レイヤースタックの定義

現在、バージョン 23. をご覧頂いています。最新情報については、バージョン レイヤースタックの定義 の 25 をご覧ください。
 

PCBは、層のスタックとして設計および形成されます。プリント基板(PCB)製造の初期には、基板は単に絶縁コア層であり、一方または両方の側面に薄い銅層が貼り付けられていました。接続は、不要な銅をエッチング(除去)することによって、銅層内に導電性トレースとして形成されます。

A single-sided PCB is shown on the left, typical of early PCB design. On the right is a rigid-flex PCB, where rigid sections are connected via flexible sections of PCB.         

左側に表示されているのは、初期のPCB設計に典型的な片面PCBです。右側はリジッドフレックスPCBで、リジッドな部分がPCBの柔軟なセクションを介して接続されています。

今日に至るまで、ほとんどのPCB設計には複数の銅層が含まれています。技術革新と処理技術の洗練により、PCB製造において革命的な概念が数多く生まれました。これには、柔軟なPCBを設計および製造する能力が含まれます。PCBの剛性部分を柔軟な部分を介して結合することにより、複雑なハイブリッドPCBを設計することができ、これらは通常の形状のエンクロージャに収めるために折りたたむことが可能です。

プリント基板設計において、レイヤースタックはレイヤーが垂直方向、またはZ平面にどのように配置されるかを定義します。単一のエンティティとして製造されるため、リジッドフレックスボードを含むあらゆるタイプのボードは、単一のエンティティとして設計されなければなりません。これを行うためには、設計者は複数のPCBレイヤースタックを定義し、異なるレイヤースタックをリジッドフレックス設計の異なるゾーンに割り当てる能力を持っていなければなりません。

リジッドフレックス設計についてもっと学ぶ

レイヤースタックマネージャ

PCBレイヤースタックの定義は、プリント基板設計の重要な要素です。現代の多くのPCBの配線は、電気エネルギーを伝達する単純な銅の接続の一連ではなく、回路要素、または伝送線の一連として設計されています。

成功した高速PCB設計を達成することは、材料選択とレイヤースタックアップおよび割り当てを、適切な片面および差動配線インピーダンスを達成するために必要な配線寸法とクリアランスとのバランスをとるプロセスです。また、レイヤーペアリング、慎重なビア設計、可能なバックドリリング要件、リジッド/フレックス要件、銅のバランス、レイヤースタックの対称性、および材料の適合性など、現代の高速PCBを設計する際に考慮すべき他の多くの設計上の考慮事項もあります。

Layer Stack Managerは、これらのレイヤー固有の設計要件をすべて単一のエディタにまとめます。

Layer Stack Managerを開くには、PCBエディタのメインメニューからDesign » Layer Stack Managerを選択します。Layer Stack Managerは、回路図シート、PCB、および他のドキュメントタイプと同様に、ドキュメントエディタで開きます。

レイヤースタックの管理に関するすべての側面は、Layer Stack Managerで行われます。
レイヤースタックの管理に関するすべての側面は、Layer Stack Managerで行われます。

標準のドキュメントエディタとして、Layer Stack Manager(LSM)は、基板に作業を行っている間も開いたままにしておくことができ、基板とLSMの間を行き来することができます。画面の分割や別のモニターでの開きなど、標準的なビュー動作がサポートされています。

変更がPCBに反映される前に、Layer Stack ManagerSaveアクション(File » Save to PCB、ショートカット:Ctrl+S)を実行する必要があることに注意してください。

機能は、Layer Stack Managerの下部に表示されるいくつかのタブに分かれています。

アクティブなレイヤースタックの計測単位を変更するには、Tools » Measurement Unitsを選択し、希望の計測単位(milinµ、またはmm)を選択するか、Ctrl+Qキーボードショートカットを使用して計測単位を切り替えます。

レイヤースタックのプロパティを編集する

Layer Stack Managerは、スプレッドシートのようなグリッドでレイヤーのプロパティを表示します。プロパティはグリッド内で直接編集することも、Propertiesパネルで編集することもできます。このパネルは、Layer Stack Managerの各タブで使用でき、例えば、Impedanceタブではインピーダンスプロファイルと伝送線のプロパティにアクセスしたり、Via TypesタブではµViaの設定にアクセスできます。

Layer Stack ManagerにおけるPropertiesパネルの異なるモードの一部。

Propertiesパネルは、ソフトウェアの右下にある ボタンを介して有効/無効にすることができます。

レイヤースタックドキュメントのStackupタブがアクティブな場合、プロパティパネルを使用してレイヤースタックのレイヤープロパティを編集できます。


Layer Stack Managerモードのプロパティパネル:オーバーレイ層、内部層、誘電体層、およびプレーン層。

  • Name – レイヤーの名前。

  • Manufacturer – レイヤーの製造者。

  • Material – レイヤーの材料。これは、Constructionsフィールド内のAltium Material LibraryダイアログTools » Material Library))で事前に定義されるか、レイヤースタック内でユーザー定義されます。レイヤースタック内の現在選択されているレイヤーの材料を選択するために、Select Materialダイアログを開くためにをクリックします。

