Определение стека слоев

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.

Печатная плата (PCB) представляет собой набор слоев. В начале развития производства печатных плат (PCB) плата представляла собой просто изолирующий основной слой, покрытый тонким слоем меди с одной или обеих сторон. Соединения формируются в медном слое (слоях) в виде проводящих дорожек путем травления (удаления) лишней меди.

Перенесемся в настоящее время, когда практически все конструкции печатных плат имеют несколько медных слоев. Технологические инновации и усовершенствования в технологиях обработки привели к появлению ряда революционных концепций в производстве печатных плат, включая возможность проектирования и изготовления гибких печатных плат. Соединяя жесткие участки печатной платы с помощью гибких участков, можно создавать сложные гибридные печатные платы, которые можно складывать, чтобы они помещались в корпуса необычной формы.

Слева показана односторонняя печатная плата, типичная для ранних разработок. Справа — жестко-гибкая печатная плата, в которой жесткие участки соединены гибкими участками платы.
Слева показана односторонняя печатная плата, типичная для ранних разработок. Справа — жестко-гибкая печатная плата, в которой жесткие участки соединены гибкими участками платы.

При проектировании печатных плат структура слоев определяет, как слои располагаются в вертикальном направлении или в плоскости Z. Поскольку она изготавливается как единое целое, любой тип платы, включая жестко-гибкую, должен проектироваться как единое целое. Для этого разработчик гибко-жестких плат должен иметь возможность определять несколько наборов слоев печатной платы и назначать разные наборы слоев различным областям гибко-жесткой конструкции.

Менеджер наложения слоев

Определение набора слоев печатной платы является ключевым элементом успешного проектирования печатных плат. Трассировка многих современных печатных плат — это уже не просто набор простых медных соединений, передающих электрическую энергию, а серия элементов схемы или линий передачи.

Создание успешной высокоскоростной печатной платы — это процесс поиска баланса между выбором материалов, наложением слоев и их распределением, с одной стороны, и размерами трассировки и зазорами, необходимыми для достижения подходящих импедансов односторонней и дифференциальной трассировки, с другой. При проектировании современных высокоскоростных печатных плат необходимо учитывать и множество других факторов, включая сопряжение слоев, тщательное проектирование переходных отверстий, возможные требования к обратному сверлению, требования к жестко-гибким конструкциям, балансировку меди, симметрию слоевой структуры и соответствие материалов стандартам.

Все эти специфические для каждого слоя требования к проектированию объединены в едином редакторе — Layer Stack Manager

Чтобы открыть Layer Stack Manager, выберите Design » Layer Stack Manager в главном меню редактора печатных плат. Layer Stack Manager открывается в окне просмотра документа, так же как лист схемы, печатная плата и другие типы документов. Его можно оставить открытым во время работы над платой, что позволяет переключаться между платой и LSM. Поддерживаются все стандартные возможности просмотра, такие как разделение экрана или открытие на отдельном мониторе. Изменения, внесённые в Layer Stack Manager , становятся доступны в редакторе печатных плат после Save выполнения команды.

Все аспекты управления слоёвым набором осуществляются в диспетчере слоёвого набора. Выберите вкладку в нижней части слоёвого набора, чтобы настроить различные параметры.
Все аспекты управления слоёвым набором осуществляются в диспетчере слоёвого набора. Выберите вкладку в нижней части слоёвого набора, чтобы настроить различные параметры.

В зависимости от структуры платы Layer Stack Manager будут доступны следующие вкладки:

Stackup Добавление, удаление и изменение порядка сигнальных, плоских и диэлектрических слоев, а также назначение и настройка свойств материалов, присвоенных каждому слою.
Impedance Настройте профили импеданса, если используется трассировка с контролируемым импедансом.
Via Types Настройте допустимые типы переходных отверстий, определив, какие слои пересекает каждый тип переходного отверстия.
Back Drills Настройте участки слоев, подлежащие обратному сверлению при наличии контактной площадки или отвода переходного отверстия.
Printed Electronics Настройка расположения слоев в проекте печатной электроники.
Board Настройте расположение различных подстеков в сложной конструкции жестко-гибкой печатной платы.

Редактирование свойств слоевой структуры

В Layer Stack Manager панель отображает свойства слоёвой структуры в виде таблицы, напоминающей электронную таблицу. Свойства можно редактировать непосредственно в этой таблице или на Properties панели<span class="add-tooltip-icon" data-tooltip="{"block":null,"content":"

Панель «Свойства» можно включить/выключить с помощью кнопки «Панели» в правом нижнем углу программы.\r\n

\r\n","placement":"top","arrow":true}">i. В зависимости от структуры платы Layer Stack Manager будет содержать следующие вкладки, каждая из которых отображает свой набор атрибутов в сетке редактирования и на Properties панели.

Чтобы изменить единицы измерения, используемые в активном наборе слоев, выберите Tools » Measurement Units , а затем выберите нужную единицу измерения (milinµ, или mm). Кроме того, можно использовать Ctrl+Q комбинацию клавиш, чтобы переключаться между единицами измерения.

Вкладка «Слои»

На Stackup вкладке приводятся подробные сведения о производственных слоях. На этой вкладке можно добавлять, удалять и настраивать слои. Для стандартной конструкции «жестко-гибкой» печатной платы на этой вкладке также можно включать и отключать набор слоев, используемый в каждом стеке. Настройка сложной конструкции «жестко-гибкой» печатной платы осуществляется на вкладке «Плата».

Щелкните правой кнопкой мыши, чтобы добавить, удалить или изменить порядок слоев. Значения можно редактировать на панели «Свойства» или непосредственно в ячейке сетки.Щелкните правой кнопкой мыши, чтобы добавить, удалить или изменить порядок слоев. Значения можно редактировать на панели «Свойства» или непосредственно в ячейке сетки.

