Build-Up (SBU).
Microvia Definida como uma via com diâmetro de furo menor que 6 mils (150µm). As microvias podem ser fotogravadas, perfuradas mecanicamente ou perfuradas a laser. As microvias perfuradas a laser são uma tecnologia essencial de High Density Interconnect (HDI), pois permitem que vias sejam colocadas dentro do pad de um componente e, quando usadas como parte de um processo de fabricação build-up, permitem transições entre camadas de sinal sem a necessidade de trilhas curtas (referidas como via stubs), reduzindo bastante os problemas de integridade de sinal causados por vias.
Multilayer Board

Uma placa com múltiplas camadas de cobre, variando de 4 a mais de 30. Uma placa multicamada pode ser fabricada de diferentes maneiras:

  • Como um conjunto de placas finas de dupla face, empilhadas (separadas por prepreg) e laminadas em uma única estrutura sob calor e pressão. Nesse tipo de placa multicamada, os furos podem atravessar toda a placa (through-hole), ser blind ou buried. Observe que apenas camadas específicas podem ser perfuradas mecanicamente para criar as buried vias, pois elas são simplesmente furos passantes perfurados nas placas finas de dupla face antes do processo de laminação.
  • Como alternativa, uma placa multicamada é fabricada como descrito e, em seguida, camadas adicionais são laminadas em ambos os lados. Essa abordagem é usada quando o projeto exige o uso de microvias, componentes embutidos ou tecnologia rigid-flex.
Prepreg Um tecido de fibra de vidro impregnado com epóxi termofixo (resina+endurecedor), que está apenas parcialmente curado.
Sequential Lamination Nome dado à técnica de criação de uma PCB multicamada que inclui buried vias perfuradas mecanicamente (perfuradas nas placas finas de dupla face antes da laminação final).
Sequential layer Build-Up (SBU) Começa como um núcleo (dupla face ou um isolante), com camadas condutoras e dielétricas formadas uma após a outra (usando múltiplas passagens de pressão), em ambos os lados da placa. Essa tecnologia também permite que blind vias sejam criadas durante o processo build-up e que componentes discretos ou formados sejam embutidos. Também chamada de tecnologia High Density Interconnect (HDI).
Surface Laminar Circuit (SLC) Começa como um núcleo multicamadas, com camadas de build-up adicionadas em ambos os lados (normalmente de 1 a 4). A notação comum usada para descrever a placa final é Build-up copper layers + Core copper layers + Build-up copper layers. Por exemplo, 2+4+2 descreve uma placa com um núcleo de 4 camadas, com 2 camadas laminadas em cada lado (também escrito como 2-4-2). Essa tecnologia permite que vias cegas sejam criadas durante o processo de build-up e que componentes discretos ou formados sejam embutidos.
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Disponibilidade de Funcionalidades

As funcionalidades disponíveis dependem da solução Altium que possui – Altium Develop, uma edição do Altium Agile (Agile Teams ou Agile Enterprise), ou Altium Designer (com subscrição ativa).

Se não encontrar uma funcionalidade mencionada no seu software, contacte a equipa de Vendas da Altium para saber mais.

Documentação Legada

A documentação do Altium Designer já não é versionada. Se precisar de aceder à documentação de versões anteriores do Altium Designer, visite a secção Documentação Legada da página de Outros Instaladores.

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