  • Thickness – 信号レイヤーの厚さ。

  • Dk – これは誘電率定数(電磁気学ではεrとも呼ばれます)。これは絶縁材料の相対誘電率を示し、電場内での電気エネルギーの蓄積能力を指します。絶縁目的では、誘電率が低い材料が望ましく、RFアプリケーションでは、誘電率が高い材料が望ましい場合があります。さらに、相対誘電率が低いほど、材料の性能は空気に近くなります。この特性は、特定の伝送線のインピーダンス要件に合わせるために重要です。

  • Df – これは損失係数です。これは、機械的、電気的、または電気機械的振動などの特定の振動モードに対するエネルギー損失の割合を示すことにより、絶縁材料の効率を示します。言い換えれば、これは材料が伝達されたエネルギーのどれだけを吸収するかを記述する材料の特性です。損失正接が大きいほど、材料へのエネルギー吸収が大きくなります。この特性は、高速での信号減衰に直接影響します。

  • Process – PCBの外側の信号レイヤー(トップレイヤーとボトムレイヤー)を構成する基板銅に適用される銅めっきプロセスを表示します。

  • Weight – 単位面積あたりの銅の重量、通常はオンス/平方フィートで表されます(例:0.5 oz/ft2)。

  • Orientation – これは、そのレイヤー上でコンポーネントがどのように向くか(向き)を定義します。トップとボトムの両側については、新しいボードでは自動的に設定されます。他の信号レイヤーについては、以下の用途があります:

    • リジッドフレックス設計では、フレックスセクションの表面レイヤーになる内部信号レイヤーにコンポーネントが取り付けられる場合、ソフトウェアはそれらのコンポーネントがどの方向を向いているかを知る必要があります。必要な方向を選択するためにドロップダウンを使用します。選択肢には:Not allowedTopBottomがあります。

    • 埋め込みコンポーネントを含む設計の場合、ソフトウェアはコンポーネントがどの方向を向いているかを知る必要があります。埋め込みコンポーネントを使用したPCBの設計ページで、レイヤースタック内でのコンポーネントの方向設定に関する情報を参照してください。必要な方向を選択するためにドロップダウンを使用します。選択肢には:Not allowedTopBottomがあります。

     

  • Copper Orientation  – これは、銅がコアにラミネートされる方向を定義します。AboveまたはBelowを選択するためにドロップダウンを使用します。これは、エッチングされる方向を決定します。

Copper Orientation は、レイヤースタックCopper Orientation 列のドロップダウンを使用して選択することもできます。列を有効にするには、ヘッダーで右クリックし、Select columnsを選び、Select columnsダイアログCopper Orientation エントリを有効にします。また、パネルのImpedance ProfileモードのTrace Invertedオプションを使用して銅の向きを設定することができます。

Copper Orientationドロップダウンを使用して、StackupモードのPropertiesパネル内のCopper Orientation列(現在表示されている場合)または、PropertiesパネルのImpedance ProfileモードにあるTrace Invertedチェックボックスによって、向きを設定できます。

  • Pullback Distance - プレーンエッジからボードエッジまでの距離。

  • Frequency - 材料がテストされる周波数であり、Dk / Dfが特定の周波数に対応する値です。周波数は材料の参照からも取得されます。

  • Description - 意味のある説明を入力します。

  • Constructions - 誘電体層について、この層の構造を表示します。数値参照は、誘電体層材料に使用される織りガラス布の構造に関連しています。これらはPCB製造業者によって使用される標準的な参照です。

  • Resin - 層の樹脂の割合を表示します。

構造と樹脂に関する注意:
積層構造の選択は、コストと性能の両方に大きな影響を与える可能性があります。予想される通り、単層構造は通常、多層構造と比較してコスト削減を表すことが多いです。この節約の大きさは、関与する特定のガラススタイルやその他多くのパラメーターに依存します。性能も影響を受ける可能性があり、使用する構造を指定する際には考慮されるべきです。まず、単層構造はしばしば樹脂含有量が低いです。単層構造のもう一つの主な利点は、樹脂含有量を超えた誘電体の厚さ制御です。単層構造を使用することで、より厳密な厚さの公差が達成できます。
比較的樹脂含有量が低い構造は、Z軸方向の膨張が少なくなり、そのため多くのアプリケーションで信頼性が向上するため、しばしば好まれます。さらに、樹脂含有量が低いことは、寸法安定性、反りへの抵抗性、および誘電体の厚さ制御も改善することができます。一方、樹脂含有量が高い構造は、電気的性能のために時々好まれる低い誘電率値をもたらします。さらに、適切な樹脂対ガラスのウェットアウトを確保し、積層材内に空隙が発生するのを防ぐために、ある特定の最小樹脂含有量が必要です。ガラスフィラメントを樹脂で完全にウェットアウトする能力も、CAP耐性にとって重要です。

