“不同EDA對于PCB中物理層的定義基本相同,比如信號層、絲印、阻焊、助焊等。但對于工藝層(輔助層)的定義會略有不同,比如Altium Designer沒有專門的板框?qū)蛹癈ourtyard層,通常用機(jī)械層替代。今天讓我們來看一下KiCad對于層的定義。”
PCB是一個由不同材料堆疊在一起的三維物體。如果一個設(shè)計師談到設(shè)計一個2層板,那么通常意味著這個板子有兩個銅層。4層板有4個銅層,以此類推。除了這些銅層之外,還有其他技術(shù)層和文件層可供選擇。
可以在“電路板設(shè)置”中查看所有的層及其分類。默認(rèn)情況下,F(xiàn)開頭的層為頂層(Front),比如F.Cu表示頂層,F(xiàn).Silkscreen表示頂層絲印層;B開頭的為底層(Back),比如B.Mask表示底層阻焊層。中間信號層默認(rèn)以In1.Cu的方式命名。
如果覺得看著不習(xí)慣,可以修改層的名字,下圖為將頂層和底層改為Top和Bottom的示例:
物理層疊
我們先來看一下最常用的物理層疊:
F.Cu / B.Cu
F.Cu和B.Cu為銅層(頂層和底層)。中間的銅層默認(rèn)用“In[數(shù)字].Cu”來表達(dá)。銅層用來走線,是最常用的層。
F.Silk / B.Silk
F.Silk和B.Silk為絲印層(Silkscreen)。一般來說,絲印是印刷在電路板上的白色油墨。如果有空間,Artwork通常包含元件輪廓、極性標(biāo)記和位號。要注意絲印與裸露銅的最小間隙和最小線寬要求。小的表貼器件下面不應(yīng)該有絲印,因為它會對回流工藝的產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)面影響。
F.Mask / B.Mask
Mask 為阻焊層(Soldermask)。阻焊層對應(yīng)的是我們常說的“綠油”(也可以是其他顏色),阻焊層主要有兩個作用:
蓋在銅層上,防止銅線與空氣接觸造成氧化。
防止焊橋。焊橋是指焊接時因焊盤與焊盤或焊盤與導(dǎo)線之間距離較近發(fā)生意外焊料流動而造成的連接(短路)。
阻焊層是負(fù)片,阻焊層上存在的圖形對象表示不蓋“綠油”的區(qū)域。
關(guān)于更多阻焊層的介紹,請參考:KiCad中的阻焊層及其應(yīng)用
F.Paste/ B.Paste
Paste為錫膏層(也叫助焊層)。錫膏層并不是PCB實體的一部分,它定義了需要覆蓋錫膏的區(qū)域。Paste層通常用來制造鋼網(wǎng)(Stencil),用于在回流焊前為貼片器件的焊盤區(qū)域刷上錫膏。
輔助層
輔助層包含技術(shù)層、工藝層及文檔層,它們并不代表PCB的實體,但是對DRC、標(biāo)注、文檔等工作提供了幫助。
Edge.Cut
Edge.Cut表示板框?qū)印T搶佑糜谂c制造商溝通最終電路板的形狀是什么樣子。板框不得包含自相交,且描述板框的多邊形必須連續(xù)且閉合。Edge.Cut層上在PCB內(nèi)部圖形表示切口或開槽。
Margin
沒有明確的定義。關(guān)于Margin層的詳解可以參考:KiCad中的 Edge.Cut 與 Margin 層
F.Adhesive/ B.Adhesive
F.Adhesive 和 B.Adhesive 是定義粘合(膠水)區(qū)域的層。
只有在波峰焊期間SMD元件位于PCB底部時才需要,防止元件在波峰焊過程中脫落或移位。(即使元件位于底部,也并不總是需要它。如果您需要為您的電路板定義粘合層,請咨詢您的制造商)。
F.Courtyard/ B.Courtyard
Courtyard層用來定義元件(封裝)在PCB上需要占用的區(qū)域。不同元件(封裝)的Courtyard區(qū)域不能重疊。
該區(qū)域的大小取決于您的制造能力,也取決于您的需求。如果您的PCB 有可能需要返工,則可能需要更大的區(qū)域。
官方庫中使用的規(guī)則在 KLC - Rule F5.3 中定義,并且與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)密切相關(guān)。
KiCad 要求該層上的每個圖形都代表一個閉合的多邊形(使用圖形工具繪制)。Courtyard層允許內(nèi)部切口。
下圖白色輪廓為元件(封裝)的Courtyard:
更多關(guān)于Courtyard的介紹請參考:Courtyard層如何使用?
F.Fab/ B.Fab
F.Fab和B.Fab是文檔層。這兩層旨在用于與電路板組裝廠的溝通和用戶文檔。它通常有元件主體的輪廓(公稱或最大尺寸,取決于你的特殊需要)。在這一層上有一個極性標(biāo)記是很常見的。位號和數(shù)值字段經(jīng)常出現(xiàn)在這一層。(這可能是高密度電路板上唯一可以顯示這些字段的地方,因為絲印層上沒有足夠的空間可以顯示這些字段。Fab層上文本沒有絲印層上需要的那種最小尺寸間隙約束)。
User.Drawing/User.Comment
User.Drawing層和User.Comment層用于用戶繪圖和評論。可以把尺寸標(biāo)注置于User.Drawing層中,把用戶的一些注釋放在User.Comment層上。
在KiCad官方庫中,該層用于與用戶交流封裝的細(xì)節(jié)。(例如,告訴他們在哪里放置Keepout區(qū)域,因為KiCad不直接支持Keepout)。
User.Eco1/User.Eco2
User.Eco1和User.Eco2是沒有明確用途的層。(用戶可以將它們用于任何他們想要的用途。
除此之外,還可以添加9個用戶層,用戶可以根據(jù)需求,自行添加。其作用與Altium Designer中的機(jī)械層類似:
結(jié)束語
了解清楚每個層的定義并正確地加以應(yīng)用,可以讓電子工程師、板廠更準(zhǔn)確、清晰地了解設(shè)計、制造的意圖,減少溝通成本,避免因誤解而導(dǎo)致的工程問題。
審核編輯 黃宇
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