Редактирование набора слоев

Add a layer

Чтобы добавить слой, щелкните правой кнопкой мыши в сетке слоев, нажмите кнопку « » или воспользуйтесь Edit » Add Layer команды добавления слоя. Новый слой будет добавлен рядом со слоем, выбранным в сетке в данный момент. Добавление Signal или Plane (медный) слой также приведёт к добавлению диэлектрического слоя, если существующий соседний слой также является медным. Можно добавить не более 128 сигнальных слоёв и 16 плоскостных слоёв. При необходимости плоскостные слои можно разделить любое количество раз и определить области «разделения внутри разделения» —подробнее.

Возможность добавления до 128 сигнальных слоёв находится в стадии открытого бета-тестирования и доступна, когда PCB.IncreaseSignalLayers опция включена в диалоговом окне «Расширенные настройки». Если эта опция отключена, можно добавить не более 32 слоёв сигналов.

Move a layer Щелкните правой кнопкой мыши в сетке слоёв, затем выберите Move layer up / Move layer down или воспользуйтесь Edit » «Слой вверх»Edit » «Сдвиг слоя вниз»в главном меню, чтобы переместить выбранный слой вверх или вниз в стеке слоёв среди слоёв того же типа.
Delete a layer Нажмите кнопку « », щелкните правой кнопкой мыши в сетке слоев или выберите Edit » Delete «Layer» вглавном меню, чтобы удалить выбранный слой из стека слоев<span class="add-tooltip-icon" data-tooltip="{"block":null,"content":"

Команда « Delete Layer » недоступна, если:\r\n

\r\n\r\n
    \r\n\t
  • \r\n\t\tВыбран верхний или нижний слой в стеке из более чем двух медных слоев. В стеке печатной платы из двух слоев верхний или нижний слой можно удалить, чтобы создать однослойный стек.\r\n\t
  • \r\n\t
  • \r\n\t\tВыбранный слой является диэлектрическим, и его удаление приведет к тому, что два медных слоя окажутся рядом друг с другом.\r\n\t
  • \r\n
\r\n","placement":"top","arrow":true}">i. Если удаляемый слой содержит элементы, перед удалением откроется диалоговое окно с запросом подтверждения. Нажмите Yes , чтобы продолжить удаление.
Define the Layer Material

Материал слоя можно либо ввести в поле выбранной Material ячейку или выбрать в диалоговом окне «Выбор материала», которое открывается нажатием кнопки .

Stack symmetry Если Stack Symmetry опция включена в Board разделе Properties панели, слои добавляются парами, центрированными вокруг слоя с диэлектриком средней плотности.
Additional properties

Щелкните правой кнопкой мыши заголовок столбца, затем выберите Select columns , чтобы открыть Select Columns диалогового окна (), где можно включать/отключать и изменять порядок столбцов, отображаемых в сетке слоёв. Обратите внимание, что в Properties панели отображаются только наиболее часто используемые свойства.

Apply Surface Finish Поверхностную обработку можно добавить к внешнему медному слою, воспользовавшись соответствующим подменю, открывающимся при щелчке правой кнопкой мыши, и добавив Surface Finish слоя.
Delete a substack Начальный подслой удалить нельзя. При выборе любого другого подслоя становится активной кнопка « »; нажмите эту кнопку, чтобы удалить выбранный подслой.

Вкладка «Импеданс»

Вкладка «Импеданс» используется для настройки профилей импеданса при трассировке с контролируемым импедансом. Нажмите на Impedance вкладку в нижней части Layer Stack Manager , чтобы настроить требования к профилю импеданса. После настройки профилей импеданса требуемый профиль можно выбрать в правилах проектирования «Ширина трассировки» или «Трассировка дифференциальных пар » в разделе « ».

Добавьте новый профиль, включите слои, к которым он применяется, настройте эталонные слои и определите свойства профиля на панели «Свойства».Добавьте новый профиль, включите слои, к которым он применяется, настройте эталонные слои и определите свойства профиля на панели «Свойства».

Редактирование профиля импеданса

Adding a Profile

Щелкните « » (или кнопку Add Impedance Profile , если профили еще не добавлены), чтобы добавить новый профиль импеданса «», а затем определите необходимые Type, Target Impedance и Target Tolerance в Properties панели. Поле Description является необязательным.

Enabling the layers

Следующим шагом является определение слоев, на которых будет доступен выбранный в данный момент профиль. Сетка разделена на две зоны: слева отображаются слои в наборе слоев, а справа — слои, на которых будет доступен выбранный в данный момент профиль импеданса. Используйте флажок слоя в области «Профиль импеданса», чтобы сделать этот слой доступным для выбранного профиля импеданса.

 

При выборе включённого слоя в области «Профиль импеданса» все слои в стопке отображаются в затененном виде, за исключением тех, которые используются для расчёта импеданса выбранного слоя сигнала ().

Assign the reference layers После того как слою назначен профиль импеданса, отредактируйте эталонный слой (или слои) этого слоя в Top Ref и Bottom Ref . Обратите внимание, что опорные слои могут быть типа Type «Плоскость» или «Сигнал».
Configure the impedance properties Калькуляторы импеданса поддерживают расчет прямой и обратной величины импеданса. Если ввести значение в поле Target Impedance, то Width изменится автоматически (прямой расчет), либо введите Width , то Target Impedance изменится автоматически (обратный расчёт).
Define the etch Значение Etch значение = 0.5[(W1-W2)/Thickness] , рассчитанное на основе верхней и нижней ширины дорожки (наведите курсор на ? в панели, чтобы отобразить формулу)
Configure the differential impedance calculation

Для расчёта дифференциального импеданса зафиксируйте либо Width или Trace Gap , нажав соответствующую кнопку « ». Незафиксированная переменная будет рассчитываться как Target Impedance значения. Кроме того, можно изменить значение незаблокированной переменной, чтобы изменить Target Impedance.