  • Material Frequency – これは材料がテストされる周波数であり、Dk / Dfの値が特定の周波数に対応しています。周波数は材料の参照からも取得されます。

  • GlassTransTemp – これはガラス転移温度(TGとしても知られています)であり、樹脂がガラス状態からアモルファス状態へ変化し、その機械的挙動、例えば膨張率が変化する温度です。

  • Note – レイヤーに関する重要な注記を入力します。

  • Comment – レイヤーに必要なコメントを入力します。

  • Stack Symmetry - レイヤースタックの対称性を維持します。レイヤースタックの対称性セクションを参照して、詳細を学んでください。

  • Library Compliance - 有効にすると、マテリアルライブラリから選択された各レイヤーについて、現在のレイヤーのプロパティがライブラリ内のその材料定義の値と照合されます。

  • Substack - これは現在選択されているサブスタック(レイヤー、誘電体、厚さなど)に関する情報です。あなたが一つのサブスタックから別のサブスタックに切り替えると、この情報はそれに応じて更新されます(現在選択されているサブスタックについて)。

Substack領域は、FeaturesドロップダウンでRigid/Flexオプションが有効になっている場合にのみ利用可能です。

  • Stack Name – サブスタックの名前を入力します。X/Yスタックアップ領域がレイヤーサブスタックに割り当てられる場合に、サブスタックの命名が役立ちます。

  • Is Flex – サブスタックがフレックスである場合は有効にします。

  • Layers – 導電層の数。

  • Dielectrics – 誘電体の数。

  • Conductive Thickness – すべての信号層とプレーン層(すべての銅または導電層)の厚さの合計です。

  • Dielectric Thickness – 誘電体層の厚さ。

  • Total Thickness – 完成したボードの全体の厚さ。

  • Roughness – 導電層の粗さを示します。

  • Model Type – 表面粗さの影響を計算するための好ましいモデル(さまざまなモデルに関する以下の記事を参照してください)。スタック内のすべての銅層に適用されます(サブスタックであるべきですか?)。

  • Surface Roughness – 表面粗さの値(製造業者から入手可能)。0から10µmの間の値を入力してください、デフォルトは0.1µmです

  • Roughness Factor – 粗さの効果による導体損失の予想される最大増加を特徴づける値。1から100の間の値を入力してください、デフォルトは2です。

他のレイヤースタックタブで利用可能なオプションとコントロールについて詳しく知りたい場合は、以下のリンクを使用してください:

レイヤースタックの定義

Stackup タブの Layer Stack Manager に追加するレイヤーは、製造プロセス中に製造されるレイヤーです。

レイヤーのプロパティは、グリッドに直接入力するか、材料ライブラリから選択できます。レイヤーのプロパティは、グリッドに直接入力するか、材料ライブラリから選択できます。

レイヤーのプロパティは、グリッド内またはプロパティパネルで直接編集できます。

レイヤープロパティと材料の設定

各レイヤーのプロパティは、LSMグリッド内で直接編集することができます。または、選択したレイヤーのMaterialセル内の省略記号ボタン()をクリックして、材料ライブラリから事前定義された材料を選択することもできます。このページの前の部分にあるスタックアップタブの折りたたみセクションは、レイヤーを追加、削除、編集、並べ替えるためのさまざまな技術を要約しています。

ユーザー定義のプロパティ列を追加し、すべての列の表示を設定できるSelect columnsダイアログがあります。ダイアログを開くには、グリッド領域の任意の列見出しを右クリックし、コンテキストメニューからSelect columnsを選びます。


Select columnsダイアログ

レイヤータイプとその特性

プリント基板の製造には、さまざまな材料が使用されます。以下の折りたたみセクションの表には、一般的に使用される材料の簡単な要約が記載されています。

材料ライブラリとライブラリの遵守

好ましいレイヤースタック材料は、材料ライブラリで事前に定義することができます。Layer Stack Managerで、Tools » Material Libraryを選択して、Altium Material Libraryダイアログを開きます。ここでは、既存の材料を確認したり、新しい材料定義を追加したりすることができます。

Altium Material Libraryダイアログ
Altium Material Libraryダイアログ

特定のレイヤーの材料は、Altium Material Libraryダイアログで選択されていません。レイヤーに特定の材料を使用するには、レイヤースタックグリッドのMaterialsセルでそのレイヤーの省略記号()をクリックするか、レイヤーがレイヤースタックグリッドで選択されているときにPropertiesパネルにあるMaterialフィールドでをクリックします。これにより、Select Materialダイアログが開き、省略記号コントロールがクリックされたレイヤーに適した材料のみをライブラリに表示するように制限します。


