Определение стека слоев

Вы просматриваете версию 4. Для самой новой информации, перейдите на страницу Определение стека слоев для версии 5
Applies to NEXUS Client version: 4

This documentation page references Altium NEXUS/NEXUS Client (part of the deployed NEXUS solution), which has been discontinued. All your PCB design, data management and collaboration needs can now be delivered by Altium Designer and a connected Altium 365 Workspace. Check out the FAQs page for more information.

 

Печатная плата проектируется как стек из множества слоев. Первые платы представляли собой просто диэлектрическое основание, покрытое тонким слоем меди с одной или с двух сторон. Соединения формировались проводящими трассами в этих слоях путем вытравливания (удаления) ненужной меди.

Слева показана одна из ранних конструкций печатных плат (односторонняя плата). Справа показана гибко-жесткая печатная плата, где жесткие области соединены между собой гибкими областями платы.        
Слева показана одна из ранних конструкций печатных плат (односторонняя плата). Справа показана гибко-жесткая печатная плата, где жесткие области соединены между собой гибкими областями платы.

Практически все современные конструкции плат состоят из множества проводящих слоев. Технологические инновации и улучшения привели к ряду революционных концепций в производстве печатных плат, включая возможность конструировать и изготавливать гибкие печатные платы. Благодаря соединению жестких областей плат гибкими стало возможно конструирование сложных, гибридных плат, которые можно сложить в соответствии с корпусом сложной формы.

В конструкциях печатных плат стек слоев определяет их порядок в вертикальном направлении, или в плоскости Z. Поскольку плата изготавливается как единая сущность, то плату любого типа, в том числе гибко-жесткую, необходимо конструировать как единую сущность. Для этого конструктору необходима возможность определять множество стеков слоев платы и назначать эти стеки различным зонам гибко-жесткой конструкции.

Layer Stack Manager

Определение стека слоев является очень важным элементом успешного проектирования платы. Процесс трассировки многих современных плат осуществляется как проектирование ряда элементов цепи, или линий передач, а не простых проводников, которые переносят электрическую энергию.

Для успешного проектирования быстродействующей конструкции необходимо грамотно подобрать материалы и задать стекап слоев, а также настроить параметры трассировки, чтобы достичь подходящего импеданса трассировки одиночных цепей и дифференциальных пар. Существует также ряд других аспектов, которые необходимо учитывать при проектировании современной быстродействующей платы: парность слоев, переходные отверстия, требования к обратному высверливанию, требования к гибко-жестким платам, балансировка проводников, симметрия стека слоев, соответствие материалов.

Менеджер стека слоев, Layer Stack Manager, разработан для учета всех этих требований в едином редакторе.

Чтобы открыть Layer Stack Manager, выберите команду Design » Layer Stack Manager из главного меню. Layer Stack Manager будет открыт как документ в отдельном редакторе, подобно листу схемы, плате или документу другого типа.

Управление всеми аспектами стека слоев осуществляется в Layer Stack Manager.
Управление всеми аспектами стека слоев осуществляется в Layer Stack Manager.

Вкладку документа Layer Stack Manager (LSM) можно оставить открытой при работе с платой как стандартный документ, чтобы переключаться между платой и LSM. Поддерживаются все стандартные действия над вкладкой, такие как разделение экрана и открытие на отдельном мониторе. Обратите внимание, что в Layer Stack Manager необходимо выполнить сохранение (команда Save), чтобы изменения были отражены в документе платы.

Функциональные возможности разделены на множество вкладок, отображенные в нижней части Layer Stack Manager:

Редактирование свойств слоя

Страница панели: Панель Properties - Поддержка стека слоев

Layer Stack Manager представляет свойства слоев в табличном виде. Свойства могут быть изменены непосредственно в панели Properties. Панель можно использовать на любой из вкладок Layer Stack Manager, например, при настройке свойства профиля импеданса и линии передачи на вкладке Impedance или при настройке микроперехода на вкладке Via Types.