  • Расчет импеданса осуществляется с помощью программного обеспеченияSimbeor®. Калькулятор поддерживает однослойные и дифференциальные копланарные структуры, а калькулятор дифференциального импеданса — асимметричную полосковую структуру. Все расчеты выполняются при частоте 1 ГГц. Для повышения скорости расчетов профили импеданса вычисляются в отдельных потоках (если это возможно).

  • Для полосковой линии высота диэлектрика рассчитывается как расстояние между медными слоями (см. H2 на изображении).

  • Калькулятор импеданса поддерживает несколько смежных диэлектрических слоёв. Эти слои могут иметь разные диэлектрические свойства.

Узнайте больше о настройке свойств трассировки с контролируемым импедансом.

Вкладка «Типы переходных отверстий»

Вкладка Via Types вкладка используется для определения допустимых требований к пересечению слоев в плоскости Z для переходных отверстий, используемых в проекте. Свойства переходных отверстий в плоскости X-Y, включая диаметр и размер отверстия, регулируются соответствующим правилом проектирования «Стиль трассировки».

Определите каждый из требуемых проходов через слои в качестве уникального типа переходного отверстия.Определите каждый из требуемых проходов через слои в качестве уникального типа переходного отверстия.

Редактирование типов переходных отверстий

The default via Структура слоев для новой платы включает одно определение сквозного перехода в Via Types вкладке Layer Stack Manager. Для двухслойной платы переход по умолчанию имеет имя Thru 1:2, причём это название отражает тип переходного отверстия, а также первый и последний слои, которые оно охватывает. Проходной интервал по умолчанию удалить нельзя.
Add a new Via Type

Нажмите кнопку « » (Добавить тип переходного отверстия), чтобы добавить дополнительный тип переходного отверстия, затем выберите слои, которые этот тип переходного отверстия соединяет, в Properties панели. Новое определение получит имя : (например, Thru 1:2). Программа автоматически определит тип (например, «Thru», «Blind», «Buried») на основе выбранных слоев и соответственно назовет тип переходного отверстия.

Naming a Via Type Каждому типу переходного отверстия автоматически присваивается имя на основе слоев, которые оно охватывает, а также с учетом того, является ли оно µVia. Переходные отверстия, размещенные в рабочей области, содержат Name раскрывающийся список свойств, в котором перечислены все типы переходных отверстий, определённые в Layer Stack Manager. Все переходные отверстия, используемые на плате, должны относиться к одному из типов, определённых в Layer Stack Manager.
Adding a µVia Если требуется µVia, установите флажок µVia флажок. Эта опция будет доступна только в том случае, если переходная отверстие охватывает соседние слои или соседние слои +1 (такое отверстие называется «переходным с пропуском»).
Mirroring a via Если в настройках «Структура слоёв» включена опция «Симметрия структуры », Mirror станет доступна данная опция. При Mirror включена, автоматически создаётся зеркальное отражение текущей переходной отверстия, охватывающее симметричные слои в стеке слоёв. 
Selecting a Via Type during routing

При смене слоёв во время интерактивной трассировки:

  • На Properties панели отобразится подходящий тип переходного отверстия ().

  • Если доступно несколько типов переходных отверстий, подходящих для охватываемых слоев, нажмите 6 горячую клавишу, чтобы переключаться между доступными типами переходных отверстий, или нажмите 8 клавишу быстрого доступа, чтобы открыть меню доступных типов переходных отверстий ().

  • Предлагаемый тип переходного отверстия подробно отображается на строке состояния ().

Если в «Менеджере стеков слоев» определено несколько подстеков, интерфейс позволяет задать разные типы переходных отверстий в каждом подстеке. Обратите внимание, что это does not ограничивает применение данного типа переходных отверстий областями платы, в которых используется данный подстек. Доступные во время трассировки типы переходных отверстий зависят от применимого правила проектирования «Стиль трассировочных переходных отверстий» и от слоев, которые пересекает данная трасса. При необходимости типы переходных отверстий можно ограничить областью печатной платы, указав эту область в соответствующем правиле проектирования «Стиль трассировочных переходных отверстий» с помощью ключевого слова запроса InLayerStackRegion().

Узнайте больше об особенностях переходных отверстий, а также о настройке слепых, погруженных и микропереходных отверстий.

Вкладка «Обратные отверстия»

В высокоскоростных схемах могут возникать отражения сигнала, когда корпус переходного отверстия выходит за пределы сигнальных слоев, по которым проложена трасса. Это может привести к ухудшению качества сигнала и проблемам с целостностью сигнала. Одним из подходов к решению этой проблемы является просверливание неиспользуемых корпусов переходных отверстий с помощью сверления с контролируемой глубиной — метода, также называемого обратным сверлением.

Свойства обратного сверления настраиваются на вкладке Back Drills вкладке. Эта вкладка появляется, когда функция «Обратное сверление» включена в Tools » Features подменю или при нажатии кнопки « » с последующим выбором Back Drills.

Редактирование обратного сверления

How Back Drills work Вкладка Back Drills вкладка используется для определения участков слоев, в которых требуется просверливать обратные отверстия при наличии контактной площадки или отвода переходного отверстия. Эти настройки используются в сочетании с правилом проектирования «Max Via Stub Length», в котором задаются максимальная длина отвода и величина пересечения при сверлении. Where the Object Matches Параметр в этом правиле можно использовать для ограничения удаления отводов только для определённых сетей ().
Add a new Back Drill

Нажмите кнопку « », чтобы добавить новое определение обратного сверления. Определение получит имя в соответствии с First layer и Last layer выбранного в Back Drill разделе Properties панели, например, BD 1:3. First layer определяет первый слой, до которого будет производиться бурение, Last layer определяет слой, перед которым просверливание прекращается (Last layer является первым слоем в стопке слоёв, в котором не будет выполняться обратное сверление).