Select Materialダイアログ

Altium Material Library ダイアログや Select Material ダイアログで表示される列を選択するには、Material Library Settings ダイアログを開くために ボタンをクリックします。


Material Library Settingsダイアログ

Library Complianceチェックボックスが Layer Stack Managerで有効になっている場合、マテリアルライブラリから選択された各レイヤーについて、現在のレイヤーのプロパティがライブラリ内のその材料定義の値と照合されます。準拠していないプロパティはエラーフラグでマークされます。材料を再選択して()、値をマテリアルライブラリの設定に更新してください。

レイヤースタックの対称性

ボードレイヤースタックを対称にする必要がある場合は、PropertiesパネルのBoard領域でStack Symmetryチェックボックスを有効にします。これを行うと、レイヤースタックは中央の誘電体層を中心に直ちに対称性がチェックされます。中央の誘電体基準層から等距離にある任意の層のペアが同一でない場合、Stack is not symmetricダイアログが開きます。

ダイアログ上部のLayer stack symmetry mismatchesグリッドは、レイヤースタックの対称性における全ての検出された矛盾を詳細に説明します。

ダイアログの下部領域には、レイヤースタックの対称性を達成するための以下のオプションが提供されています:

  • Mirror top half down - 中央の誘電体層より上にある各層の設定が、対称のパートナー層にコピーされます。

  • Mirror bottom half up - 中央の誘電体層より下にある各層の設定が、対称のパートナー層にコピーされます。

  • Mirror whole stack down - 最後の銅(Surface Finish)層の後に追加の誘電体層が挿入され、その後、すべての信号層と誘電体層がこの新しい誘電体層の下に複製されてミラーされます。

  • Mirror whole stack up - 最初の銅(Surface Finish)層の前に追加の誘電体層が挿入され、その後、すべての信号層と誘電体層がこの新しい誘電体層の上に複製されてミラーされます。

スタック対称が有効になっている場合:

  • レイヤー属性に対する編集アクションは、自動的に対称パートナーレイヤーに適用されます。
  • レイヤーを追加すると、自動的に一致する対称パートナーレイヤーが追加されます。

Stack Symmetryオプションを使用して、対称なボードを簡単に定義します - レイヤースタックの半分を定義し、Stack Symmetryオプションを有効にしてから、ミラー全スタックオプションのいずれかを使用してそのレイヤーセットを複製します。

レイヤースタックの可視化

レイヤースタックを確認する優れた方法は、3Dで視覚化することです。Layerstack Visualizerダイアログを使用すると、レイヤースタックを2Dまたは3Dで見ることができます。

  • Layer Stack ManagerTools » Layerstack Visualizerを選択して、レイヤースタックビジュアライザーを開きます。

  • コントロールを使用して、レイヤースタックの表示を設定します。

  • 右クリックしてドラッグすると、ビジュアライザー内でボードの向きを変更できます。

  • 画像を左クリックしてからCtrl+Cで、画像をWindowsのクリップボードにコピーします。

リジッドフレックス・サブスタックの定義と設定

メイン記事: リジッドフレックス設計

リジッドフレックスは現在積極的に開発されており、リジッドフレックス設計のための2つのモードをサポートしています。オリジナルの、または標準モードとして知られるリジッドフレックスは、シンプルなリジッドフレックス設計をサポートします。もし、フレックス領域の重複のような、より複雑なリジッドフレックス要件がある場合は、アドバンスドリジッドフレックスモード(リジッドフレックス2.0としても知られています)が必要です。アドバンスドモードは、フレックス領域の重複だけでなく、サブスタックの視覚的定義、リジッドおよびフレキシブルボード領域の定義の容易さ、ネストされたカットアウト上の曲げ、カスタム形状の分割、ブックバインダータイプの構造のサポートも提供します。必要なモードは、下記のようにLayer Stack Managerで選択されます。

標準モードまたは高度なリジッドフレックスモードを選択すると、インターフェイスが変わります(画像の上にカーソルを置くと違いが表示されます)。標準モードまたは高度なリジッドフレックスモードを選択すると、インターフェイスが変わります(画像の上にカーソルを置くと違いが表示されます)。

リジッドフレックスPCBの設計についてもっと学ぶ。

リジッドフレックス設計の各別々のゾーンや領域は、異なる数の層で構成することができます。それを実現するためには、サブスタックと呼ばれる複数のスタックを定義する能力が必要です。

  • リジッドフレックスオプションを有効にするには、Tools » Features » Rigid/Flex (Advanced)コマンドを選択します。このコマンドは、機能( )メニューからもアクセスできます。

  • 高度なリジッドフレックスモードでは、下に示すようにBoardタブに表示が切り替わります。

  • 全体のボードのリジッド領域とフレックス領域で必要な各ユニークなレイヤーセットに対して、ユニークなサブスタックが定義されている必要があります。ボードモードは、高度なリジッドフレックス設計に必要な異なるサブスタックを設定するために使用されます。