Некоторые из режимов панели Properties в Layer Stack Manager.

Некоторые из режимов панели Properties в Layer Stack Manager.

Панель Properties можно включить/отключить с помощью кнопки в правом нижнем углу приложения.

Определение стека слоев

Слои, которые вы добавляете на вкладке Stackup в Layer Stack Manager, являются слоями, которые будут изготовлены в рамках технологического процесса.

Свойства слоев можно ввести непосредственно в таблице, либо выбрать из библиотеки материалов.Свойства слоев можно ввести непосредственно в таблице, либо выбрать из библиотеки материалов.

Свойства слоя можно изменить непосредственно в таблице или в панели Properties.

  • Для загрузки существующего шаблона *.stackup используйте команду File » Load from File (или команду File » Load from Server, если вы используете сервер управляемых данных).
  • Для сохранения текущего стекапа как шаблона используйте команду File » Save As (или команду File » Save to Server, если вы используете сервер управляемых данных).
  • В меню Tools » Presets также доступны предопределенные стеки слоев.

Настройка свойств и материалов слоев

Свойства слоя можно изменить непосредственно в таблице Layer Stack Manager, либо можно выбрать предварительно определенный материал из библиотеки материалов, нажав кнопку в ячейке Material выбранного слоя. В сворачиваемой области о вкладке Stackup выше на этой странице приведена информация о доступных способах добавления, удаления, редактирования и определения порядка слоев.

Вы можете добавлять столбцы пользовательских свойств, а также управлять видимостью всех столбцов в диалоговом окне Select columns. Чтобы открыть это диалоговое окно, щелкните ПКМ по заголовку любого столбца в таблице и выберите команду Select columns из контекстного меню.

Типы слоев и их свойства

Существует большое разнообразие материалов, используемых в производстве печатных плат. В таблице в сворачиваемой области ниже приведена краткая сводка по главным используемым материалам.

Библиотека материалов и соответствие библиотеке

Страница диалогового окна: Altium Material Library

Предпочтительные материалы стека слоев можно предварительно определить в библиотеке материалов. В Layer Stack Manager выберите команду Tools » Material Library, чтобы открыть диалоговое окно Altium Material Library, где можно просмотреть существующие материалы и добавить новые.

Материал для определенного слоя не выбирается в диалоговом окне Altium Material Library. Чтобы использовать определенный материал для слоя, нажмите кнопку для этого слоя в ячейке Materials в таблице стека слоев. Будет открыто диалоговое окно Select Material, где будут отображены только те материалы библиотеки, которые подходят для выбранного слоя.

Если в Layer Stack Manager включена опция Library Compliance, то для каждого слоя, материал которого был выбран в библиотеке, будет происходить проверка значений его свойств на соответствие значениям свойствам материала в библиотеке. Несоответствующие свойства будут отмечены. Выберите материал повторно (), чтобы обновить значения согласно настройкам в библиотеке материалов.

Симметрия стека слоев

Страница диалогового окна: Stack is not symmetric

Если необходимо, чтобы стек слоев платы был симметричным, включите опцию Stack Symmetry в разделе Substack Properties панели Properties. После этого будет осуществляться проверка на симметричность относительно центрального диэлектрического слоя. Если будет обнаружено отличие в равноудаленных от центра слоях, будет открыто диалоговое окно Stack is not symmetric.

В верхней части диалогового окна отображается подробная информация обо всех найденных конфликтах в симметрии стека слоев.

Если опция Stack Symmetry включена:

  • Изменение свойства слоя автоматически применяется и к симметричному слою.
  • Добавление слоя автоматически добавляет соответствующий симметричный слой.

Используйте опцию Stack Symmetry для быстрого определения симметричной платы – определите половину стека слоев, включите опцию Stack Symmetry, затем используйте одну из опций отражения всего стека для копирования этого набора слоев.

Визуализация стека слоев

Эффективным способом проверки стека слоев является его визуализация в 3D.

