Det finns många olika lager i design och tillverkning av kretskort. Dessa lager kan vara mindre bekanta och ibland till och med orsaka förvirring, även för personer som ofta arbetar med dem. Det finns fysiska lager för kretsanslutningar på kretskortet, och sedan finns det lager för att designa dessa lager i PCB CAD-verktyget. Låt oss ta en titt på innebörden av allt detta och förklara PCB-lagren.

PCB-lagerbeskrivning i kretskort

Liksom mellanmålet ovan består kretskortet av flera lager. Även en enkel enkelsidig (enskikts) skiva är sammansatt av ett ledande metallskikt och ett basskikt som är sammansatta. När kretskortets komplexitet ökar, kommer också antalet lager inuti det att öka.

Ett flerskiktskretskort kommer att ha ett eller flera kärnskikt gjorda av dielektriska material. Detta material är vanligtvis tillverkat av glasfibertyg och epoxihartslim, och används som ett isolerande skikt mellan två metallskikt omedelbart intill det. Beroende på hur många fysiska lager brädet kräver kommer det att finnas fler lager av metall och kärnmaterial. Mellan varje metallskikt kommer det att finnas ett lager av glasfiberglasfiber, förimpregnerat med ett harts som kallas “prepreg”. Prepregs är i princip ohärdade kärnmaterial, och när de placeras under värmetrycket från lamineringsprocessen smälter de och förbinder skikten med varandra. Prepreg kommer också att användas som en isolator mellan metallskikten.

Metallskiktet på flerskiktskretskortet kommer att leda den elektriska signalen från kretsen punkt för punkt. För konventionella signaler, använd tunnare metallspår, medan för kraft- och marknät, använd bredare spår. Flerlagerskivor använder vanligtvis ett helt lager av metall för att bilda ett kraft- eller jordplan. Detta gör att alla delar enkelt kan komma in i flygplanets plan genom små hål fyllda med lod, utan att behöva koppla ström och jordplan genom hela designen. Det bidrar också till designens elektriska prestanda genom att tillhandahålla elektromagnetisk skärmning och en bra solid returväg för signalspår

Tryckta kretskortsskikt i PCB-designverktyg

För att skapa skikten på det fysiska kretskortet krävs en bildfil av metallspårmönstret som tillverkaren kan använda för att konstruera kretskortet. För att skapa dessa bilder har PCB-design CAD-verktyg sin egen uppsättning kretskortsskikt som ingenjörer kan använda när de designar kretskort. Efter att designen är klar kommer dessa olika CAD-lager att exporteras till tillverkaren genom en uppsättning tillverknings- och monteringsfiler.

Varje metallskikt på kretskortet representeras av ett eller flera lager i PCB-designverktyget. Normalt representeras inte de dielektriska (kärna och prepreg) skikten av CAD-skikt, även om detta kommer att variera beroende på vilken kretskortsteknik som ska utformas, vilket vi kommer att nämna senare. Men för de flesta PCB-konstruktioner representeras det dielektriska lagret endast av attributen i designverktyget, för att ta hänsyn till materialet och bredden. Dessa attribut är viktiga för de olika miniräknare och simulatorer som designverktyget kommer att använda för att bestämma de korrekta värdena på metallspår och utrymmen.

Förutom att få ett separat lager för varje metalllager på kretskortet i PCB-designverktyget, kommer det också att finnas CAD-lager dedikerade till lödmask, lödpasta och screentryckmärken. Efter att kretskorten har laminerats samman appliceras masker, pastor och screentryckmedel på kretskorten, så de är inte de fysiska lagren av de faktiska kretskorten. Men för att ge PCB-tillverkare den information som behövs för att applicera dessa material måste de också skapa sina egna bildfiler från PCB CAD-lagret. Slutligen kommer PCB-designverktyget också att ha många andra lager inbyggda för att få annan information som behövs för design- eller dokumentationsändamål. Detta kan inkludera andra metallföremål på eller på tavlan, artikelnummer och komponentkonturer.

Bortom det vanliga PCB-skiktet

Förutom att designa ett- eller flerskikts kretskort, används CAD-verktyg även i andra PCB-designtekniker idag. Flexibla och styva flexibla konstruktioner kommer att ha flexibla skikt inbyggda i dem, och dessa skikt måste representeras i PCB-design CAD-verktyg. Behöver inte bara visa dessa lager i verktyget för drift, utan behöver också en avancerad 3D-arbetsmiljö i verktyget. Detta kommer att göra det möjligt för designers att se hur den flexibla designen viks och vecklas ut och graden och vinkeln av böjning när den används.

En annan teknik som kräver ytterligare CAD-lager är utskrivbar eller hybrid elektronisk teknik. Dessa konstruktioner tillverkas genom att lägga till eller “skriva ut” metall och dielektriska material på substratet istället för att använda en subtraktiv etsningsprocess som i vanliga PCB. För att anpassa sig till denna situation måste PCB-designverktygen kunna visa och designa dessa dielektriska skikt utöver de vanliga metall-, mask-, pasta- och screentryckskikten.