PCB工作層介紹

1、一、PCB 工作層的類型 我們在進(jìn)行印制電路板設(shè)計前，第一步就是要選擇適用的工作層。 Protel 99 SE 提供有多種 類型的工作層。 只有在了解了這些工作層的功能之后， 才能準(zhǔn)確、 可靠地進(jìn)行印制電路板的 設(shè)計。Protel 99 SE所提供的工作層大致可以分為 7類:Signal Layers（信號層）、InternalPlanes（內(nèi)部電 源/接地層）、Mechanical Layers（機(jī)械層）、Masks（阻焊層）、Silkscreen（絲印層）、Others（其他工 作層面）及System（系統(tǒng)工作層），在PCB設(shè)計時執(zhí)行菜單命令 Design設(shè)計/Options.選項(xiàng) 可以設(shè)

2、置各工作層的可見性。1.Signal Layers（ 信號層 ）Protel 99 SE 提供有 32 個信號層，包括TopLayer（頂層卜BottomLayer（底層）、MidLayer1（中 間層1）、MidLayer2（中間層2）Mid Layer30（中間層30）。信號層主要用于放置元件（頂層和底層 ）和走線。信號層是正性的，即在這些工作層面上放置的走線或其他對象是覆銅的 區(qū)域。2.InternalPlanes（內(nèi)部電源/接地層）Protel 99 SE 提供有 16 個內(nèi)部電源 /接地層 （簡稱內(nèi)電層 ）:InternalPlane1 InternalPlane16 ， 這幾個工作

3、層面專用于布置電源線和地線。 放置在這些層面上的走線或其他對象是無銅的區(qū) 域，也即這些工作層是負(fù)性的。每個內(nèi)部電源 /接地層都可以賦予一個電氣網(wǎng)絡(luò)名稱，印制電路板編輯器會自動地將這個層 面和其他具有相同網(wǎng)絡(luò)名稱（即電氣連接關(guān)系 ）的焊盤， 以預(yù)拉線的形式連接起來。 在 Protel99 SE 中。還允許將內(nèi)部電源 /接地層切分成多個子層，即每個內(nèi)部電源/接地層可以有兩個或兩個以上的電源，如 +5V和+I5V等等。3. Mechanical Layers（ 機(jī)械層 ）Protel 99 SE 中可以有 16 個機(jī)械層 :Mechanical1 Mechanical16 ，機(jī)械層一般用于放置有 關(guān)

4、制板和裝配方法的指示性信息，如電路板物理尺寸線、尺寸標(biāo)記、數(shù)據(jù)資料、過孔信息、 裝配說明等信息。4. Masks（阻焊層、錫膏防護(hù)層）在Protel 99 SE中，有2個阻焊層:Top Solder（頂層阻焊層）和（Bottom Solder（底層阻焊層）。 阻焊層是負(fù)性的，在該層上放置的焊盤或其他對象是無銅的區(qū)域。通常為了滿足制造公差的要求， 生產(chǎn)廠家常常會要求指定一個阻焊層擴(kuò)展規(guī)則， 以放大阻焊 層。對于不同焊盤的不同要求，在阻焊層中可以設(shè)定多重規(guī)則。Protel 99 SE還提供了2個錫膏防護(hù)層，分別是 Top Paste（頂層錫膏防護(hù)層）和（BottomPaste（底層錫膏防護(hù)層）。錫

5、膏防護(hù)層與阻焊層作用相似，但是當(dāng)使用"hot re-follow"（熱對流）技術(shù)來安裝 SMD 元件時，錫膏防護(hù)層則主要用于建立阻焊層的絲印。該層也是負(fù)性的。 與阻焊層類似， 我們也可以通過指定一個擴(kuò)展規(guī)則， 來放大或縮小錫膏防護(hù)層。 對于不同焊 盤的不同要求，也可以在錫膏防護(hù)層中設(shè)定多重規(guī)則。5.Silkscreen（絲印層）Protel 99 SE 提供有 2 個絲印層， Top Overlay（ 頂層絲印層 ）和 Bottom Overlay（ 底層絲印 層）。絲印層主要用于繪制元件的外形輪廓、放置元件的編號或其他文本信息。在印制電路 板上，放置 PCB 庫元件時，該

6、元件的編號和輪廓線將自動地放置在絲印層上。6.Others（其他工作層面）在 Protel 99 SE 中，除了上述的工作層面外，還有以下的工作層：?KeepOutLayer（ 禁止布線層 ） 禁止布線層用于定義元件放置的區(qū)域。通常，我們在禁止布線層上放置線段 （Track） 或弧線 （Arc） 來構(gòu)成一個閉合區(qū)域，在這個閉合區(qū)域內(nèi)才允許進(jìn)行元件的自動布局和自動布線。注意： 如果要對部分電路或全部電路進(jìn)行自動布局或自動布線， 那么則需要在禁止布線層上 至少定義一個禁止布線區(qū)域。?Multi layer（ 多層 ）該層代表所有的信號層， 在它上面放置的元件會自動地放到所有的信號層上， 所以我們可

7、以 通過 MultiLayer ，將焊盤或穿透式過孔快速地放置到所有的信號層上。?Drill guide（ 鉆孔說明 ）?Drill drawing（ 鉆孔視圖 ）Protel 99 SE提供有2個鉆孔位置層，分別是Drill guide（鉆孔說明）和Drill drawing（鉆孔視 圖），這兩層主要用于繪制鉆孔圖和鉆孔的位置。Drill Guide主要是為了與手工鉆孔以及老的電路板制作工藝保持兼容，而對于現(xiàn)代的制作 工藝而言，更多的是采用 Drill Drawing 來提供鉆孔參考文件。我們一般在 Drill Drawing 工作層中放置鉆孔的指定信息。在打印輸出生成鉆孔文件時，將 包含這