  • В Layer Stack Manager выберите Tools » Layerstack Visualizer, чтобы открыть средство визуализации Layerstack Visualizer.
  • Используйте элементы управления для настройки отображения стека слоев.
  • Используйте перетаскивание с зажатой ПКМ для вращения платы в инструменте визуализации.
  • Щелкните ЛКМ по изображению, затем нажмите Ctrl+C, чтобы скопировать изображение в буфер обмена Windows.

Определение и настройка гибко-жестких сабстеков

Главная страница: Гибко-жесткие платы

Возможности конструирования гибко-жестких плат находятся в активной разработке. Обновленный набор функциональных возможностей получил название Rigid-Flex 2. Rigid-Flex 2 поддерживает функциональные возможности проектирования, такие как перекрывающиеся гибкие и жесткие регионы платы, новая работа регионов платы и линий сгиба и новая вкладка Board в Layer Stack Manager. Для переключения между Rigid-Flex 1.0 и Rigid-Flex 2.0 задайте в диалоговом окне Advanced Settings опции, приведенные ниже:

  • Rigid-Flex 1.0: отключите PCB.RigidFlex2.0 и PCB.RigidFlex.SubstackPlanning
  • Rigid-Flex 2.0: включите PCB.RigidFlex2.0 и PCB.RigidFlex.SubstackPlanning

Узнайте больше о настройке гибко-жесткой платы.

Отдельные зоны, или регионы, гибко-жесткой печатной платы могут состоять из различного количества слоев. Для этого необходима возможность определять множество стеков, называемых сабстеками (substacks).

Для этого необходимо сделать следующее:

  • Включите проектирование гибко-жестких плат – выберите команду Tools » Features » Rigid/Flex или нажмите кнопку и выберите Rigid/Flex.
  • Если включен Rigid-Flex 2, будет отображена вкладка Board, как показано ниже (если вы работаете в режиме Rigid-Flex 1, перейдите в предыдущую версию этой страницы для получения правильной документации).
  • Режим Board используется для настройки различных сабстеков, необходимых в гибко-жесткой конструкции. Для каждого уникального набора слоев, необходимых в гибких и жестких регионах всей платы, должен быть определен уникальный сабстек.
  • Дополнительные сабстеки можно быстро создать из существующего сабстека с помощью сочетания Shift+ЛКМ для выделения нужных слоев и их перетаскиванием в горизонтальном направлении для размещения в наборе сабстеков.
  • Настройка связи между слоями в соседних сабстеках – используют ли они общие слои (Common) либо слои уникальны в этом сабстеке (Individual).
  • Настройка того, внедряются ли прилегающие слои в соседний сабстек.
  • Переключение на редактирование определенного сабстека – для этого дважды щелкните ЛКМ по сабстеку на вкладке Board.
  • Добавление дополнительных ветвей. Ветви используются, если в конструкции используется жесткая секция со множеством исходящих из нее гибких секций.
  • Покровные слои бикини, специфичные для гибких участков, могут быть добавлены в сабстек, только если у него включена опция Is Flex и он не включает в себя слой паяльной маскиr.

  • В верхней части таблицы слоев появятся дополнительные элементы управления, в том числе кнопка выпадающего меню для переключения сабстека, отображающая название сабстека по умолчанию ( ).
  • Также в панели Properties появится дополнительный раздел Substack, где можно изменить название текущего сабстека в поле Stack Name.
  • Чтобы добавить новый сабстек, нажмите кнопку , рядом с переключателем сабстеков, задайте название сабстека в панели Properties и включите опцию Is Flex, если необходимо. Чтобы удалить сабстек, нажмите кнопку .
  • В таблице слоев всегда отображается полный набор доступных слоев. Для гибкого/жесткого стека у каждого слоя есть флажок слева, который используется для настройки того, какие слои должны быть доступны в каждом из этих сабстеков.
  • Слой можно использовать во множестве сабстеков (т.е. чтобы он проходил через множество регионов гибко-жесткой платы), что управляется флажком слоя.
  • Специфичный для гибких плат защитный слой можно добавить в сабстек, только если у него включена опция Is Flex и не включен слой паяльной маски.

