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搭配板层和颜色选择的技巧

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:一般利用第一机械层设定PCB的物理尺寸和标注其他信息,设计人员也可以自己选择其他机械层。6)禁止布线层禁止布线层在实际电路板中没有实际的层面对象与之对应,属于PCB编辑器的逻辑层,主要用来定义元件和导线放置的区域。图6-31窗口执行菜单命令/,在弹出的窗口中可以管理电路板的各个工作层面。图6-33菜单①:执行该命令,在当前电路板层中增加一个信号层。

搭配板层和颜色选择的技巧

在设计PCB前,首先要了解PCB设计系统为设计人员提供的各种电路板工作层,只有根据自己的习惯设置好所需的工作层面,在实际设计时才能起到事半功倍的效果。

1.电路板工作层介绍

Altium Designer 16提供了6种不同类型的工作层,主要包括:32个Signal Layers(信号层);16个Internal Planes(内部电源/接地层);16个Mechanical Layers(机械层);4个Masks Layers(防护层),其中包括2个Solder Mask Layers(阻焊层)和2个Paste Mask Layers(焊锡膏层);2个Silkscreen Layers(丝印层);4个Other Layers(其他层),包括1个Keep Out Layer(禁止布线层),2个Drill Layers(钻孔层)和1个Multi Layer(多层),总共74个工作层。

1)信号层

Altium Designer 16为设计人员提供了32个信号层,包括TopLayer(顶层)、Mid-Layer1(第一中间层)、Mid-Layer2(第二中间层)……Mid-Layer30(第三十中间层)、Bottom Layer(底层)。Top Layer(顶层)和Bottom Layer(底层)可以放置元件和铜膜导线,中间层只能放置导线。如果是双面板,那么就只有顶层和底层,而没有中间层。在实际制作PCB时,尽量只在一面(如顶层)放置元件,而不要两面都放。

2)内部电源/接地层

Altium Designer 16为设计人员提供了16个内部电源/接地层,包括Internal Plane 1(第一内电层)……Internal Plane 16(第十六内电层)。只有在设计多层板时,才会用到内部电源/接地层。因为在电路中,电源和地线所接的元件管脚数是最多的,所以设计多层板时,可以充分利用内部电源/接地层将大量的接电源(或接地)的元件管脚通过元件焊盘或过孔直接与电源(或地线)相连,从而极大地减少顶层和底层电源/地线的连线长度

每个内部电源/接地层都可以设置一个网络名称,Altium Designer 16会把这个层和其他具有相同网络名称的焊盘、过孔,以预拉线的形式连接起来。Altium Designer 16还允许设计人员把同一个内部电源/接地层分成几个区域,在不同区域可以安排不同的电源和接地,如安排+12 V、+5 V等。此外,在接地层上,不同区域可以分别放置电源地、模拟地、数字地等。

3)机械层

Altium Designer 16为设计人员提供了16个机械层,包括Mechanical 1(第一机械层)……Mechanical 16(第十六机械层)。机械层主要用来布置PCB的各种说明性的标注,如PCB的物理尺寸、焊盘和过孔类型,以及其他设计说明等。一般利用第一机械层设定PCB的物理尺寸和标注其他信息,设计人员也可以自己选择其他机械层。

4)防护层

防护层包括2个阻焊层和2个焊锡膏层,主要用于保护铜线以及防止元件被焊接到不正确的地方。

阻焊层主要为一些不需要焊锡的铜箔部分(如导线、填充区、覆铜区等),其上涂有一层阻焊漆(一般为绿色),用于防止进行波峰焊接时,焊盘以外的导线、覆铜区粘上不必要的焊锡,从而避免相邻导线波峰焊接时短路,还可防止电路板因在恶劣的环境中长期使用而被腐蚀。因此,阻焊层和信号层是相对应的,也分为顶部、底部两层。

焊锡膏层,有时也称为助焊层,用于提高焊盘的可焊性。在PCB上比焊盘略大的各浅色圆斑即为焊锡膏层。

5)丝印层

丝印层包括Top Overlay(顶层丝印层)和Bottom Overlay(底层丝印层),主要用来放置元件的外形轮廓、文本标注、元件编号等。在PCB上放置元件时,软件自动把元件的编号和轮廓放置在顶层丝印层上。

6)禁止布线层

禁止布线层在实际电路板中没有实际的层面对象与之对应,属于PCB编辑器的逻辑层,主要用来定义元件和导线放置的区域。此外,它还定义了PCB的电气边界,即定义了电路板中不能有铜膜导线穿越的区域,如电路板中的挖空区域。在设计PCB前,一定要先定义禁止布线层。

7)钻孔层

钻孔层包括:Drill Guide(钻孔位置层),用于标识PCB上钻孔的位置;Drill Drawing(钻孔绘图层),用于设定钻孔形状。

8)多层

在放置元件时,有时元件的焊盘要穿过多个工作层,在布线时需要放置穿过多个工作层的通孔,穿透式焊盘和通孔所通过的工作层都叠加在一起来显示,称为多层。

2.图层堆栈管理器

Altium Designer 16提供了很多工作层面,但是在设计过程中并不需要都显示出来,因为设计时用到的工作层面是有限的,只显示需要用到的工作层面就可以了。有时,在设计中又需要再添加一些中间层。诸如此类的工作都可以由Altium Designer 16的图层堆栈管理器来完成,在图层堆栈管理器中,可以添加、删除、移动工作层面。下面我们来介绍图层堆栈管理器,其窗口如图6-31所示。

