【圖2】設(shè)置DXP中絕緣體 的信息(Dielectric-n. 電介質(zhì),絕緣體 constant)

【圖3】
二)中間層創(chuàng)建與設(shè)置
中間層,就是在PCB 板頂層和底層之間的層,其結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖11-1,讀者可以參考圖中的標(biāo)注進(jìn)行理解。那中間層在制作過(guò)程中是如何實(shí)現(xiàn)的呢?簡(jiǎn)單地說(shuō)多層板就是將多個(gè)單層板和雙層板壓制而成,中間層就是原先單層板和雙層板的頂層或底層。在PCB 板的制作過(guò)程中,首先需要在一塊基底材料(一般采用合成樹(shù)脂材料)的兩面敷上銅膜,然后通過(guò)光繪等工藝將圖紙中的導(dǎo)線連接關(guān)系轉(zhuǎn)換到印制板的板材上(對(duì)圖紙中的印制導(dǎo)線、焊盤(pán)和過(guò)孔覆膜加以保護(hù),防止這些部分的銅膜在接下來(lái)的腐蝕工藝中被腐蝕),再通過(guò)化學(xué)腐蝕的方式(以FeCl3 或H2O2 為主要成分的腐蝕液)將沒(méi)有覆膜保護(hù)部分的銅膜腐蝕掉,最后完成鉆孔,印制絲印層等后期處理工作,這樣一塊PCB 板就基本制作完成了。同理,多層PCB 板就是在多個(gè)板層完成后再采取壓制工藝將其壓制成一塊電路板,而且為了減少成本和過(guò)孔干擾,多層PCB 板往往并不比雙層板和單層板厚多少,這就使得組成多層PCB 板的板層相對(duì)于普通的雙層板和單層板往往厚度更小,機(jī)械強(qiáng)度更低,導(dǎo)致對(duì)加工的要求更高。所以多層PCB板的制作費(fèi)用相對(duì)于普通的雙層板和單層板就要昂貴許多。
但由于中間層的存在,多層板的布線變得更加容易,這也是選用多層板的主要目的。然而在實(shí)際應(yīng)用中,多層PCB 板對(duì)手工布線提出了更高的要求,使得設(shè)計(jì)人員需要更多地得到EDA軟件的幫助;同時(shí)中間層的存在使得電源和信號(hào)可以在不同的板層中傳輸,信號(hào)的隔離和抗干擾性能會(huì)更好,而且大面積的敷銅連接電源和地網(wǎng)絡(luò)可以有效地降低線路阻抗,減小因?yàn)楣餐拥卦斐傻牡仉娢黄啤R虼耍捎枚鄬影褰Y(jié)構(gòu)的PCB 板通常比普通的雙層板和單層板有更好的抗干擾性能。
2.1 中間層的創(chuàng)建
Protel 系統(tǒng)中提供了專(zhuān)門(mén)的層設(shè)置和管理工具—Layer Stack Manager(層堆棧管理器)。這個(gè)工具可以幫助設(shè)計(jì)者添加、修改和刪除工作層,并對(duì)層的屬性進(jìn)行定義和修改。選擇【Design】/【Layer Stack Manager…】命令,彈出如圖【圖4】所示的層堆棧管理器屬性設(shè)置對(duì)話框。
【圖5】
上圖所示的是一個(gè)4 層PCB 板的層堆棧管理器界面。除了頂層(TopLayer)和底層(BottomLayer)外,還有兩個(gè)內(nèi)部電源層(Power)和接地層(GND),這些層的位置在圖中都有清晰的顯示。雙擊層的名稱(chēng)或者單擊Properties 按鈕可以彈出層屬性設(shè)置對(duì)話框,如【圖6】【【圖7】】 所示。


【圖6】 【圖7】
在該對(duì)話框中有3 個(gè)選項(xiàng)可以設(shè)置:
(1)Name:用于指定該層的名稱(chēng)。
(2)Copper thickness:指定該層的銅膜厚度,默認(rèn)值為1.4mil。銅膜越厚則相同寬度的導(dǎo)線所能承受的載流量越大。
(3)Net name:在下拉列表中指定該層所連接的網(wǎng)絡(luò)。本選項(xiàng)只能用于設(shè)置內(nèi)電層,信號(hào)層沒(méi)有該選項(xiàng)。如果該內(nèi)電層只有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)例如“+5V”,那么可以在此處指定網(wǎng)絡(luò)名稱(chēng);但是如果內(nèi)電層需要被分割為幾個(gè)不同的區(qū)域,那么就不要在此處指定網(wǎng)絡(luò)名稱(chēng)。
在層間還有絕緣材質(zhì)作為電路板的載體或者用于電氣隔離。其中Core 和Prepreg 都是絕緣材料,但是Core 是板材的雙面都有銅膜和連線存在,而Prepreg 只是用于層間隔離的絕緣物質(zhì)。兩者的屬性設(shè)置對(duì)話框相同,雙擊Core 或Prepreg,或者選擇絕緣材料后單擊Properties 按鈕可以彈出絕緣層屬性設(shè)置對(duì)話框。如【圖8】 所示。