Mirroring a Back Drill Если в панели «Свойства подстека » в Properties панели включена опция «Симметрия стопки», Mirror опция станет доступной в Back Drill разделе панели. При включении этой опции создается зеркальное отражение текущего обратного сверления, например, BD 1:3 | 6:4.

Подробнее о настройке свойств обратного сверления см. на странице«Сверление с контролируемой глубиной (обратное сверление)».

Вкладка «Печатная электроника»

С помощью современных технологий печати можно наносить проводящие и непроводящие слои непосредственно на материал подложки, формируя таким образом электронную схему. Это называется printed electronics. Структура слоёв для печатной электроники настраивается путём выбора Click and drag to moveTools » Features » Printed Electronics . В этом режиме все вкладки заменяются одной вкладкой Printed Electronics Stackup вкладкой.

В печатной электронике используется иной подход к определению структуры слоев.В печатной электронике используется иной подход к определению структуры слоев.

Настройка набора слоев для печатной электроники

Defining the layers В печатной электронике традиционные диэлектрические слои не используются. Вместо этого в местах, где трассировка должна пересекаться, печатаются локальные диэлектрические участки. Когда Printed Electronics опция включена в Features выпадающем списке, все диэлектрические слои удаляются из набора слоев, и вместо них диэлектрические участки определяются путем размещения объектов-областей соответствующей формы на непроводящих слоях.
How Layers are named В печатной электронике медные сигнальные слои называются conductive layers, а изолирующие слои — как non-conductive layers.

Подробнее о настройке свойств слоя «Печатная электроника» см. на странице«Проектирование печатной электроники».

Вкладка «Плата»

Вкладка «Плата» используется для настройки различных подслоев, необходимых в сложных конструкциях типа «жестко-гибкая плата». Эта вкладка отображается автоматически, когда Rigid-Flex (Advanced) режим включен. Обратите внимание, что вкладка «Плата» не используется и недоступна при выборе стандартного режима «Жестко-гибкая печатная плата».

Вкладка «Плата» используется для настройки жестко-гибкой печатной платы типа «bookbinder»; обратите внимание, что центральная секция имеет два гибких подслоя.Вкладка «Плата» используется для настройки жестко-гибкой печатной платы типа «bookbinder»; обратите внимание, что центральная секция имеет два гибких подслоя.

Работа на вкладке «Вид платы»

Add a new Substack Дополнительные подслои можно быстро создать на основе существующего подслоя с помощью Shift+Click горячей клавиши для выбора нужных слоев, а затем перетаскивая выделенную область по горизонтали, чтобы разместить её в наборе подслоёв.
Configure layer intrusion Используйте поля «Вторжение влево» / «Вторжение вправо» для настройки того, вторгаются ли смежные слои в соседний подблок.
Configure layer adjacency Настройте взаимосвязи между слоями в соседних подблоках, например: используют ли они общие слои (Common), либо являются ли слои уникальными в данном поднаборе (Individual)
Editing a substack Дважды щелкните по конкретному подблоку на вкладке «Плата», чтобы открыть его вкладку «Слои», где его можно отредактировать.
Adding a Branch Добавьте дополнительные ветвления. Ветвления используются, когда конструкция имеет несколько гибких участков, расходящихся от одного жесткого участка. Узнайте больше о ветвлениях.

Узнайте больше о проектировании сложных печатных плат типа «жестко-гибких».

Настройка свойств и материалов отдельных слоёв

Типы слоев в печатной плате

При изготовлении печатной платы используется широкий спектр материалов. В приведенной ниже таблице представлено краткое описание наиболее распространенных материалов. Выбор материалов для слоев и их свойств всегда следует осуществлять после консультации с производителем печатных плат.

Настройка свойств каждого слоя

Свойства каждого слоя можно редактировать непосредственно в сетке LSM, на Properties панели, либо можно выбрать предустановленный материал из библиотеки материалов, нажав кнопку с многоточием () в Material ячейке выбранного слоя. В разделе «Вкладка „Структура“» выше на этой странице приведено краткое описание различных методов добавления, удаления, редактирования и упорядочивания слоев.

Javascript ID: ConfigProps

Редактируйте свойства слоя непосредственно в таблице или на Properties панели.

Щелкните правой кнопкой мыши в области заголовков столбцов, чтобы изменить набор доступных столбцов.

Нажмите на многоточие (...), чтобы выбрать материал из библиотеки.

Библиотека материалов и соответствие библиотеке

Предпочтительные материалы для слоёвой структуры можно заранее определить в библиотеке материалов. В Layer Stack Manager, выберите Tools » Material Library , чтобы открыть Altium Material Library диалоговое окно, в котором можно просмотреть существующие материалы и добавить новые определения материалов.

В Altium Material Library диалоговое окно
В Altium Material Library диалоговое окно

Выбор материала для слоя

Материал, который вы хотите использовать для конкретного слоя, не выбран в Altium Material Library диалоговом окне, а выбирается в Select Material . Чтобы использовать конкретный материал для слоя, щелкните многоточие () для этого слоя в Materials ячейке сетки стека слоев или нажмите «» в Material поле на Properties панели, когда слой выбран в сетке стека слоев. При этом откроется Select Material диалоговое окно, в котором библиотека ограничивается отображением только тех материалов, которые подходят для слоя, на значке с тремя точками которого был сделан щелчок.

В Select Material Диалоговое окно
В Select Material Диалоговое окно

Если Library Compliance флажок установлен в Layer Stack Manager, то для каждого слоя, выбранного из библиотеки материалов, текущие свойства слоя сравниваются со значениями определения данного материала в библиотеке. Любое несоответствующее свойство помечается флагом ошибки. Выберите материал заново (), чтобы обновить значения в соответствии с настройками библиотеки материалов.

Симметрия слоев

Если требуется, чтобы стек слоев печатной платы был симметричным, установите флажок Stack Symmetry флажок в области «Плата»на Properties панели. После этого стек слоев немедленно проверяется на симметричность относительно центрального диэлектрического слоя. Если какая-либо пара слоев, равноудаленных от центрального диэлектрического опорного слоя, не является идентичной, открывается Stack is not symmetric откроется диалоговое окно.