图6-31 【Layer Stack Manager】窗口

(1)执行菜单命令【Design】/【Layer Stack Manager】,在弹出的【Layer Stack Manager】窗口中可以管理电路板的各个工作层面。

(2)单击【Layer Stack Manager】上方的【Presets▼】按钮,弹出如图6-32所示的菜单。它为设计人员提供了很多电路板层样式,如Two Layer(Plated),双面板(焊盘内孔涂铜);Four Layer(四层板),2个信号层和2个内电层;10 Layer(十层板)等,设计人员可以自行选择,而不需要再重新设计。下面以最常用的双面板为例进行介绍。

图6-32 【Presets】菜单

(3)单击【Layer Stack Manager】窗口下方的【Add Layer▼】按钮,弹出如图6-33所示的菜单。

图6-33 【Add Layer▼】菜单

①【Add Layer】:执行该命令,在当前电路板层中增加一个信号层。

②【Add Internal Plane】:执行该命令,在当前电路板层中增加一个内电层。

(4)对于选中的电路板层可以执行以下命令。

①【Delete Layer】:执行该命令,删除在【Layer Stack Manager】窗口中选中的电路板层。

②【Move Up】:执行该命令,在【Layer Stack Manager】窗口中将选中的电路板层向上移一层。

③【Move Down】:执行该命令,在【Layer Stack Manager】窗口中将选中的电路板层向下移一层。(www.xing528.com)

(5)修改材料参数。

绝缘层的编辑窗口如图6-34所示。其中,Material表示绝缘材料;Thickness(mil)表示绝缘层厚度,单位为mil;Dielectric Constant表示绝缘系数。

图6-34 绝缘层的编辑窗口

3.设置工作层面及颜色

进入PCB编辑器后,执行菜单命令【Design】/【Board Layers & Colors】或按<L>键,弹出如图6-35所示的【View Configurations】对话框。在【Board Layers And Colors】选项卡中可以设置当前PCB的工作层面及颜色。

图6-35 【View Configurations】对话框

【Board Layers and Colors】选项卡中包括6个工作板层列表设置工作区和1个系统颜色设置工作区。6个工作板层列表设置工作区分别设置PCB中要显示的工作层面以及对应的颜色,按照信号层、内部电源/地层、机械层等分类布置,每一个工作层面后面都有一个【Color】选择按钮和一个【Show】复选按钮。 【Color】选择按钮对应的是每一层的颜色块,可用于设置该电路板层的颜色;【Show】复选按钮则用于设置相应的工作层面标签是否在PCB编辑器的工作平面中显示出来。

【Board Layers and Colors】选项卡中的各个按钮的意义如下。

(1)【Only show layers in layer stack】复选按钮:选中该复选按钮,则仅仅显示在图层堆栈管理器中的电路板层,因为我们设置的是双面板,所以只显示双面板所拥有的层。当不选中该复选按钮时,将显示所有的电路板层,不在图层堆栈管理器中的电路板层将以灰色显示,表示不可用。

(2)【All On】:打开图层堆栈管理器中的该类别的所有电路板层。

(3)【All Off】:关闭图层堆栈管理器中的该类别的所有电路板层。

(4)【Used On】:显示图层堆栈管理器中常用的该类别的电路板层。

(5)【All Layers On】:打开显示图层堆栈管理器中的所有类别的所有电路板层。

(6)【All Layers Off】:关闭图层堆栈管理器中的所有类别的所有电路板层。

(7)【Used Layers On】:显示图层堆栈管理器中常用的所有类别的电路板层。

(8)【Selected Layers On】:打开图层堆栈管理器中的所有选择的电路板层。

(9)【Selected Layers Off】:关闭图层堆栈管理器中的所有选择的电路板层。

(10)【Clear All Layers】:撤销电路板层的选择状态。

【System Colors(Y)】列表框中主要选项的意义如下。

(1)【Default Color for New Nets】:用于设置飞线层,显示PCB上网络的电气连接关系,它在手工布线时能起到非常重要的作用,在设计时建议显示。

(2)【DRC Error Markers DRC】:用于显示违反DRC设计规则的错误信息,若关闭该层,则在电路板上不显示DRC错误标志,但是系统仍然进行DRC校验。

(3)【Selections】:用于设置被选中图元的覆盖颜色。

(4)【Pad Holes】:用于设置是否在电路板上显示焊盘内孔。

(5)【Via Holes】:用于设置是否在电路板上显示过孔内孔。

(6)【Highlight Color】:用于设置高亮显示的颜色。

(7)【Board Line Color】:用于设置PCB边框的颜色。

(8)【Board Area Color】:用于设置PCB内区域的颜色。

(9)【Sheet Line Color】:用于设置PCB编辑器的图纸边框的颜色。

(10)【Sheet Area Color】:用于设置PCB编辑器的图纸区域的颜色。

(11)【Work space Start Color】:用于设置PCB编辑器工作区的开始颜色。

(12)【Work space End Color】用于设置PCB编辑器工作区的结束颜色。

提示:

在设置PCB的工作层面和颜色时,虽然Altium Designer 16为设计人员提供了很多选项,但是为了PCB的通用性,满足标准化的要求,方便工程技术人员之间的交流,设计人员应采用系统默认的颜色设置,或者采用Classic颜色设置,公司或客户有特殊的要求除外。

在【Show/Hide】选项卡中可以设置各种图元对象的显示模式。每种图元对象有3种显示模式,分别是Final(精细显示模式)、Draft(简单显示模式)和Hidden(隐藏模式),如图6-36所示。

图6-36 【Show/Hide】选项卡

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