Если включена опция Rigid/Flex, появляется кнопка выбора сабстека. Нажмите на нее для выбора и настройки каждого сабстека. Наведите курсор мыши на изображение, чтобы увидеть гибкий сабстек.Если включена опция Rigid/Flex, появляется кнопка выбора сабстека. Нажмите на нее для выбора и настройки каждого сабстека. Наведите курсор мыши на изображение, чтобы увидеть гибкий сабстек.

Прочие задачи конструирования, связанные со слоями

Слои в стеке слоев формируют пространство, в котором вы можете создавать конструкцию. Существует ряд задач конструирования, которые относятся к слоям, но они выполняются не в Layer Stack Manager. Общая информация по этим задачам приведена ниже, со ссылками на соответствующие страницы.

Определение общей формы платы

Главная страница: Объект Board Shape, Объект Board Region, Объект Bending Line

Стек слоев определяет плату в вертикальной направлении, или в плоскости Z; объект Board Shape определяет плату в плоскости X-Y. Форма платы, которая также называется контуром платы, является замкнутой полигональной формой, которая определяет общую область платы. Форма платы может быть составлена из одного региона платы (для обычных жестких плат) или множества регионов (для гибко-жестких плат).

Форму платы Board Shape можно переопределить следующими способами:

  • Вручную – переопределением существующей формы или размещением одного или множества новых регионов платы в режиме Board Planning mode.
  • Из выделенных объектов – выполняется, как правило, с помощью контура на механическом слое. Используйте этот вариант, если контур был импортирован из другой системы проектирования.
  • Из 3D-модели – используйте этот вариант, если в объект 3D Body (Place » 3D Body) была импортирована модель STEP из MCAD.
  • Прием непосредственно из MCAD-системы – Altium разрабатывает технологию прямого взаимодействия ECAD-MCAD под названием Altium CoDesigner. Узнайте больше о Совместном проектировании ECAD-MCAD.

    Узнайте больше об этих подходах к определению формы платы.

    Когда форма платы определена, сгибы гибких участков гибко-жесткой конструкции определяются путем размещения линий сгиба.

    Узнайте больше о Гибко-жестких платах.

Назначение цепи экранному слою

Страница панели: Split Plane Editor
Связанная страница: Использование внутренних экранов питания и разделений

Назначение цепи экранному слою или его региону осуществляется в режиме Split Plane Editor панели PCB.

В панели приводится список всех экранных слоев. Когда в разделе Layers выделен какой-либо слой, в разделе ниже приведены все регионы этого слоя (здесь будет только один регион, если слой непрерывен, не содержит без разделений). Дважды щелкните ЛКМ по региону слоя, чтобы открыть диалоговое окно Split Plane, в котором вы можете назначить цепь. Вы также можете дважды щелкнуть ЛКМ по слою в рабочей области (когда экранный слой является активным), чтобы открыть это диалоговое окно.

Настройка стека слоев для компонентов, монтируемых на внутренний сигнальный слой

Связанная страница: Встроенные компоненты

Существует две ситуации, при которых компоненты могут монтироваться на внутренний сигнальный слой:

  1. когда есть встроенные компоненты;
  2. когда есть компоненты, монтируемые на гибкую область гибко-жесткой печатной платы, и этот гибкий слой выходит из внутреннего слоя жесткой области платы.

Системе необходимо знать, каким образом компоненты ориентированы на каждом из слоев, на которых они монтируются, и таким образом система будет понимать, когда необходимо выполнить зеркальное отображение примитивов компонента. Для верхнего и нижнего слоя это настраивается автоматически, для прочих слоев эту настройку определяет конструктор.

Компонент, встроенный на внутренний сигнальный слой (компонент подсвечен синими ребрами, полость – оранжевыми ребрами).Компонент, встроенный на внутренний сигнальный слой (компонент подсвечен синими ребрами, полость – оранжевыми ребрами).