В Layer stack symmetry mismatches Сетка в верхней части диалогового окна подробно отображает все обнаруженные нарушения симметрии слоев. Выберите подходящий вариант в нижней части диалогового окна, чтобы обеспечить симметрию слоев:

Обеспечить симметрию набора слоев следующим образом:

Mirror top half down Настройки каждого из слоев, расположенных выше центрального диэлектрического слоя, копируются вниз в симметричный партнерский слой.
Mirror bottom half up Настройки каждого из слоев, расположенных ниже центрального диэлектрического слоя, копируются вверх в симметричный партнерский слой.
Mirror whole stack down Добавляется дополнительный диэлектрический слой после последнего медного (Surface Finish), а затем все сигнальные и диэлектрические слои дублируются и зеркально отражаются ниже этого нового диэлектрического слоя.
Mirror whole stack up До первого медного (Surface Finish), после чего все сигнальные и диэлектрические слои дублируются и зеркально отражаются над этим новым диэлектрическим слоем.
  • Используйте Stack Symmetry опцию для быстрого определения симметричной платы — определите половину набора слоев, включите опцию «Симметрия набора слоев», а затем воспользуйтесь одним из вариантов зеркального отображения всего набора слоев, чтобы скопировать этот набор слоев.

  • Если включена опция «Симметрия набора слоев»:

    • любое изменение, внесенное в свойство слоя, автоматически применяется к его симметричному партнёрскому слою.

    • При добавлении слоев автоматически добавляются соответствующие симметричные слои-партнеры.

Визуализация стопки слоёв

Эта Layerstack Visualizer позволяет просматривать стек слоёв как в 2D, так и в 3D. Выберите Tools » Layerstack Visualizer в Layer Stack Manager , чтобы открыть Layerstack Visualizer.

Определение и настройка подстеков жестко-гибких плат

Main page: Проектирование гибко-жестких плат

Каждая отдельная зона или область конструкции «жестко-гибкой» печатной платы может состоять из различного количества слоев. Для этого необходимо иметь возможность определять несколько стеков, называемых substacks.

Редактор печатных плат поддерживает два режима проектирования гибко-жестких плат. Вы можете выбрать стандартный или расширенный режим, выбрав нужную команду в Tools » Features подменю или с помощью Feature с помощью селектора в правой части Layer Stack Manager интерфейса.

  1. Исходный, или стандартный, режим — называемый «Rigid-Flex» — поддерживает простые проекты «Rigid-Flex» ().

  2. Если ваш проект предъявляет более сложные требования к жестко-гибким печатным платам, например, перекрывающиеся гибкие области, вам понадобится расширенный режим «Rigid-Flex» (также известный как «Rigid-Flex 2.0»). Помимо перекрывающихся гибких областей, расширенный режим также предоставляет возможность визуального определения подслоев в Z-плоскости, независимого определения каждой жесткой и гибкой области платы, изгибов на вложенных вырезах, разделения нестандартной формы, возможность определения структур типа «bookbinder», возможность добавления покрывающего слоя на гибкую область, а также поддержку проектов, состоящих исключительно из гибких участков ().

Подробнее опроектировании гибко-жестких печатных плат

Определение однослойной печатной платы

Как следует из названия, однослойная печатная плата имеет только один медный слой, как правило, нижний. Структуру однослойной печатной платы можно создать, удалив верхний или нижний слой из структуры двухслойной печатной платы.

В двухслойной печатной плате можно удалить либо верхний, либо нижний слой из её слоевой структуры.
В двухслойной печатной плате можно удалить либо верхний, либо нижний слой из её слоевой структуры.

Примечания об однослойных платах

  • Однослойную структуру можно создать для печатной платы, но не для контура.

  • Если стек слоёв содержит только один медный слой, Via Types вывод и Back Drills элемент не будут доступны в Layer Stack Manager.

  • Для однослойной печатной платы можно создавать только профили импеданса Single-Coplanar и Differential-Coplanar типа на Impedance вкладке Layer Stack Manager.

  • Удалённый слой, где это применимо, обозначается как сторона. Например, если удалён нижний слой, он называется Bottom Side в Drill Layer Pair столбцетаблицы сверления.

  • Если в однослойной печатной плате присутствуют непокрытые металлом площадки сквозных отверстий, они не будут отмечены в Unplated multi-layer pad(s) detected разделе отчета DRC.

Эта функция доступна, если PCB.SingleLayerStack.Support опция включена вдиалоговом окне«Расширенные настройки».

Работа с предустановленными наборами слоев

Часто во многих компаниях возникает необходимость использовать единую структуру слоев во всех своих проектах печатных плат. Программное обеспечение включает ряд предустановленных структур слоев, а Altium Workspace содержит ряд шаблонов структуры слоев (если вы выбрали включение «Примерных данных» при активации/установке вашего Workspace). Помимо создания и хранения шаблонов наслоений в рабочей среде вашей компании, их также можно сохранять в виде локальных файлов.

Предустановленные наборы слоев в редакторе

В качестве удобной отправной точки в меню доступно несколько предустановленных наборов слоев Tools » Presets . Обратите внимание, что эти предустановки нельзя редактировать, а список нельзя расширять. Чтобы настроить собственные предустановленные схемы слоев, создайте шаблоны схем слоев, как описано ниже.

Шаблоны наслоений

Предварительно определенные наборы слоев называются шаблонами наложения. Эти шаблоны можно хранить и управлять ими в рабочей области Altium, либо хранить и управлять ими в виде локальных файлов.

Доступные шаблоны перечислены на Data Management – Templates странице диалогового Preferences .Список можно настроить так, чтобы он включал Server onlyили Server & Local шаблоны, используя Template visibility выпадающего списка в верхней части страницы диалогового окна. Локальные шаблоны находятся в папке, указанной в поле « Local Templates folder ».