8、些鉆孔信息， 并且會產(chǎn)生鉆孔位置的代碼圖。 它通常用于產(chǎn)生一個如何進(jìn)行電路板加 工的制圖。這里提醒大家注意 :（1）無論是否將 Drill Drawing 工作層設(shè)置為可見狀態(tài)，在輸出時自動生成的鉆孔信息在 PCB 文檔中都是可見的。（2）Drill Drawing 層中包含有一個特殊的 ".LEGEND" 字符串，在打印輸出的時候，該字符串 的位置將決定鉆孔制圖信息生成的地方。7、System （系統(tǒng)工作層）?DRC Errors（DRC 錯誤層 ） 用于顯示違反設(shè)計規(guī)則檢查的信息。該層處于關(guān)閉狀態(tài)時，DRC 錯誤在工作區(qū)圖面上不會顯示出來，但在線式的設(shè)計規(guī)則檢查功能仍然

9、會起作用。?Connections（ 連接層 ） 該層用于顯示元件、焊盤和過孔等對象之間的電氣連線，比如半拉線（Broken Net Marker） 或預(yù)拉線（Rats nest），但是導(dǎo)線（Track）不包含在其內(nèi)。當(dāng)該層處于關(guān)閉狀態(tài)時，這些連線不會 顯示出來，但是程序仍然會分析其內(nèi)部的連接關(guān)系。?Pad Holes（焊盤內(nèi)孔層） 該層打開時，圖面上將顯示出焊盤的內(nèi)孔。?Via Holes（ 過孔內(nèi)孔層 ） 該層打開時，圖面上將顯示出過孔的內(nèi)孔。?Visible Grid 1（ 可見柵格 1）?Visible Grid 2（ 可見柵格 2）這兩項(xiàng)用于顯示柵格線，它們對應(yīng)的柵格間距可以通過如下

10、方法進(jìn)行設(shè)置:執(zhí)行菜單命令Design/Options.,在彈出的對話框中可以在 Visible 1和Visible 2項(xiàng)中進(jìn)行可見柵格間距 的設(shè)置。二、印制板工作層的設(shè)置在 Protel 99 SE 中，雖然提供了數(shù)目眾多的工作層，但在一塊印制電路板上真正存在的工作 層并沒有那么多，一些工作層在物理意義上實(shí)際上是相互重疊的(比如頂層信號層和頂層絲印層 )，再有一些工作層只是為了方便印制電路板的設(shè)計和制造而設(shè)置的，比如說，機(jī)械層 和其他層中的所有層，我們都可以認(rèn)為它們在印制電路板中是并不存在的。對于單面板，需要打開信號層(Signal Layers)中的頂層(TopLayer)、絲印層(Sil

11、kscrecn)中的頂層 (Top Overlay) 和禁止布線層 (KeepOut) 。再有，為了設(shè)計上的方便，用戶還需要打開可 見柵格層(Visible Grid)中的某一層或全部打開以及連接層(Connections)。對于其他的工作層而使用默認(rèn)設(shè)置即可。對于雙面板，得打開信號層(Signal Layers)中的頂層(TopLayer)和底層(BottomLayer)、絲印層(Silkscreen)中的頂層(Top Overlay)以及禁止布線層(KeepOut)。如果需要在信號層的底 層上放置元件，還需要打開絲印層的底層 (Bottom Overlay) 。其他工作層面的設(shè)置與單面板

12、的層面設(shè)置一樣。對于多面板的設(shè)計，信號層(Signal Layers)中需要打開頂層 (TopLayer)、底層(BottomLayer)和一些中間層 (MidLayer) 。其他的工作層面設(shè)置與雙面板一樣。三、電路板的規(guī)劃采用向?qū)нM(jìn)行 PCB文件的創(chuàng)建后，會在圖上"自動"設(shè)置好(實(shí)際上是在創(chuàng)建向?qū)е杏脩糇远?義的)電路板的布局范圍以及物理尺寸的大小。而采用常規(guī)方法創(chuàng)建的PCB文件，則需要手工去繪制布局范圍以及電路板的物理大小。 對于采用手工布局的方法來講， 這一步并不是必 須的，我們可以在放置了所有的元件之后，再繪制布局范圍。但是，如果先規(guī)劃好一個布局 范圍，再進(jìn)行布局，

13、這樣會更為方便一些，因?yàn)檫@樣在調(diào)整元件的位置時，比較容易看出它 們相對于電路板邊緣的距離。一般來講， 我們需要先在機(jī)械層中設(shè)置電路板的物理邊界， 再在禁止布線層中設(shè)置電路板的 布局區(qū)域(又叫板框) 。請注意 :電路板的布局區(qū)域要小于物理區(qū)域。實(shí)際上，在設(shè)計印制電 路板的時候，常常并不去設(shè)置物理邊界，而只是設(shè)置布局區(qū)域。這樣，在電路板加工制造的 時候，廠家會自動以布局區(qū)域作為電路板的實(shí)際大小。四、載入網(wǎng)絡(luò)表和元件電路板規(guī)劃完畢后，接下來就要添加 PCB 元件庫、載入網(wǎng)絡(luò)表及元件。在載入網(wǎng)絡(luò)表及元 件之前，必須將所用到的 PCB 元件庫添加到 PCB 編輯器中。如果所需的 PCB 元件庫沒有 添加進(jìn)來， 那么在載入網(wǎng)絡(luò)表和元件的時候， 程序會提示存在操作錯誤， 從而造成載入失敗。 當(dāng)元件庫添加完畢后， 就可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)