  • 追加のサブスタックは、既存のサブスタックから必要なレイヤーをShift+クリックショートカットで選択し、その選択を水平にドラッグしてサブスタックのセットに配置することで、下の画像に示すように迅速に作成できます。

  • 隣接するサブスタック間のレイヤーの関係を設定します - レイヤーが共有されているか(共通)、またはそのサブスタックでレイヤーがユニークか(個別)。

  • 隣接するレイヤーが隣のサブスタックに侵入するかどうかを設定します。

  • 特定のサブスタックの編集に切り替える - これを行うには、ボードタブでdouble-clickします。

  • 追加のブランチを追加します。ブランチは、設計に複数のフレックスセクションが単一のリジッドセクションから放射する場合に使用されます。

  • フレックスサブスタックの場合、PropertiesパネルでIs Flexオプションを有効にします。フレックス専用のカバーレイ層は、Is Flexオプションが有効であり、はんだマスク層が含まれていないサブスタックにのみ追加できます。

リジッドフレックスPCBの設計についてもっと学ぶ

レイヤースタックの保存と読み込み

スタックアップドキュメントファイルを使用したレイヤースタックの保存と読み込み

現在のスタックアップをスタックアップドキュメントファイル(*.stackupまたは*.stackupx)に保存するには、メインメニューからFile » Save Asコマンドを使用します。ダイアログが開き、ファイルの場所、名前、タイプを選択できます。

既存のスタックアップドキュメントファイルからスタックアップを読み込むには、メインメニューからFile » Load Stackup from Fileコマンドを使用します。希望のファイルを参照して開くことができるスタックアップドキュメントを開くダイアログが表示されます。

接続されたワークスペースを使用してレイヤースタックを保存および読み込む

現在のスタックアップを接続されたワークスペースに保存するには、メインメニューからFile » Save to Serverコマンドを選択します。計画されたアイテムリビジョンを選択ダイアログが表示されますので、これを使用して、スタックアップをその次のリビジョンに保存する既存のワークスペースレイヤースタックを選択します。

  • 目的のワークスペースレイヤースタックが存在しない場合、選択したワークスペースフォルダ内で予定されたアイテムリビジョンを選択ダイアログのリビジョンリスト領域を右クリックして、Create Item » Layerstackコマンドを選択することにより、その場で作成することができます。Create New Itemダイアログが開いたら、Open for editing after creationオプションを無効にします。そうしないと、直接編集モードに入ってしまいます。

  • ワークスペースのManaged Content\Templates\Layer Stacksフォルダ内には、ワークスペースのアクティベーション/インストール時にサンプルデータを含めることを選択した場合、デフォルトで多数のワークスペースレイヤースタックが提供されます。

  • 新しいレイヤースタックは、AddボタンのメニューやTemplatesタブのテンプレートグリッドのコンテキストメニューからLayerstackコマンドを使用して作成することもできます。PreferencesダイアログのData Management – Templatesページでこのコマンドを選択した後、開いた設定を閉じるダイアログでOKをクリックして設定ダイアログを閉じ、一時的なスタックアップエディタを開きます。新しいワークスペースレイヤースタックの計画された改訂は、Layerstacksタイプのワークスペースフォルダに自動的に作成されます。

  • 既存のスタックアップドキュメントファイル(*.stackup)をアップロードすることによって、新しいワークスペースレイヤースタックを作成することもできます。AddボタンのメニューやTemplatesタブのテンプレートグリッドのAddコンテキストメニューからLoad from Fileコマンドを選択します。PreferencesダイアログのData Management – Templatesページで、開いた開くダイアログ(標準のWindowsオープンタイプダイアログ)で、右側のFile nameフィールドのドロップダウンでLayer Stack-up File (*.stackup)オプションを選択し、ダイアログを使用して必要なファイルを参照して開きます。これにより、ファイルがアップロードされ、Layerstacksタイプのワークスペースフォルダに自動的に作成された新しいワークスペースレイヤースタックの初期改訂に追加されます。

  • 必要なスタックアップドキュメントファイルがLocal Template folderData Management – Templatesページの下部で定義)にあり、テンプレートグリッドのLocalエントリにリストされている場合、それを右クリックしてMigrate to Serverコマンドを選択することで、新しいワークスペースレイヤースタックに移行することができます。テンプレート移行ダイアログでOKボタンをクリックして移行プロセスを進めます。このダイアログに記載されているように、元のレイヤースタックファイルはローカルテンプレートフォルダ内のZipアーカイブに追加されます(そのため、Localテンプレートリストには表示されません)。

  • ワークスペースレイヤースタックは、Explorerパネルでプレビューできます。パネルの改訂領域でレイヤースタックエントリを選択し、Previewアスペクトビュータブに切り替えると、レイヤースタックアップを見ることができます。