Шаблоны наложений можно хранить и управлять ими в рабочей области или в виде локальных файлов.Шаблоны наложений можно хранить и управлять ими в рабочей области или в виде локальных файлов.

Работа со стеками, хранящимися в рабочей области

Default Workspace stackups По умолчанию в папке Managed Content\Templates\Layer Stacks папке рабочей области (если при активации или установке рабочей области вы выбрали вариант с включением примеров данных).
Preview a Workspace stackup Слоисты рабочей области можно предварительно просмотреть на панели «Проводник». После выбора записи со слоистом в области ревизий панели перейдите на Preview вкладку «Вид сбоку», чтобы увидеть наложение слоев.
Load a Workspace stackup Чтобы загрузить набор слоев из подключенного рабочего пространства, выберите команду File » Load Stackup From Server команду. Появится Choose Item Revision Появится диалоговое окно. Используя дерево папок в левой части диалогового окна, перейдите в папку рабочей среды, где хранятся наборы слоев, и выберите нужный набор в списке «Ревизия элемента». Нажмите OK , чтобы применить набор слоев, определённый в этом файле, к набору слоев, открытому в данный момент в Layer Stack Manager.
Save the open layer stack as an existing Workspace stackup Чтобы сохранить текущий набор слоёв в качестве существующего набора слоёв в подключённом рабочем пространстве, выберите File » Save to Server команду. Появится Choose Planned Item Revision появится диалоговое окно — используйте его, чтобы выбрать существующий набор слоев рабочей области для сохранения набора в его следующей версии.
Save the open layer stack as a new Workspace stackup Чтобы сохранить текущий набор слоёв в качестве нового набора слоёв в подключённой рабочей среде, выберите File » Save to Server команду. Choose Planned Item Revision появится диалоговое окно; перейдите к папке в Server Folders дереве, где хранятся наборы слоев, затем щелкните правой кнопкой мыши в области списка версий диалогового окна и выберите Create Item » Layerstack команду. В Create New Item открывшемся диалоговом окне отключите Open for editing after creation опцию; в противном случае вы перейдете в режим прямого редактирования.
Create a new Workspace stackup from scratch

На Data Management – Templates странице Preferences диалогового окна нажмите кнопку Add кнопку и выберите Layerstack команду из меню (или щелкните правой кнопкой мыши в сетке шаблона, чтобы открыть контекстное меню, и выберите Add » Template). После выбора команды нажмите OK в Close Preferences открывшемся диалоговом окне, чтобы закрыть Preferences диалоговое окно и открыть временный редактор наложения слоев. Запланированная версия нового наложения слоев рабочей области будет автоматически создана в папке рабочей области типа Layerstacks типа «Рабочая область».

Edit an existing Workspace Stackup Чтобы отредактировать существующий стек рабочей области, щелкните правой кнопкой мыши его запись на Templates вкладкестраницы «Управление данными — Шаблоны»диалогового Preferences и выберите Edit команду из контекстного меню. Откроется временный редактор, в котором шаблон, содержащийся в последней версии «Слои рабочей области», будет открыт для редактирования. Внесите необходимые изменения, затем выберите File » Save to Server команду, чтобы сохранить наложение в следующей версии наложения рабочей области.
Update an existing WS stackup based on a local stackup file Если вам необходимо обновить «Сборку рабочей области» и у вас есть обновленный файл документа сборки, вы можете загрузить этот файл в данную «Сборку рабочей области». На Data Management – Templates странице Preferences диалогового окна щелкните правой кнопкой мыши запись шаблона и выберите Upload команду из контекстного меню. Воспользуйтесь Open открывшееся диалоговое окно (стандартное диалоговое окно Windows типа «Открыть»), чтобы найти и открыть нужный файл, который будет загружен в следующую версию «Сборки рабочей области».
Upload an existing stackup template file to the Workspace Если нужный файл документа «Сборка рабочей зоны» находится в папке Local Template folder (указанного внизу Data Management – Templates страницы) и указан в Local записи в таблице шаблонов, его можно перенести в новый «Слойный стек рабочей области», щелкнув по нему правой кнопкой мыши и выбрав Migrate to Server команду. Нажмите кнопку OK кнопку в Template migration диалоговом окне, чтобы продолжить процесс переноса — как указано в этом диалоговом окне, исходный файл набора слоев будет добавлен в ZIP-архив в локальной папке шаблонов (поэтому он больше не будет отображаться в Local списке шаблонов).
Upload a local stackup file to the Workspace Новый набор слоёв рабочей области также можно создать, загрузив существующий файл документа набора слоёв (*.stackup). Выберите Load from File команду в меню кнопки Add кнопки или в Add контекстного меню сетки шаблонов на Templates вкладкестраницы «Управление данными — Шаблоны»диалогового Preferences . В Open открывшемся диалоговом окне (стандартное диалоговое окно Windows типа «Открыть») выберите Layer Stack-up File (*.stackup) опцию в раскрывающемся списке справа от File name поля и с помощью диалогового окна найдите и откройте нужный файл, который будет загружен в начальную версию нового набора слоев рабочей области, автоматически созданного в папке рабочей области данного Layerstacks типа.

Работа со стеками, сохраненными в виде локальных файлов

Load a stackup file Чтобы загрузить набор из существующего файла набора и применить его к набору, открытому в данный момент в Layer Stack Manager, выберите File » Load Stackup from File команду в главном меню.
Save as a stackup file Выберите File » Save As , чтобы сохранить текущий набор слоев в виде файла документа набора слоев (*.stackup или *.stackupx). Обратите внимание, что Data Management – Templates странице диалогового Preferences диалогового окна перечислены наложения, сохраненные в *.stackup формате.

