PCB板子这9个层分别是什么“妖魔鬼怪”？

PCB设计中的层次详解：逻辑、实体与实践


引言

在电子产品设计中，PCB（Printed Circuit Board，电路板）是将元器件与电子部件集成的关键载体，每个设计层的功能及其用途对实现高效、可靠的电子系统至关重要。本文将深入探讨PCB设计中的核心层概念，为初学者和经验丰富的工程师提供完整的理解框架，并强调在设计实践中的注意事项。




层次概述

在PCB设计流程中，通过多层结构为电子设计提供精细化控制。不同的设计层有特定的功能，旨在满足安全、性能和制造需求。下文将对9个主要设计层进行详细介绍。

01. Mechanical Layer（机械层）

机械层定义了PCB外观和尺寸，包含了设计公司或制造商要求的机械信息。例如，它承载电路板的外形结构、数据标记、对齐标记、装配说明以及任何与设计布局和缩放相关的尺寸要求。机械层的元素对PCB的物理完整性至关重要，与工业标准和封装适配性密切相关。

02. Keep out Layer（禁止布线层）

此层用于划定电路板上允许放置元件和布线的有效区域。禁止布线层确保电性能层（如信号层）不会无意间延伸至不必要的区域，这不仅有助于组织布线，还能防止脚本触碰和短路。不过，建议明确区分它与机械层的概念，避免混淆，以防因属性配置而引发生产问题。

03. Signal Layer（信号层）

核心的电路传输层包括顶层（Top Layer）、底层（Bottom Layer）以及最多三十个中间层（MidLayers），用于布局导线和电路线路。顶层、底层通常用于放置元件，中间层用于走线，以减少信号干扰和提高电磁兼容性。

04. Topology Layer（顶层、底焊盘钢网层）

设计中包含用于SMT（Surface Mount Technology，表面贴装技术）的顶层（Top Paste）和底焊盘钢网层（Bottom Paste）。这些层与焊盘大小一致，用于钢网合成的精确控制，确保焊膏均匀覆盖在预定位置。

05. Solder Layer（阻焊层）

放置于顶层和底焊盘下，阻焊层（Solder Layer）用于防止暴露于焊接过程中的关键电路路径被 resolder。通过选择性地覆盖阻焊层，可以保护关键元件免受非指定区域的残留焊料侵蚀。

06. Internal Plane Layer（内部电源/接地层）

对于多层板，这种层用于配置电源线和接地线。将这些层组织在PCB上，允许更高效的能量分布和电路参考，充分考虑电源管理和地电网的容量。

07. Silkscreen Layer（丝印层）

丝印层（Silkscreen Layer）负责放置打印信息，包括元件轮廓、标注和各种注释字符。顶层和底层（Top Overlay 和 Bottom Overlay）分别放置相应的PCB层的丝印文件，确保所有指令清晰可见。

08. Multi Layer（多层）

这是一个抽象层，在设计中特别用于处理焊盘和通孔。通过在多层设置布线源，设计者能够明确表示哪些点和孔需要贯穿整个PCB，通过与不同导电层建立电气联通。关闭此层可能导致焊盘和通孔隐匿，影响PCB图纸的完整性和可读性。

09. Drill Drawing Layer（钻孔层）

提供PCB制造过程中的钻孔信息，包括焊盘和过孔设计。通过Drill Grid层和Drill Drawing层，设计者明确指引在制造流程中如何加工这些特定孔位，深入了解其对于实现精确PCB制造的重要性。