“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沒有專門的板框層及Courtyard層,通常用機械層替代。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。如果一個設計師談到設計一個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,還有其他技術層和文件層可供選擇。
可以在“電路板設置”中查看所有的層及其分類。默認情況下,F開頭的層為頂層(Front),比如F.Cu表示頂層,F.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。中間信號層默認以In1.Cu的方式命名。
如果覺得看著不習慣,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)。中間的銅層默認用“In[數字].Cu”來表達。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該有絲印,因為它會對回流工藝的產量產生負面影響。
F.Mask / B.Mask
Mask 為阻焊層(Soldermask)。阻焊層對應的是我們常說的“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線之間距離較近發生意外焊料流動而造成的連接(短路)。
阻焊層是負片,阻焊層上存在的圖形對象表示不蓋“綠油”的區域。
關于更多阻焊層的介紹,請參考:KiCad中的阻焊層及其應用
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域。Paste層通常用來制造鋼網(Stencil),用于在回流焊前為貼片器件的焊盤區域刷上錫膏。
輔助層
輔助層包含技術層、工藝層及文檔層,它們并不代表PCB的實體,但是對DRC、標注、文檔等工作提供了幫助。
Edge.Cut
Edge.Cut表示板框層。該層用于與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且閉合。Edge.Cut層上在PCB內部圖形表示切口或開槽。
Margin
沒有明確的定義。關于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上需要占用的區域。不同元件(封裝)的Courtyard區域不能重疊。
該區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域。
官方庫中使用的規則在 KLC - Rule F5.3 中定義,并且與行業標準密切相關。
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層允許內部切口。
下圖白色輪廓為元件(封裝)的Courtyard:
更多關于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記是很常見的。位號和數值字段經常出現在這一層。(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節。(例如,告訴他們在哪里放置Keepout區域,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,用戶可以根據需求,自行添加。其作用與Altium Designer中的機械層類似:
結束語
了解清楚每個層的定義并正確地加以應用,可以讓電子工程師、板廠更準確、清晰地了解設計、制造的意圖,減少溝通成本,避免因誤解而導致的工程問題。
審核編輯 黃宇
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