PCB Layout各层含义与分层原则

发布时间: 2024-12-20 15:38:24

来源: PCB电路板之家

一、各层概述

二、各层详述 ★

1、信号层(Signal Layers)

2、内部电源层(Internal Planes)

3、丝印层(Silkscreen Layers)

4、机械层(Mechanical Layers)

5、遮蔽层(Mask Layers)

1）Solder Mask层 2）Paste Mask层

6、Top/Bottom Paste与Top/Bottom Solder

1）Top/Bottom Paste的作用 2）Top/Bottom Solder的作用

三、分层原则与阻抗匹配

1、分层原则★

2、阻抗匹配

四、Gerber文件的理解

1、Gerber文件清单

2、Gerber各文件讲解

3、Gerber的生成

下续：掌握Altium Designer，让电子设计如虎添翼（1）

一、各层概述

下面的表格已经做了详细的描述。

二、各层详述★

1、信号层(Signal Layers)

Altium Designer最多可提供32个信号层，包括顶层(Top Layer)、底层(Bottom Layer)和中间层(Mid-Layer)。各层之间可通过通孔(Via)、盲孔(Blind Via)和埋孔(Buried Via)实现互相连接。

1）顶层信号层(Top Layer)

又称 元件层 ，主要用来放置元器件，对于双层板和多层板可以用来布置导线或覆铜。

2）底层信号层(Bottom Layer)

又称 焊接层 ，主要用于布线及焊接，对于双层板和多层板可以用来放置元器件。

3）中间信号层(Mid-Layers)

最多可有30层， 在多层板中用于布置信号线 ，这里不包括电源线和地线。

信号层Signal Layers，就是PCB印制电路板的各种连接走线，如图图2.1.1。

图2.1.1 PCB连接走线

2、内部电源层(Internal Planes)

通常简称为 内电层 ，仅在多层板中出现，PCB板层数一般是指信号层和内电层相加的总和数。与信号层相同，内电层与内电层之间、内电层与信号层之间可通过通孔、盲孔和埋孔实现互连。

图2.2.1 通孔、盲孔和埋孔

PCB信号层是同顶层、底层布线相同的铜导电层，只不过是夹在顶层和底层之间的布线层。每层都会有电源层。

而内部导电层(内电层)是内部电源和地层(并通过通孔与各层贯通的层)， 内电层设计时和信号层布线相反，因为它是负片 。不画线的地方是有铜导电层，设计画线的地方是没有导电铜层的，这就是它们的区别。

内电层主要作为屏蔽地或电源层来使用 ，对于多个电源，就需要对电源层进行分割。当然若布线拥挤也可以将一部分电源走线放在信号层里，或反过来将信号层的线放在内电层中。另外 尽量用内电层将信号层隔开 ，使屏蔽效果更好 ，从附图可以看出区别。

图2.2.2 内电层与信号层隔开

3、丝印层(Silkscreen Layers)

一块PCB板最多可以有2个丝印层，分别是顶层丝印层(Top Overlay)和底层丝印层(Bottom Overlay)，一般为白色，主要用于放置印制信息，如元器件的轮廓和标注，各种注释字符等，方便PCB的元器件焊接和电路检查。

1）顶层丝印层(Top Overlay)

用于标注元器件的投影轮廓、元器件的标号、标称值或型号以及各种注释字符。

2）底层丝印层(Bottom Overlay)

与顶层丝印层相同，若所有标注在顶层丝印层都已经包含，底层丝印层可关闭。

4、机械层(Mechanical Layers)

机械层，之所以强调“机械”就是说它 不带有电气属性，一般用于放置有关制板和装配方法的指示性信息， 如PCB的外形尺寸、尺寸标记、数据资料、过孔信息、装配说明等信息，不用担心对板子的电气特性造成任何改变。

这些信息因设计公司或PCB制造厂家的要求而有所不同，下面举例说明常用方法。

1）Mechanical 1：一般用来绘制PCB的边框，作为其机械外形，故也称为 外形层 。

2）Mechanical 2：用来放置PCB加工工艺要求表格，包括尺寸、板材、板层等信息；比如 嘉立创的走锡槽 就设置在此层，详见“ 工作中问题总结之1）PCB开走锡槽 ”。

