PCB工作层介绍

1、一、PCB 工作层的类型 我们在进行印制电路板设计前，第一步就是要选择适用的工作层。 Protel 99 SE 提供有多种 类型的工作层。 只有在了解了这些工作层的功能之后， 才能准确、 可靠地进行印制电路板的 设计。Protel 99 SE所提供的工作层大致可以分为 7类:Signal Layers（信号层）、InternalPlanes（内部电 源/接地层）、Mechanical Layers（机械层）、Masks（阻焊层）、Silkscreen（丝印层）、Others（其他工 作层面）及System（系统工作层），在PCB设计时执行菜单命令 Design设计/Options.选项 可以设

2、置各工作层的可见性。1.Signal Layers（ 信号层 ）Protel 99 SE 提供有 32 个信号层，包括TopLayer（顶层卜BottomLayer（底层）、MidLayer1（中 间层1）、MidLayer2（中间层2）Mid Layer30（中间层30）。信号层主要用于放置元件（顶层和底层 ）和走线。信号层是正性的，即在这些工作层面上放置的走线或其他对象是覆铜的 区域。2.InternalPlanes（内部电源/接地层）Protel 99 SE 提供有 16 个内部电源 /接地层 （简称内电层 ）:InternalPlane1 InternalPlane16 ， 这几个工作

3、层面专用于布置电源线和地线。 放置在这些层面上的走线或其他对象是无铜的区 域，也即这些工作层是负性的。每个内部电源 /接地层都可以赋予一个电气网络名称，印制电路板编辑器会自动地将这个层 面和其他具有相同网络名称（即电气连接关系 ）的焊盘， 以预拉线的形式连接起来。 在 Protel99 SE 中。还允许将内部电源 /接地层切分成多个子层，即每个内部电源/接地层可以有两个或两个以上的电源，如 +5V和+I5V等等。3. Mechanical Layers（ 机械层 ）Protel 99 SE 中可以有 16 个机械层 :Mechanical1 Mechanical16 ，机械层一般用于放置有 关

4、制板和装配方法的指示性信息，如电路板物理尺寸线、尺寸标记、数据资料、过孔信息、 装配说明等信息。4. Masks（阻焊层、锡膏防护层）在Protel 99 SE中，有2个阻焊层:Top Solder（顶层阻焊层）和（Bottom Solder（底层阻焊层）。 阻焊层是负性的，在该层上放置的焊盘或其他对象是无铜的区域。通常为了满足制造公差的要求， 生产厂家常常会要求指定一个阻焊层扩展规则， 以放大阻焊 层。对于不同焊盘的不同要求，在阻焊层中可以设定多重规则。Protel 99 SE还提供了2个锡膏防护层，分别是 Top Paste（顶层锡膏防护层）和（BottomPaste（底层锡膏防护层）。锡

5、膏防护层与阻焊层作用相似，但是当使用"hot re-follow"（热对流）技术来安装 SMD 元件时，锡膏防护层则主要用于建立阻焊层的丝印。该层也是负性的。 与阻焊层类似， 我们也可以通过指定一个扩展规则， 来放大或缩小锡膏防护层。 对于不同焊 盘的不同要求，也可以在锡膏防护层中设定多重规则。5.Silkscreen（丝印层）Protel 99 SE 提供有 2 个丝印层， Top Overlay（ 顶层丝印层 ）和 Bottom Overlay（ 底层丝印 层）。丝印层主要用于绘制元件的外形轮廓、放置元件的编号或其他文本信息。在印制电路 板上，放置 PCB 库元件时，该

6、元件的编号和轮廓线将自动地放置在丝印层上。6.Others（其他工作层面）在 Protel 99 SE 中，除了上述的工作层面外，还有以下的工作层：?KeepOutLayer（ 禁止布线层 ） 禁止布线层用于定义元件放置的区域。通常，我们在禁止布线层上放置线段 （Track） 或弧线 （Arc） 来构成一个闭合区域，在这个闭合区域内才允许进行元件的自动布局和自动布线。注意： 如果要对部分电路或全部电路进行自动布局或自动布线， 那么则需要在禁止布线层上 至少定义一个禁止布线区域。?Multi layer（ 多层 ）该层代表所有的信号层， 在它上面放置的元件会自动地放到所有的信号层上， 所以我们可

7、以 通过 MultiLayer ，将焊盘或穿透式过孔快速地放置到所有的信号层上。?Drill guide（ 钻孔说明 ）?Drill drawing（ 钻孔视图 ）Protel 99 SE提供有2个钻孔位置层，分别是Drill guide（钻孔说明）和Drill drawing（钻孔视 图），这两层主要用于绘制钻孔图和钻孔的位置。Drill Guide主要是为了与手工钻孔以及老的电路板制作工艺保持兼容，而对于现代的制作 工艺而言，更多的是采用 Drill Drawing 来提供钻孔参考文件。我们一般在 Drill Drawing 工作层中放置钻孔的指定信息。在打印输出生成钻孔文件时，将 包含这