Экспорт набора слоёв

Exporting to a Spreadsheet Используйте File » команду «Экспорт в CSV», чтобы экспортировать текущий набор слоёв в электронную таблицу (*.csv).
Exporting to Simbeor Используйте File » Export To Simbeor команду для экспорта набора слоев в файл Simbeor (*.esx).

Набор слоев рабочей области также можно использовать в качестве элемента данных конфигурации в одной или нескольких заданных Environment Configurations. Конфигурация среды используется для ограничения рабочей среды проектировщика, с тем чтобы в ней использовались только утвержденные компанией элементы проектирования. Конфигурации среды определяются и хранятся в Центре конфигурации команды — сервисе, предоставляемом через Workspace. После подключения к рабочему пространству и выбора (если применимо) одной из доступных вам конфигураций среды программа Altium Designer будет настроена с учётом использования наборов слоёв. Если в выбранной конфигурации среды определена одна или несколько ревизий элементов набора слоёв, то only они будут доступны вам для повторного использования. Если в выбранной конфигурации среды, применимой к вам, не указано/не добавлено никаких ревизий наборов слоев или установлен параметр Do Not Control, то будут доступны все сохраненные версии элементов (предоставленные вам). Вы также можете использовать локальные файлы наложения слоев. Дополнительную информацию см. Environment Configuration Management (рабочая область Altium 365, рабочая область Enterprise Server).

Другие задачи проектирования, связанные со слоями

Ряд задач проектирования, связанных со слоями, не выполняется в Layer Stack Manager, но их важно учитывать при подготовке набора слоев. Эти задачи кратко описаны ниже со ссылками на дополнительную информацию.

Определение формы печатной платы

Если стек слоев определяет плату в плоскости Z, то форма платы определяет её в плоскости X-Y. Форма платы, также называемая контуром платы, представляет собой замкнутую многоугольную фигуру, определяющую общие границы платы. Форма платы может состоять из одной области платы (для традиционной жесткой печатной платы) или нескольких областей платы (для жестко-гибкой печатной платы). На изображении ниже показана плата с двумя жесткими областями, соединенными гибкой областью.

Форма платы определяет её в плоскости X-Y.Форма платы определяет её в плоскости X-Y.

Узнайте больше об определении формы печатной платы.

Узнайте больше о проектировании гибко-жестких плат.

Привязка линии к слою плоскости

Когда PCB панель находится в режиме «Редактор разделенных плоскостей», её можно использовать для просмотра и привязки цепи к любой из плоскостей питания печатной платы. Её также можно использовать для привязки цепи к разделенной области, определённой на плоскости питания.

Редактор разделенных плоскостей используется для просмотра и управления назначениями сетей на плоскости питания, а также для проверки определений разделенных плоскостей.Редактор разделенных плоскостей используется для просмотра и управления назначениями сетей на плоскости питания, а также для проверки определений разделенных плоскостей.

Узнайте больше о внутренних питающих и разделительных плоскостях.

Настройка структуры слоев для компонентов, размещённых на внутреннем сигнальном слое

Компонент считается встроенным, если он размещен на слое, отличном от верхнего или нижнего сигнальных слоев. 

Компонент, встроенный на внутренний сигнальный слой (компонент выделен синей обводкой, полость — оранжевой).Компонент, встроенный на внутренний сигнальный слой (компонент выделен синей обводкой, полость — оранжевой).

Узнайте больше о встроенных компонентах.

Документирование структуры слоев

Документация является ключевой частью процесса проектирования и особенно важна для проектов со сложной структурой слоёв, таких как гибко-жёсткие печатные платы. Для облегчения этой задачи в Altium Designer предусмотрена таблица слоёв, которая размещается (Place » Layer Stack Table) и располагается рядом с проектом печатной платы в рабочей области. Информация в таблице слоёв поступает из Layer Stack Manager.

Включите таблицу слоев для документирования проекта.
Включите таблицу слоев для документирования проекта.

Примечания по таблице слоев

Placing a Layer Stack Table Чтобы разместить таблицу слоёв, выберите Place » Layer Stack Table.
Included detail

В таблице слоев подробно указаны следующие сведения:

  • Layer номер, присвоенный в Layer Stack Manager

  • слое Name, как определено в Layer Stack Manager

  • Material, как определено в Layer Stack Manager

  • Thickness, как определено в Layer Stack Manager

  • Диэлектрик Constant, как определено в Layer Stack Manager

  • Gerber идентификаторе (расширении файла), присвоенном данному слою

  • Board Layer Stack, затененный индикатор наличия или отсутствия слоев в стопке, назначенной каждой области платы

Editing a Layer Stack Table Дважды щелкните в любом месте размещённой таблицы, чтобы отредактироватьтаблицу слоёвв Properties панели.
What is the Board Map? Таблица наложения слоев также может содержать дополнительный контур платы, показывающий, как различные наложения слоев назначены областям платы. Используйте Show Board Map опцию и ползунок для настройки параметров схемы.
  • Таблица наложения слоев — это интеллектуальный объект проекта, который можно размещать и обновлять по мере продвижения проектирования. Дважды щелкните по таблице наложения слоев, чтобы отредактировать её на Properties панели.

  • Разместите .Total_Thickness и .Total_Thickness()специальные строки на механическом слое, чтобы включить эту информацию в проектную документацию.

  • Альтернативный подход к документированию структуры слоев заключается в добавлении документа Draftsman в проект и добавлении в него таблицы слоев. Узнайте больше о Draftsman.

Узнайте больше о размещении и редактированиитаблицы слоев.

Включение таблицы отверстий

Altium Designer включает интеллектуальную таблицу отверстий, которая отображает отверстия, необходимые либо для всех пар слоев (композитные), либо для конкретной пары слоев. Если вы предпочитаете отдельную информацию об отверстиях для каждой пары слоев, разместите таблицу отверстий для каждой пары слоев, используемой в проекте.