既存のワークスペーススタックアップを編集するには、PreferencesダイアログのData Management – TemplatesページTemplatesタブでそのエントリを右クリックし、コンテキストメニューからEditコマンドを選択します。一時エディタが開き、最新のリビジョンに含まれるテンプレートのワークスペーススタックアップが編集用に開かれます。必要に応じて変更を加え、次にワークスペーススタックアップのリビジョンにスタックアップを保存します(プロジェクトパネルでスタックアップエントリを右クリックし、Save to Serverを選択)。

ワークスペーススタックアップを更新する必要があり、更新されたスタックアップドキュメントファイルを持っている場合、そのファイルをワークスペーススタックアップにアップロードできます。TemplatesタブからData Management – Templatesページ設定ダイアログにアクセスし、テンプレートエントリを右クリックしてコンテキストメニューからUploadコマンドを選択します。開く開くダイアログ(標準のWindowsオープンタイプダイアログ)を使用して、アップロードされる次のリビジョンのワークスペーススタックアップに必要なファイルを参照して開きます。

接続されているワークスペースからスタックアップを読み込むには、メインメニューからFile » Load Stackup From Serverコマンドを選択します。アイテムリビジョンの選択ダイアログが表示されますので、これを使用してワークスペースのレイヤースタックからレイヤースタックアップデータを読み込みます。

ワークスペースに接続されていない場合でも、有効なAltium Designerライセンスの下でAltium Designerを使用することはできますが、組織のワークスペースやそれが提供する他のサービスにはアクセスできません。したがって、ワークスペースのレイヤースタックを使用することはできません。ただし、スタックアップドキュメントファイル(File » Load Stackup From File)のみを使用することができます。

ワークスペースのレイヤースタックアップは、一つまたは複数の定義された環境設定で構成データ項目としても使用できます。環境設定は、デザイナーの作業環境を会社が承認した設計要素のみを使用するように制約するために使用されます。環境設定は、ワークスペースを通じて提供されるサービスであるチーム設定センター内に定義され保存されます。ワークスペースに接続し、利用可能な環境設定の選択から(該当する場合)選択すると、Altium Designerはレイヤースタックの使用に関して設定されます。選択した環境設定に一つ以上の定義されたレイヤースタック項目のリビジョンがある場合、そのリビジョンのみが再利用のために利用可能になります。選択した環境設定があなたに適用されるもので、レイヤースタックのリビジョンが特定/追加されていない、またはDo Not Controlに設定されている場合、共有されたすべての保存された項目リビジョンが利用可能になります。また、ローカルのスタックアップファイルを使用することも自由です。詳細については、環境設定管理Altium 365 ワークスペースエンタープライズサーバーワークスペース)を参照してください。

定義済みレイヤースタックの読み込み

Tools » Presetsメニューには、あらかじめ定義されたレイヤースタックがいくつか用意されています。

レイヤースタックのエクスポート

現在のレイヤースタックは、メインメニューからFile » Export CSVコマンドを選択することで、スプレッドシート (*.csv) ファイルにエクスポートできます。コマンドを起動すると、名前を付けて保存 ダイアログが開き、*.csv ファイルの希望の場所と名前を選択できます。

File » Export To Simbeorコマンドを使用すると、レイヤースタックを Simbeor ファイル (*.esx) にエクスポートすることもできます。

その他のレイヤー関連の設計タスク

レイヤースタックにあるレイヤーは、設計を構築するための空間を形成します。Layer Stack Managerで行われないレイヤーに関連する設計タスクがいくつかあります。これらのタスクを以下に要約し、詳細へのリンクを提供します。

ボード形状の定義

レイヤースタックがZ平面でボードを定義するのに対し、ボード形状はXおよびY平面でボードを定義します。ボードアウトラインとも呼ばれるボード形状は、ボードの全体的な範囲を定義する閉じた多角形の形状です。ボード形状は、従来のリジッドPCBの場合は単一のボード領域で構成されるか、リジッドフレックスPCBの場合は複数のボード領域で構成されます。

基板の形状は以下の通りです:

  • Defined manually - 既存の形状を再定義するか、Board Planningモードで一つ以上の新しい基板領域を配置します。

  • Defined from selected objects - 通常、機械層のアウトラインから行います。他の設計ツールからインポートされたアウトラインがある場合、このオプションを使用します。

  • Defined from a 3D body - 空の基板がMCADツールからSTEPモデルとして3Dボディオブジェクト(Place » 3D Body)にインポートされた場合、このオプションを使用します。

  • Pulled directly from an MCAD package - Altiumは、Altium CoDesignerと呼ばれる直接のECAD - MCAD設計技術を開発しています。ECAD-MCAD CoDesignについてもっと学びましょう。