8、些钻孔信息， 并且会产生钻孔位置的代码图。 它通常用于产生一个如何进行电路板加 工的制图。这里提醒大家注意 :（1）无论是否将 Drill Drawing 工作层设置为可见状态，在输出时自动生成的钻孔信息在 PCB 文档中都是可见的。（2）Drill Drawing 层中包含有一个特殊的 ".LEGEND" 字符串，在打印输出的时候，该字符串 的位置将决定钻孔制图信息生成的地方。7、System （系统工作层）?DRC Errors（DRC 错误层 ） 用于显示违反设计规则检查的信息。该层处于关闭状态时，DRC 错误在工作区图面上不会显示出来，但在线式的设计规则检查功能仍然

9、会起作用。?Connections（ 连接层 ） 该层用于显示元件、焊盘和过孔等对象之间的电气连线，比如半拉线（Broken Net Marker） 或预拉线（Rats nest），但是导线（Track）不包含在其内。当该层处于关闭状态时，这些连线不会 显示出来，但是程序仍然会分析其内部的连接关系。?Pad Holes（焊盘内孔层） 该层打开时，图面上将显示出焊盘的内孔。?Via Holes（ 过孔内孔层 ） 该层打开时，图面上将显示出过孔的内孔。?Visible Grid 1（ 可见栅格 1）?Visible Grid 2（ 可见栅格 2）这两项用于显示栅格线，它们对应的栅格间距可以通过如下

10、方法进行设置:执行菜单命令Design/Options.,在弹出的对话框中可以在 Visible 1和Visible 2项中进行可见栅格间距 的设置。二、印制板工作层的设置在 Protel 99 SE 中，虽然提供了数目众多的工作层，但在一块印制电路板上真正存在的工作 层并没有那么多，一些工作层在物理意义上实际上是相互重叠的(比如顶层信号层和顶层丝印层 )，再有一些工作层只是为了方便印制电路板的设计和制造而设置的，比如说，机械层 和其他层中的所有层，我们都可以认为它们在印制电路板中是并不存在的。对于单面板，需要打开信号层(Signal Layers)中的顶层(TopLayer)、丝印层(Sil

11、kscrecn)中的顶层 (Top Overlay) 和禁止布线层 (KeepOut) 。再有，为了设计上的方便，用户还需要打开可 见栅格层(Visible Grid)中的某一层或全部打开以及连接层(Connections)。对于其他的工作层而使用默认设置即可。对于双面板，得打开信号层(Signal Layers)中的顶层(TopLayer)和底层(BottomLayer)、丝印层(Silkscreen)中的顶层(Top Overlay)以及禁止布线层(KeepOut)。如果需要在信号层的底 层上放置元件，还需要打开丝印层的底层 (Bottom Overlay) 。其他工作层面的设置与单面板

12、的层面设置一样。对于多面板的设计，信号层(Signal Layers)中需要打开顶层 (TopLayer)、底层(BottomLayer)和一些中间层 (MidLayer) 。其他的工作层面设置与双面板一样。三、电路板的规划采用向导进行 PCB文件的创建后，会在图上"自动"设置好(实际上是在创建向导中用户自定 义的)电路板的布局范围以及物理尺寸的大小。而采用常规方法创建的PCB文件，则需要手工去绘制布局范围以及电路板的物理大小。 对于采用手工布局的方法来讲， 这一步并不是必 须的，我们可以在放置了所有的元件之后，再绘制布局范围。但是，如果先规划好一个布局 范围，再进行布局，

13、这样会更为方便一些，因为这样在调整元件的位置时，比较容易看出它 们相对于电路板边缘的距离。一般来讲， 我们需要先在机械层中设置电路板的物理边界， 再在禁止布线层中设置电路板的 布局区域(又叫板框) 。请注意 :电路板的布局区域要小于物理区域。实际上，在设计印制电 路板的时候，常常并不去设置物理边界，而只是设置布局区域。这样，在电路板加工制造的 时候，厂家会自动以布局区域作为电路板的实际大小。四、载入网络表和元件电路板规划完毕后，接下来就要添加 PCB 元件库、载入网络表及元件。在载入网络表及元 件之前，必须将所用到的 PCB 元件库添加到 PCB 编辑器中。如果所需的 PCB 元件库没有 添加进来， 那么在载入网络表和元件的时候， 程序会提示存在操作错误， 从而造成载入失败。 当元件库添加完毕后， 就可以进行网络