Er zijn veel verschillende lagen in het ontwerp en de fabricage van: printplaat. Deze lagen zijn misschien minder bekend en veroorzaken soms zelfs verwarring, zelfs voor mensen die er vaak mee werken. Er zijn fysieke lagen voor circuitverbindingen op de printplaat en dan zijn er lagen voor het ontwerpen van deze lagen in de PCB CAD-tool. Laten we eens kijken naar de betekenis van dit alles en de PCB-lagen uitleggen.

PCB-laagbeschrijving in printplaat

Net als de snack hierboven, is de printplaat samengesteld uit meerdere lagen. Zelfs een eenvoudig enkelzijdig (eenlaags) bord is samengesteld uit een geleidende metaallaag en een basislaag die aan elkaar zijn gecompoundeerd. Naarmate de complexiteit van de PCB toeneemt, zal ook het aantal lagen erin toenemen.

Een meerlagige PCB heeft een of meer kernlagen gemaakt van diëlektrische materialen. Dit materiaal is meestal gemaakt van glasvezeldoek en epoxyharslijm en wordt gebruikt als een isolerende laag tussen twee metaallagen er direct naast. Afhankelijk van het aantal fysieke lagen dat het bord nodig heeft, zullen er meer lagen metaal en kernmateriaal zijn. Tussen elke metalen laag zal er een laag glasvezel glasvezel zijn, vooraf geïmpregneerd met een hars genaamd “prepreg”. Prepregs zijn in feite niet-uitgeharde kernmaterialen en wanneer ze onder de verwarmingsdruk van het lamineerproces worden geplaatst, smelten ze en verbinden ze de lagen met elkaar. De prepreg wordt ook gebruikt als isolator tussen de metaallagen.

De metalen laag op de meerlaagse printplaat zal het elektrische signaal van de schakeling puntsgewijs geleiden. Gebruik voor conventionele signalen dunnere metalen sporen, terwijl u voor stroom- en grondnetten bredere sporen gebruikt. Meerlagige platen gebruiken meestal een hele laag metaal om een ​​stroom- of grondvlak te vormen. Hierdoor kunnen alle onderdelen gemakkelijk het vlak van het vliegtuig binnendringen door kleine gaatjes gevuld met soldeer, zonder dat het nodig is om gedurende het hele ontwerp stroom- en grondvlakken te bedraden. Het draagt ​​ook bij aan de elektrische prestaties van het ontwerp door elektromagnetische afscherming en een goed solide retourpad voor signaalsporen te bieden

Printplaatlagen in PCB-ontwerptools

Om de lagen op de fysieke printplaat te maken, is een afbeeldingsbestand nodig van het metalen sporenpatroon dat de fabrikant kan gebruiken om de printplaat te construeren. Om deze afbeeldingen te maken, hebben CAD-tools voor PCB-ontwerp hun eigen set printplaatlagen die ingenieurs kunnen gebruiken bij het ontwerpen van printplaten. Nadat het ontwerp is voltooid, worden deze verschillende CAD-lagen naar de fabrikant geëxporteerd via een set productie- en assemblage-uitvoerbestanden.

Elke metalen laag op de printplaat wordt weergegeven door een of meer lagen in de PCB-ontwerptool. Normaal gesproken worden de diëlektrische (core en prepreg) lagen niet weergegeven door CAD-lagen, hoewel dit zal variëren afhankelijk van de te ontwerpen printplaattechnologie, die we later zullen vermelden. Voor de meeste PCB-ontwerpen wordt de diëlektrische laag echter alleen weergegeven door de attributen in de ontwerptool, om rekening te houden met het materiaal en de breedte. Deze attributen zijn belangrijk voor de verschillende rekenmachines en simulatoren die de ontwerptool zal gebruiken om de juiste waarden van metalen sporen en spaties te bepalen.

Naast het krijgen van een aparte laag voor elke metalen laag van de printplaat in de PCB-ontwerptool, zullen er ook CAD-lagen zijn voor soldeermasker, soldeerpasta en zeefdrukmarkeringen. Nadat de printplaten aan elkaar zijn gelamineerd, worden maskers, pasta’s en zeefdrukmiddelen op de printplaten aangebracht, dus het zijn niet de fysieke lagen van de eigenlijke printplaten. Om PCB-fabrikanten echter te voorzien van de informatie die nodig is om deze materialen toe te passen, moeten ze ook hun eigen afbeeldingsbestanden maken van de PCB CAD-laag. Ten slotte zal de PCB-ontwerptool ook veel andere ingebouwde lagen bevatten om andere informatie te verkrijgen die nodig is voor ontwerp- of documentatiedoeleinden. Dit kunnen andere metalen voorwerpen op of op het bord zijn, onderdeelnummers en componentcontouren.

Voorbij de standaard PCB-laag

Naast het ontwerpen van enkellaagse of meerlaagse printplaten, worden CAD-tools tegenwoordig ook gebruikt in andere PCB-ontwerptechnieken. Flexibele en rigide flexibele ontwerpen hebben flexibele lagen die erin zijn ingebouwd, en deze lagen moeten worden weergegeven in CAD-tools voor PCB-ontwerp. Niet alleen deze lagen in de tool weergeven voor bediening, maar ook een geavanceerde 3D-werkomgeving in de tool nodig hebben. Hierdoor kunnen ontwerpers zien hoe het flexibele ontwerp vouwt en ontvouwt en de mate en hoek van buigen tijdens gebruik.

Een andere technologie die extra CAD-lagen vereist, is printbare of hybride elektronische technologie. Deze ontwerpen worden vervaardigd door metaal en diëlektrische materialen op het substraat toe te voegen of te “printen” in plaats van een subtractief etsproces te gebruiken zoals in standaard PCB’s. Om zich aan deze situatie aan te passen, moeten PCB-ontwerptools deze diëlektrische lagen kunnen weergeven en ontwerpen naast de standaard metaal-, masker-, pasta- en zeefdruklagen.