基板形状の定義についてもっと学びましょう。

形状が定義されたら、リジッドフレックス設計の柔軟なセクションの曲げは、曲げ線を配置することによって定義されます。

リジッドフレックス設計についてもっと学びましょう。

プレーンレイヤーにネットを割り当てる

パネルページ: スプリットプレーンエディタ
関連ページ: 内部電源 & スプリットプレーン

PCBパネルのSplit Plane Editorモードで、プレーンレイヤーにネットを割り当てるか、スプリットプレーン領域にネットを割り当てます。

パネルにはすべてのプレーン層がリストされています。Layersセクションで層が選択されると、その下のセクションにその層の分割プレーンゾーンがすべてリストされます(プレーンが連続しており、分割が定義されていない場合は1つだけになります)。分割プレーンゾーンをダブルクリックすると、Split Planダイアログが開き、ネットを割り当てることができます。また、プレーン層がアクティブ層であるときにワークスペース内の層をダブルクリックしても、ダイアログを開くことができます。

内部信号層に実装されたコンポーネントのためのレイヤースタックの設定

関連記事: 埋め込みコンポーネント

内部信号層にコンポーネントを実装する場合には、2つの状況があります:

  1. 埋め込みコンポーネントがある場合、または
  2. リジッドフレックス基板のフレックス領域にコンポーネントが実装されており、そのフレックス層が基板のリジッドセクションの中間層から延びている場合。

ソフトウェアは、コンポーネントが実装されている各層でコンポーネントがどのように向いているかを知る必要があります。これにより、コンポーネントのプリミティブをミラーする必要があるかどうかをソフトウェアが判断できます。トップレイヤーとボトムレイヤーについては、これが自動的に設定されます。他のレイヤーについては、設定はデザイナーによって構成されます。

内部信号層に埋め込まれたコンポーネント(コンポーネントは青い輪郭で、キャビティはオレンジの輪郭で強調表示されています)。内部信号層に埋め込まれたコンポーネント(コンポーネントは青い輪郭で、キャビティはオレンジの輪郭で強調表示されています)。

  • コンポーネントの向きは、Layer Stack ManagerStackupタブのOrientation列でレイヤーごとに設定されます。
  • Orientation列が表示されていない場合は、レイヤーグリッド内の既存の見出しを右クリックして、コンテキストメニューからSelect columnsを選択して有効にします。
  • レイヤー上のコンポーネントは、上向き(Top)または下向き(Bottom)のいずれかにすることができます。

レイヤースタックの文書化

オブジェクトページ: レイヤースタックテーブル

ドキュメント作成は、設計プロセスの重要な部分であり、リジッドフレックス設計のような複雑なレイヤースタック構造を持つ設計にとって特に重要です。これをサポートするために、Altium Designerにはレイヤースタックテーブルが含まれており、これは(Place » Layer Stack Table)によって配置され、ワークスペース内のボード設計の隣に位置します。レイヤースタックテーブルの情報はLayer Stack Managerから得られます。

設計を文書化するためにレイヤースタックテーブルを含めます。
設計を文書化するためにレイヤースタックテーブルを含めます。

  • レイヤースタックテーブルを配置するには、Place » Layer Stack Tableを選択します。

  • レイヤースタックテーブルには以下の詳細が記載されています:

    • 設計で使用されるレイヤー
    • 各レイヤーに使用される材料
    • 各レイヤーの厚さ(およびオプションで基板の全体の厚さ)。
    • 誘電率定数
    • 各スタックの名前とそのスタックで使用されるレイヤー

     

  • 配置されたテーブル上の任意の場所をダブルクリックすると、Layer Stack TableモードでPropertiesパネルが開きます。

  • レイヤースタックテーブルには、基板のさまざまなレイヤースタックが基板の領域に割り当てられている方法を示すオプションの基板のアウトラインも含めることができます。Show Board Mapオプションとスライダーバーを使用してマップ設定を構成します。

  • レイヤースタックテーブルはインテリジェントな設計オブジェクトであり、設計が進行するにつれて配置および更新することができます。プロパティパネルで編集するには、レイヤースタックテーブルをダブルクリックします。

  • レイヤースタックを文書化する別の方法として、プロジェクトにドラフトマンドキュメントを追加し、それにレイヤースタックテーブルを追加することができます。ドラフトマンについてもっと学びましょう。

設計ドキュメントにこの情報を含めるために、機械レイヤーに.Total_Thicknessおよび.Total_Thickness(<SubstackName>) 特別な文字列を配置してください。

ドリルテーブルの含有

オブジェクトページ: ドリルテーブル

Altium Designerには、他の設計オブジェクトと同様に配置されるインテリジェントなドリルテーブルが含まれています。このテーブルは、全レイヤーペアに必要なドリル(コンポジット)を表示するか、特定のレイヤーペアを表示することができます。各レイヤーペアごとに別々のドリル情報を好む場合は、使用される各レイヤーペアに対してドリルテーブルを配置してください。

レイヤースタックを文書化する別のアプローチとして、プロジェクトにドラフトマンドキュメントを追加し、それにレイヤースタックテーブルを追加する方法があります。ドラフトマンについてもっと学びましょう。