【圖8】
絕緣層的厚度和層間耐壓、信號(hào)耦合等因素有關(guān),在前面的層數(shù)選擇和疊加原則中已經(jīng)介紹過(guò)。如果沒(méi)有特殊的要求,一般選擇默認(rèn)值。除了“Core”和“Prepreg【PP】”兩種絕緣層外,在電路板的頂層和底層通常也會(huì)有絕緣層。點(diǎn)擊圖右上角的
Top Dielectric(頂層絕緣層)或Bottom Dielectric(底層絕緣層)前的選擇框選擇是否顯示絕緣層,單擊旁邊的按鈕可以設(shè)置絕緣層的屬性。
在頂層和底層絕緣層設(shè)置的選項(xiàng)下面有一個(gè)層疊模式選擇下拉列表,可以選擇不同的層疊模式:Layer Pairs(層成對(duì))【圖9】、Internal Layer Pairs(內(nèi)電層成對(duì))【圖10】和Build-up(疊壓)【圖11】。在前面講過(guò),多層板實(shí)際上是由多個(gè)雙層板或單層板壓制而成的,選擇不同的模式,則表示在實(shí)際制作中采用不同壓制方法,所以如下圖 所示的“Core”和“Prepreg”的位置也不同。例如,層成對(duì)模式就是兩個(gè)雙層板夾一個(gè)絕緣層(Prepreg),內(nèi)電層成對(duì)模式就是兩個(gè)單層板夾一個(gè)雙層板。
通常采用默認(rèn)的Layer Pairs(層成對(duì))模式。
【圖9】
【圖10】
【圖11】
在【圖11】所示的層堆棧管理器屬性設(shè)置對(duì)話框右側(cè)有一列層操作按鈕,各個(gè)按鈕的功能如下。
(1)Add Layer:添加中間信號(hào)層。例如,需要在GND 和Power 之間添加一個(gè)高速信號(hào)層,則應(yīng)該首先選擇GND 層,如【圖12】 所示。單擊Add Layer 按鈕,則會(huì)在GND 層下添加一個(gè)信號(hào)層,如【圖12】 所示,其默認(rèn)名稱(chēng)為MidLayer1,MidLayer2,??,依此類(lèi)推。雙擊層的名稱(chēng)或者點(diǎn)擊Properties 按鈕可以設(shè)置該層屬性。在【圖12】 所示的層堆棧管理器屬性設(shè)置對(duì)話框右側(cè)有一列層操作按鈕,各個(gè)按鈕的功能如
下。

【圖12】
(2)Add Plane:添加內(nèi)電層。添加方法與添加中間信號(hào)層相同。先選擇需要添加的內(nèi)電層的位置,然后單擊該按鈕,則在指定層的下方添加內(nèi)電層,其默認(rèn)名稱(chēng)為Internal Plane1,InternalPlane2,??,依此類(lèi)推。雙擊層的名稱(chēng)或者點(diǎn)擊Properties 按鈕可以設(shè)置該層屬性。
(3)Delete:刪除某個(gè)層。除了頂層和底層不能被刪除,其他信號(hào)層和內(nèi)電層均能夠被刪除,但是已經(jīng)布線的中間信號(hào)層和已經(jīng)被分割的內(nèi)電層不能被刪除。選擇需要?jiǎng)h除的層,單擊該按鈕,彈出對(duì)話框,單擊Yes 按鈕則該層就被刪除。
(4)Move Up:上移一個(gè)層。選擇需要上移的層(可以是信號(hào)層,也可以是內(nèi)電層),單擊該按鈕,則該層會(huì)上移一層,但不會(huì)超過(guò)頂層。
完成層堆棧管理器的相關(guān)設(shè)置后,單擊OK 按鈕,退出層堆棧管理器,就可以在PCB 編輯界面中進(jìn)行相關(guān)的操作。在對(duì)中間層進(jìn)行操作時(shí),需要首先設(shè)置中間層在PCB 編輯界面中是否顯示。選擇【Design】/【Manager Layer Sets】/【Board Layer Sets】【D+t+t】命令,彈出如圖11-9 所示的選項(xiàng)設(shè)置對(duì)話框,在&All Layters 下方的內(nèi)電層選項(xiàng)上不打勾,則顯示信號(hào)層(布線層)。
在完成設(shè)置后,就可以在PCB 編輯環(huán)境的下方看到顯示的層了,如下圖 所示。用鼠標(biāo)單擊電路板板層標(biāo)簽即可切換不同的層以進(jìn)行操作。如果不習(xí)慣系統(tǒng)默認(rèn)的顏色,可以選擇【Tools】/【Preferences…】命令下的Colors 選項(xiàng)自定義各層的顏色。