Istnieje wiele różnych warstw w projektowaniu i produkcji Płytka drukowana. Te warstwy mogą być mniej znajome, a czasem nawet powodować zamieszanie, nawet dla osób, które często z nimi pracują. Istnieją warstwy fizyczne dla połączeń obwodów na płytce drukowanej, a następnie są warstwy do projektowania tych warstw w narzędziu CAD PCB. Przyjrzyjmy się znaczeniu tego wszystkiego i wyjaśnijmy warstwy PCB.

Opis warstwy PCB na płytce drukowanej

Podobnie jak powyższa przekąska, płytka drukowana składa się z wielu warstw. Nawet prosta jednostronna (jednowarstwowa) płyta składa się z przewodzącej warstwy metalu i warstwy bazowej, które są ze sobą połączone. Wraz ze wzrostem złożoności płytki drukowanej zwiększa się również liczba jej warstw.

Wielowarstwowa płytka drukowana będzie miała jedną lub więcej warstw rdzenia wykonanych z materiałów dielektrycznych. Materiał ten jest zwykle wykonany z tkaniny z włókna szklanego i kleju na bazie żywicy epoksydowej i służy jako warstwa izolacyjna między dwiema warstwami metalu bezpośrednio z nim sąsiadującymi. W zależności od tego, ile warstw fizycznych wymaga płyta, będzie więcej warstw metalu i materiału rdzenia. Pomiędzy każdą warstwą metalu znajduje się warstwa włókna szklanego, wstępnie impregnowanego żywicą zwaną „prepreg”. Prepregi są zasadniczo nieutwardzonymi materiałami rdzeniowymi, a po umieszczeniu pod ciśnieniem ogrzewania w procesie laminowania topią się i łączą ze sobą warstwy. Prepreg będzie również używany jako izolator między warstwami metalu.

Warstwa metalowa na wielowarstwowej płytce drukowanej przewodzi sygnał elektryczny obwodu punkt po punkcie. W przypadku konwencjonalnych sygnałów użyj cieńszych ścieżek metalowych, natomiast w przypadku sieci zasilających i uziemiających użyj szerszych ścieżek. Płyty wielowarstwowe zwykle wykorzystują całą warstwę metalu do utworzenia płaszczyzny zasilającej lub uziemiającej. Dzięki temu wszystkie części mogą łatwo wejść do samolotu przez małe otwory wypełnione lutem, bez konieczności okablowania płaszczyzn zasilających i uziemiających w całym projekcie. Przyczynia się również do wydajności elektrycznej projektu, zapewniając ekranowanie elektromagnetyczne i dobrą, solidną ścieżkę powrotną dla śladów sygnału

Warstwy płytek drukowanych w narzędziach do projektowania PCB

Aby utworzyć warstwy na fizycznej płytce drukowanej, wymagany jest plik obrazu wzoru śladu metalu, którego producent może użyć do skonstruowania płytki drukowanej. Aby stworzyć te obrazy, narzędzia CAD do projektowania PCB mają własny zestaw warstw płytek drukowanych, z których inżynierowie mogą korzystać podczas projektowania płytek drukowanych. Po zakończeniu projektowania te różne warstwy CAD zostaną wyeksportowane do producenta za pomocą zestawu plików wyjściowych produkcyjnych i montażowych.

Każda warstwa metalu na płytce drukowanej jest reprezentowana przez jedną lub więcej warstw w narzędziu do projektowania PCB. Zwykle warstwy dielektryczne (rdzeń i prepreg) nie są reprezentowane przez warstwy CAD, chociaż będzie się to różnić w zależności od projektowanej technologii płytek drukowanych, o czym wspomnimy później. Jednak w przypadku większości projektów PCB warstwa dielektryczna jest reprezentowana tylko przez atrybuty w narzędziu do projektowania, aby uwzględnić materiał i szerokość. Te atrybuty są ważne dla różnych kalkulatorów i symulatorów, których narzędzie do projektowania będzie używać do określania prawidłowych wartości śladów i spacji metali.

Oprócz uzyskania oddzielnej warstwy dla każdej metalowej warstwy płytki drukowanej w narzędziu do projektowania PCB, będą również warstwy CAD dedykowane do maski lutowniczej, pasty lutowniczej i znaków sitodrukowych. Po zlaminowaniu płytek drukowanych, na płytki drukowane nakładane są maski, pasty i środki do sitodruku, dzięki czemu nie są one fizycznymi warstwami rzeczywistych płytek drukowanych. Jednak, aby zapewnić producentom PCB informacje potrzebne do zastosowania tych materiałów, muszą oni również stworzyć własne pliki obrazów z warstwy PCB CAD. Wreszcie, narzędzie do projektowania PCB będzie miało również wiele innych wbudowanych warstw, aby uzyskać inne informacje potrzebne do celów projektowych lub dokumentacyjnych. Może to obejmować inne metalowe przedmioty na lub na płycie, numery części i zarysy komponentów.

Poza standardową warstwą PCB

Oprócz projektowania jednowarstwowych lub wielowarstwowych płytek drukowanych, narzędzia CAD są obecnie wykorzystywane w innych technikach projektowania PCB. Elastyczne i sztywne elastyczne projekty będą miały wbudowane elastyczne warstwy, a te warstwy muszą być reprezentowane w narzędziach CAD do projektowania PCB. Nie tylko trzeba wyświetlić te warstwy w narzędziu do działania, ale także potrzebujemy zaawansowanego środowiska pracy 3D w narzędziu. Pozwoli to projektantom zobaczyć, jak elastyczna konstrukcja składa się i rozwija, a także stopień i kąt gięcia podczas użytkowania.

Inną technologią wymagającą dodatkowych warstw CAD jest drukowalna lub hybrydowa technologia elektroniczna. Projekty te są wytwarzane przez dodanie lub „drukowanie” materiałów metalowych i dielektrycznych na podłożu zamiast stosowania procesu trawienia subtraktywnego, jak w przypadku standardowych płytek drukowanych. Aby dostosować się do tej sytuacji, narzędzia do projektowania PCB muszą być w stanie wyświetlać i projektować te warstwy dielektryczne oprócz standardowych warstw metalu, maski, pasty i sitodruku.