高品質で柔軟な設計ドキュメンテーション

メイン記事: ドラフトマン

Altium Designerは、専用のドキュメントエディタであるドラフトマンも提供しています。ドラフトマンは、寸法、注釈、レイヤースタックテーブル、ドリルテーブルを含む高品質なドキュメントの作成環境として、一から構築されました。専用のファイル形式と一連の描画ツールに基づいて、ドラフトマンはカスタムテンプレート、注釈、寸法、コールアウト、およびメモを使用して、製造および組み立て図面をまとめるインタラクティブなアプローチを提供します。

ドラフトマンは、ボードの等角ビュー、ボードの詳細ビュー、およびボードのリアルビュー(3Dビュー)を含む、より高度な描画機能もサポートしています。

ドラフトマンのドキュメントに、単一または複数ページにわたって図面ビュー、オブジェクト、および自動注釈を配置します。ドラフトマンについてもっと学ぶ

レイヤースタックアップ用語

用語 意味
ブラインドビア 表面層から始まり、しかしボード全体を通過しないビア。通常、ブラインドビアは1層下がって次の銅層に至る。
バリードビア 一つの内部層から始まり、別の内部層で終わるが、表面の銅層には達しないビア。
コア 銅箔が両面にある硬質の積層板(しばしばFR-4)。
両面ボード 絶縁コアの両側に2つの銅層があるボード。全ての穴はスルーホールであり、つまり一方の側から他方の側まで全てを通過する。
細線特徴とクリアランス トラック/クリアランスは100µm(0.1mmまたは4mil)までが現在のPCB製造の標準とされており、コンポーネントパッケージングで利用可能な現在の技術限界は約10µmである。
高密度インターコネクト(HDI) 高密度インターコネクト技術、従来のPCBよりも単位面積あたりの配線密度が高いPCB。これは細線特徴とクリアランス、マイクロビア、バリードビア、および順次積層技術を使用して達成される。この名称は順次層ビルドアップ(SBU)の代替としても使用される。
マイクロビア 穴径が6ミル(150µm)未満のビアと定義される。マイクロビアはフォトイメージング、機械的にドリル加工、またはレーザードリル加工で作成できる。レーザードリル加工されたマイクロビアは、コンポーネントパッド内にビアを配置できるようにし、ビルドアップ製造プロセスの一部として使用されると、短いトラック(ビアスタブと呼ばれる)なしで信号層の遷移を可能にし、ビアによる信号整合性の問題を大幅に減少させるため、高密度インターコネクト(HDI)技術に不可欠である。
多層ボード

4層から30層以上に及ぶ複数の銅層を持つボード。多層ボードは以下の方法で製造できる:

  • 薄い両面ボードのセットが積み重ねられ(プリプレグによって分離され)、単一の構造体に熱と圧力の下で積層される。このタイプの多層ボードでは、穴はボード全体を通過する(スルーホール)、ブラインド、またはバリードである。バリードビアは、積層プロセス前に薄い両面ボードで単純にドリル加工されたスルーホールとして、特定の層でのみ機械的にドリル加工できることに注意。
  • または、上記のように製造された多層ボードに、さらに追加の層が両側に積層される。このアプローチは、マイクロビア、埋め込みコンポーネント、またはリジッドフレックス技術の使用を設計が要求する場合に使用される。
プリプレグ ガラス繊維布に熱硬化性エポキシ(樹脂+硬化剤)が含浸され、部分的に硬化したもの。
順次積層 最終積層前に薄い両面ボードで機械的にドリル加工されたバリードビア(穴)を含む多層PCBを作成する技術の名称。
順次層ビルドアップ(SBU) コア(両面、または絶縁体)から始まり、導電性および誘電体層が一方のボードの両側に一つずつ(複数の圧力パスを使用して)形成される。この技術はまた、ビルドアッププロセス中にブラインドビアを作成し、離散または形成されたコンポーネントを埋め込むことも可能にする。また、高密度インターコネクト(HDI)技術としても参照される。
表面積層回路(SLC) 多層コアから始まり、両側にビルドアップ層が追加される(通常は1から4層)。完成したボードを記述するために使用される一般的な表記はビルドアップ銅層 + コア銅層 + ビルドアップ銅層である。例えば、2+4+2は、4層コアに両側に2層が積層されたボードを記述する(2-4-2とも書かれる)。この技術は、ビルドアッププロセス中にブラインドビアを作成し、離散または形成されたコンポーネントを埋め込むことも可能にする。
If you find an issue, select the text/image and pressCtrl + Enterto send us your feedback.
注記

利用できる機能は、Altium 製品のアクセスレベルによって異なります。Altium Designer ソフトウェア サブスクリプション の様々なレベルに含まれる機能と、Altium 365 プラットフォーム で提供されるアプリケーションを通じて提供される機能を比較してください。

ソフトウェアの機能が見つからない場合は、Altium の営業担当者に連絡して 詳細を確認してください。

Content