3）Mechanical 3/4：机械三、四层多用来放置辅助定义边界，以及特殊的分隔线。

4）Mechanical 5/6：机械五、六层多用来放置线路板的尺寸标注。

5）Mechanical 7/8：机械七、八层多用来放置各种描述文本，如板号名称、版本号、加工说明、设计者、设计日期等等。

6）Mechanical 13 & Mechanical 15：ETM库中大多数元器件的本体尺寸信息，包括元器件的三维模型；为了页面的简洁，该层默认未显示。

7）Mechanical 16：ETM库中大多数元器件的占位面积信息，在项目早期可用来估算PCB尺寸；为了页面的简洁，该层默认未显示，而且颜色为黑色。

5、遮蔽层(Mask Layers)

Altium Designer提供了阻焊层(Solder Mask)和锡膏层(Paste Mask)两种类型的 遮蔽层(Mask Layers) ，在其中分别有顶层和底层两层。

1）Solder Mask层

就是阻焊层，是为了把焊盘露出来用的，也就是通常说的绿油层，行业也叫 开窗。 实际上这个阻焊层使用的是 负片输出， 就是在绿油层上挖孔，把焊盘等不需要绿油盖住的地方露出来。Solder层是要把PAD露出来。

在我们制作封装的时，在焊盘添加Solder Mask层，最终制作出来就会出现如下图效果，金色部分就是漏出来的焊盘，若没有开Solder Mask层，那么这个焊盘将是被绿油覆盖，导致我们无法进行贴片、焊接等。以下这种开裸铜的主要目的是为了散热。

金手指开窗的作用：金手指开窗指的是其器件焊盘与焊盘之间不上绿油，以避免长期拔插而导致绿油的脱落，从而影响产品的性能和品质。如下图所示。

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2）Paste Mask层

Paste Mask业内俗称“钢网”或“钢板”。 这一层并不存在于印制板上，而是单独的一张钢网，上面有SMD焊盘的位置上镂空。一般镂空的形状与SMD焊盘一样，尺寸略小。这张钢网是在SMD自动装配焊接工艺中用来在SMD焊盘上涂锡浆膏的。如下图所示为钢网：

Paste Mask(锡膏防护层，SMD贴片层)和阻焊层的作用相似，不同的是在机器焊接时对应的表面粘贴式元件的焊盘，分别为Top Paste(顶层)和Bottom Paste(底层)两个锡膏防护层。

主要针对PCB板上的SMD元件。若板全部放置的是DIP( 通孔)元件，这一层就不用输出Gerber 文件。

在将SMD元件贴PCB板上以前，必须在每一个SMD焊盘上先涂上锡膏，在涂锡用的钢网就一定需要这个Paste Mask文件,菲林胶片才可以加工出来。 Paste Mask层的Gerber输出最重要的一点要清楚，即这个层主要针对SMD元件。

Top Paste和Bottom Paste是顶层、底层焊盘层，它就是指我们可以看到的露在外面的铜箔。

比如我们在顶层布线层画了一根导线，这根导线我们在 PCB 上所看到的只是一根线而已，它是被整个绿油盖住的，但是我们在这根线的位置上的 Top Paste 层上画一个方形，或一个点，所打出来的板上这个方形和这个点就没有绿油了，而是铜箔。

6、Top/Bottom Paste与Top/Bottom Solder

1）Top/Bottom Paste的作用

Top Paste：用于贴片元件点胶或开钢网漏锡

Bottom Paste：用于贴片元件点胶或开钢网漏锡

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2）Top/Bottom Solder的作用

Top Solder：制板时用于镀锡

Bottom Solder：制板时用于镀锡

这两个层一定要弄清楚，不然会出问题。厂家给我们回传开 钢网的文件 资料时，我们一定要检查下是否有 Paste Mask层和Solder Mask层 。

三、分层原则与阻抗匹配

1、分层原则★

重点介绍下四层板、六层板、八层板主要分层设计，内部有完整的地平面和电源平面，则顶层和底层可以不敷铜。

1）四层板推荐叠层方式

（1）Signal1－Ground(Power)－Power(Ground)－Signal2

层数

名称

作用

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