Při návrhu a výrobě existuje mnoho různých vrstev plošných spojů. Tyto vrstvy mohou být méně známé a někdy dokonce způsobují zmatek, a to i pro lidi, kteří s nimi často pracují. Na desce plošných spojů jsou fyzické vrstvy pro připojení obvodů a pak jsou vrstvy pro návrh těchto vrstev v nástroji PCB CAD. Pojďme se podívat na význam toho všeho a vysvětlit si vrstvy DPS.

Popis vrstvy PCB na desce s plošnými spoji

Stejně jako výše uvedená svačina je deska s plošnými spoji složena z více vrstev. I jednoduchá jednostranná (jednovrstvá) deska se skládá z vodivé kovové vrstvy a základní vrstvy, které jsou složeny dohromady. Se zvyšující se složitostí DPS se bude zvyšovat i počet vrstev uvnitř.

Vícevrstvá PCB bude mít jednu nebo více vrstev jádra vyrobených z dielektrických materiálů. Tento materiál je obvykle vyroben z tkaniny ze skleněných vláken a lepidla z epoxidové pryskyřice a používá se jako izolační vrstva mezi dvěma kovovými vrstvami, které k němu bezprostředně přiléhají. V závislosti na tom, kolik fyzických vrstev deska vyžaduje, bude více vrstev kovu a materiálu jádra. Mezi každou kovovou vrstvou bude vrstva skelného vlákna, předimpregnovaného pryskyřicí nazývanou „prepreg“. Prepregy jsou v podstatě nevytvrzené jádrové materiály, a když se umístí pod tlak ohřevu laminačního procesu, roztaví se a spojí vrstvy dohromady. Prepreg bude také použit jako izolant mezi kovovými vrstvami.

Kovová vrstva na vícevrstvé desce plošných spojů povede elektrický signál obvodu bod po bodu. Pro konvenční signály použijte tenčí kovové stopy, zatímco pro napájecí a zemní sítě použijte širší stopy. Vícevrstvé desky obvykle používají celou vrstvu kovu k vytvoření napájecí nebo zemnící plochy. To umožňuje, aby všechny části snadno vstoupily do roviny letadla malými otvory vyplněnými pájkou, aniž by bylo nutné propojovat napájecí a zemnící plochy v celém návrhu. Přispívá také k elektrickému výkonu konstrukce tím, že poskytuje elektromagnetické stínění a dobrou pevnou zpětnou cestu pro stopy signálu

Vrstvy desek plošných spojů v nástrojích pro návrh PCB

Za účelem vytvoření vrstev na fyzické desce s obvody je vyžadován obrazový soubor vzoru kovové stopy, který může výrobce použít ke konstrukci desky s obvody. Za účelem vytvoření těchto obrázků mají nástroje CAD pro návrh PCB svou vlastní sadu vrstev obvodových desek, které mohou inženýři použít při navrhování obvodových desek. Po dokončení návrhu budou tyto různé vrstvy CAD exportovány výrobci prostřednictvím sady výstupních souborů pro výrobu a sestavu.

Každá kovová vrstva na desce plošných spojů je v nástroji pro návrh PCB reprezentována jednou nebo více vrstvami. Normálně nejsou dielektrické vrstvy (jádro a prepreg) reprezentovány vrstvami CAD, i když se to bude lišit v závislosti na technologii obvodové desky, která má být navržena, o čemž se zmíníme později. U většiny návrhů desek plošných spojů je však dielektrická vrstva reprezentována pouze atributy v nástroji pro návrh, aby bylo možné vzít v úvahu materiál a šířku. Tyto atributy jsou důležité pro různé kalkulačky a simulátory, které návrhářský nástroj použije k určení správných hodnot kovových stop a mezer.

Kromě získání samostatné vrstvy pro každou kovovou vrstvu obvodové desky v nástroji pro návrh PCB budou existovat také vrstvy CAD věnované pájecí masce, pájecí pastě a sítotiskovým značkám. Poté, co jsou desky plošných spojů laminovány dohromady, jsou na desky plošných spojů aplikovány masky, pasty a sítotiskové prostředky, takže se nejedná o fyzické vrstvy skutečných desek plošných spojů. Aby však výrobci desek plošných spojů poskytli informace potřebné k aplikaci těchto materiálů, potřebují také vytvořit své vlastní obrazové soubory z vrstvy CAD plošných spojů. A konečně, nástroj pro návrh PCB bude mít také mnoho dalších zabudovaných vrstev pro získání dalších informací potřebných pro účely návrhu nebo dokumentace. To může zahrnovat další kovové předměty na desce nebo na desce, čísla dílů a obrysy součástí.

Mimo standardní vrstvu PCB

Kromě návrhu jednovrstvých nebo vícevrstvých desek plošných spojů se dnes CAD nástroje používají i v jiných technikách návrhu DPS. Flexibilní a tuhé flexibilní návrhy budou mít vestavěné flexibilní vrstvy a tyto vrstvy musí být reprezentovány v CAD nástrojích pro návrh PCB. Nejen, že je potřeba tyto vrstvy zobrazit v nástroji pro obsluhu, ale také potřebujete pokročilé 3D pracovní prostředí v nástroji. To návrhářům umožní vidět, jak se flexibilní design složí a rozvine, a také stupeň a úhel ohybu při používání.

Další technologií, která vyžaduje další vrstvy CAD, je tisková nebo hybridní elektronická technologie. Tyto návrhy se vyrábějí přidáním nebo „tiskem“ kovových a dielektrických materiálů na substrát namísto použití procesu subtraktivního leptání jako u standardních desek plošných spojů. Aby se nástroje pro návrh desek plošných spojů přizpůsobily této situaci, musí být schopny zobrazit a navrhnout tyto dielektrické vrstvy kromě standardních vrstev kovu, masky, pasty a sítotisku.