Альтернативный подход к документированию структуры слоев заключается в добавлении документа Draftsman в проект и добавлении в него таблицы слоев. 

Узнайте больше о размещении и редактированиитаблицы отверстий.

Документирование набора слоев в Draftsman

Altium Designer также предоставляет специализированный редактор документации — Draftsman. Draftsman позволяет разработчику создавать высококачественную документацию, которая может включать размеры, примечания, слои, таблицы наложения слоев и таблицы сверления. Благодаря специальному формату файлов и набору инструментов для черчения Draftsman обеспечивает интерактивный подход к объединению чертежей для изготовления и сборки с пользовательскими шаблонами, аннотациями, размерами, выносками и примечаниями.

Draftsman также поддерживает более продвинутые функции черчения, включая изометрический вид платы, детализированный вид платы и реалистичный вид платы (3D-вид).

Размещайте виды чертежей, объекты и автоматические аннотации в одно- или многостраничных документах Draftsman. Размещайте виды чертежей, объекты и автоматические аннотации в одно- или многостраничных документах Draftsman.

Узнайте больше о Draftsman.

Терминология послойной компоновки

Термин Значение
Blind Via Переход, который начинается на поверхностном слое, но не проходит через всю плату. Как правило, слепой переход спускается на один слой ниже, к следующему медном слою.
Buried Via Переход, который начинается на одном внутреннем слое и заканчивается на другом внутреннем слое, но не достигает поверхностного медного слоя.
Core Жесткий ламинат (часто FR-4) с медной фольгой с обеих сторон.
Double-Sided Board Плата, имеющая два медных слоя, по одному с каждой стороны изолирующего сердечника. Все отверстия являются сквозными, т. е. проходят насквозь от одной стороны платы до другой.
Fine Line Features and Clearances Ширина дорожек и зазоры до 100 мкм (0,1 мм или 4 мил) сегодня считаются стандартом при изготовлении печатных плат. Текущий технологический предел, доступный при корпусировании компонентов, составляет около 10 мкм.
High Density Interconnect (HDI) Технология высокоплотного межсоединения — это печатная плата, имеющая более высокую плотность проводки на единицу площади, чем обычная печатная плата. Это достигается за счёт использования тонких линий и зазоров, микропереходных отверстий, погруженных переходных отверстий и технологий последовательного ламинирования. Это название также используется в качестве альтернативы термину Sequential layer Build-Up (SBU).
Microvia Определяется как переходное отверстие с диаметром отверстия менее 6 мил (150 мкм). Микропереходные отверстия могут быть получены методом фототравления, механического сверления или лазерного сверления. Микропереходные отверстия, просверленные лазером, являются важнейшей технологией высокоплотного межсоединения (HDI), поскольку позволяют размещать переходные отверстия внутри контактной площадки компонента, а при использовании в рамках процесса многослойного изготовления обеспечивают переход между сигнальными слоями без необходимости использования коротких дорожек (так называемых «отводов переходных отверстий»), что значительно снижает проблемы с целостностью сигнала, вызванные переходными отверстиями.
Multilayer Board

Плата с несколькими медными слоями, количество которых варьируется от 4 до более 30. Многослойная плата может изготавливаться различными способами:

  • в виде набора тонких двухсторонних плат, которые укладываются в стопку (разделяются препрегом) и ламинируются в единую структуру под воздействием тепла и давления. В многослойных платах такого типа отверстия могут быть сквозными, глухими или заглубленными. Следует отметить, что для создания погруженных переходных отверстий механическое сверление может производиться только в определённых слоях, поскольку они представляют собой просто сквозные отверстия, просверленные в тонких двусторонних платах до начала процесса ламинирования.
  • В качестве альтернативы многослойная плата изготавливается, как описано выше, а затем на каждую из её сторон ламинируются дополнительные слои. Такой подход используется, когда конструкция требует применения микропереходных отверстий, встроенных компонентов или технологии «жестко-гибких» плат.
Prepreg Стекловолоконная ткань, пропитанная термореактивной эпоксидной смолой (смола + отвердитель), которая отвердевает лишь частично.
Sequential Lamination Название технологии изготовления многослойной печатной платы, включающей механически просверленные погруженные переходные отверстия (просверленные в тонких двухсторонних платах до окончательного ламинирования).
Sequential layer Build-Up (SBU) Процесс начинается с основания (двусторонней печатной платы или изолятора), на обе стороны которого последовательно наносятся проводящие и диэлектрические слои (с помощью нескольких циклов прессования). Эта технология также позволяет создавать слепые переходные отверстия в процессе наслоения и встраивать дискретные или формованные компоненты. Также называется High Density Interconnect (HDI) технологией.
Surface Laminar Circuit (SLC) Начинается с многослойного сердечника, к которому с обеих сторон добавляются наслоения (обычно от 1 до 4). Обычно для описания готовой платы используется следующая нотация Build-up copper layers + Core copper layers + Build-up copper layers. Например, обозначение 2+4+2 описывает плату с 4-слойным сердечником, к которому с обеих сторон ламинированы по 2 слоя (также записывается как 2-4-2). Эта технология позволяет создавать слепые переходные отверстия в процессе наслоения и встраивать дискретные или формованные компоненты.
AI-LocalizedЛокализовано с помощью ИИ
Если вы обнаружили проблему, выделите текст/изображение и нажмитеCtrl + Enter, чтобы отправить нам свой отзыв.
Доступность функций

Доступные вам функции зависят от того, какое решение Altium вы используете: Altium Develop, Altium Agile Teams, Altium Agile Enterprise или Altium Designer (при активной подписке).

Если вы не видите описанную функцию в используемом вами программном обеспечении, свяжитесь с отделом продаж Altium, чтобы узнать больше.

Устаревшая документация

Документация Altium Designer больше не разделена по версиям ПО. Если вам необходим доступ к документации по старым версиям Altium Designer, посетите раздел Устаревшая документация на странице Прочие установщики.

Content