  • Ориентация компонентов для слоя настраивается в столбце Orientation на вкладке Stackup в Layer Stack Manager.
  • Если столбец Orientation не отображается, включите его, щелкнув ПКМ по заголовку одного из столбцов таблицы слоев и выбрав Select columns из контекстного меню.
  • Компоненты на слое могут быть направлены вверх (Top) или вниз (Bottom).

Документирование стека слоев

Страница объекта: Layer Stack Table – Таблица стека слоев

Документирование является ключевой частью процесса проектирования, и это особенно важно при конструировании сложной структуры слоев, например гибко-жесткой печатной платы. Для этого Altium NEXUS поддерживает объект Layer Stack Table (Таблица стека слоев), который размещается (Place » Layer Stack Table) вместе с конструкцией платы в рабочей области. Источником информация для этой таблицы является Layer Stack Manager.

Добавление таблицы Layer Stack Table для документирования конструкции.
Добавление таблицы Layer Stack Table для документирования конструкции.

  • Для размещения таблицы Layer Stack Table выберите команду Place » Layer Stack Table.
  • В таблице Layer Stack Table приводится следующая информация:
    • Используемые в конструкции слои
    • Используемые в слоях материалы
    • Толщины слоев (и, опционально, общая толщина платы)
    • Диэлектрическая постоянная
    • Названия стеков и используемые в них слои
  • Дважды щелкните ЛКМ по размещенной таблице, чтобы открыть панель Properties в режиме Layer Stack Table.
  • Таблица Layer Stack Table может также включать в себя контур платы, на котором показаны различные стеки слоев, назначенные регионам платы. Используйте опцию Show Board Map и ползунок для настройки этого изображения.
  • Таблица Layer Stack Table является интеллектуальным объектом, который можно разместить и обновить в процессе конструирования. Дважды щелкните по таблице Layer Stack Table, чтобы изменить ее в панели Properties.
  • Альтернативным подходом к документированию стека слоев является добавление в проект документа Draftsman и размещение в нем таблицы стека слоев. Узнайте больше о Редакторе Draftsman.
Разместите специальные строки .Total_Thickness и .Total_Thickness(<НазваниеСабстека>) на механическом слое, чтобы включить эту информацию в конструкторскую документацию.

Добавление таблицы сверловки

Страница объекта: Drill Table – Таблица сверловки

Altium NEXUS включает в себя интеллектуальную таблицу сверловки Drill Table, которая размещается как любой другой объект. В таблице могут отображаться отверстия, необходимые для всех пар слоев (составная таблица) или для определенной пары слоев. Разместите таблицу сверловки для каждой пары слоев, используемой в конструкции, если вы хотите разделить информацию о сверловке для каждой пары слоев.

Альтернативным подходом к документированию стека слоев является добавление в проект документа Draftsman и размещение в нем таблицы стека слоев. Узнайте больше о Редакторе Draftsman.

Гибкое создание высококачественной конструкторской документации

Главная страница: Редактор Draftsman

Altium NEXUS также предлагает отдельный редактор конструкторской документации – Draftsman. Редактор Draftsman был создан с нуля как среда для создания высококачественной документации, которая может включать в себя размеры, примечания, таблицы стека слоев и таблицы сверловки. Редактор Draftsman, основанный на собственном формате файлов и наборе средств черчения, предлагает интерактивный подход к созданию чертежей печатных плат и печатных узлов, с настраиваемыми шаблонами, инструментами аннотирования, выносками и примечаниями.

Редактор Draftsman также поддерживает более продвинутые средства черчения, такие как изометрический вид платы (Board Isometric View), выносной вид платы (Board Detail View) и реалистичный вид платы (Board Realistic View).

Размещайте чертежные виды, объекты и элементы аннотирования в одно- или многостраничных документах Draftsman. Размещайте чертежные виды, объекты и элементы аннотирования в одно- или многостраничных документах Draftsman.

Узнайте больше о Редакторе Draftsman.

Content