内容包括
PCB绘图软件各层含义的详细介绍以及一些在实际工作中的应用，Layout时多层板分层原则与阻抗匹配
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目录：
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、电路中的Top/Bottom Paste、Top/Bottom Solder详情
1）Top/Bottom Paste用于贴片元件点胶或开钢网漏锡
2）Top/Bottom Solder制板时用于镀锡
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
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一、各层概述
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二、分别详述
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）
也称元件层，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）
也称焊接层，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，如下图。
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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、盲孔和埋孔实现互相连接。
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的，对于多个电源，就需要对电源层进行分割，(当然如果布线拥挤也可以将一部分电源走线放在信号层里，或者反过来将信号层的线放在内电层中)。另外信号层和内电层应该岔开(即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)。
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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。
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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，下面举例说明我们的常用方法。
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：我们用来放置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“ 工作中问题总结之六、成本控制3、工艺控制之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。
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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。
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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候，我们在焊盘添加Solder Mask层，最终制作出来就会出现如图效果，金色部分就是漏出来的焊盘，如果我们没有开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。这种开裸铜的主要目的就是为了散热作用。
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。
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6、电路中的Top/Bottom Paste、Top/Bottom Solder详情
1）Top/Bottom Paste用于贴片元件点胶或开钢网漏锡
Top Paste：
Bottom Paste：
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2）Top/Bottom Solder制板时用于镀锡
Top Solder：
Bottom Solder：
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。
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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。
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1）四层板的叠层，推荐叠层方式：SIG－GND(PWR)－PWR (GND)－SIG
GND－SIG1－SIG2－POWER
S1层上信号线质量最好，S2次之。 对EMI有屏蔽作用，但电源阻抗较大。此板能用于全板功耗大而该板是干扰源或者说紧临着干扰源的情况下。
2）六层板的叠层，推荐叠层方式：SIG－GND－SIG－PWR－GND－SIG；
3）八层板的叠层，推荐叠层方式：
由于增加了参考层，具有较好的EMI性能，各信号层的特性阻抗可以很好的控制
1 Signal 1 元件面、微带走线层，好的走线层
2 Ground 地层，较好的电磁波吸收能力
3 Signal 2 带状线走线层，好的走线层
4 Power 电源层，与下面的地层构成优秀的电磁吸收
5 Ground 地层
6 Signal 3 带状线走线层，好的走线层
7 Power 地层，具有较大的电源阻抗
8 Signal 4 微带走线层，好的走线层
最佳叠层方式，由于多层地参考平面的使用具有非常好的地磁吸收能力。
1 Signal 1 元件面、微带走线层，好的走线层
2 Ground 地层，较好的电磁波吸收能力
3 Signal 2 带状线走线层，好的走线层
4 Power 电源层，与下面的地层构成优秀的电磁吸收
5 Ground 地层
6 Signal 3 带状线走线层，好的走线层
7 Ground 地层，较好的电磁波吸收能力
8 Signal 4 微带走线层，好的走线层
叠层优劣具体分析见：https://download.csdn.net/download/liht_1634/86799674。
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2、阻抗匹配
反射电压信号的幅值由源端反射系数ρs和负载反射系数ρL 决定。
ρL = (RL - Z0) / (RL + Z0) 和 ρS = (RS - Z0) / (RS + Z0)
在上式中，若RL=Z0则负载反射系数ρL=0。若 RS=Z0源端反射系数ρS=0。
由于普通的传输线阻抗Z0通常应满足50Ω的要求50Ω左右，而负载阻抗通常在几千欧姆到几十千欧姆。因此，在负载端实现阻抗匹配比较困难。然而，由于信号源端(输出)阻抗通常比较小，大致为十几欧姆。因此在源端实现阻抗匹配要容易的多。如果在负载端并接电阻，电阻会吸收部分信号对传输不利(我的理解).当选择TTL/CMOS标准 24mA驱动电流时，其输出阻抗大致为13Ω。若传输线阻抗Z0=50Ω，那么应该加一个33Ω的源端匹配电阻。13Ω+33Ω=46Ω (近似于50Ω，弱的欠阻尼有助于信号的setup时间)。
当选择其他传输标准和驱动电流时，匹配阻抗会有差异。在高速的逻辑和电路设计时，对一些关键的信号，如时钟、控制信号等，建议一定要加源端匹配电阻。这样接了信号还会从负载端反射回来，因为源端阻抗匹配，反射回来的信号不会再反射回去。
信号传出至反射回来时，总时间是否超过上升沿的20%，若超出则需要阻抗匹配。
阻抗匹配可以用一些仿真软件计算PCB的阻抗，如AppCAD；器件的阻抗可以通过手册查询。
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四、Gerber文件的理解
1、Gerber文件清单
做PCB板的时候，一般交给板厂的Gerber文件中必须包括下面的1-10和15，其中11-14可以不用，但建议一起放在Gerber文件中。
1）GTO(Top Overlay):顶层丝印层，常见为白油。
2）GTS(Top Solder):顶层阻焊层，常见为绿油。
3）GTL（Top Layer）:顶层走线层。
4）Gtp(Top Paste Mask):顶层锡膏防护层。
5）GBp(Bottom Paste Mask):底层锡膏防护层。
6）GBL(Bootom Layer):底层走线层。
7）GBS(Bottom Solder):底层阻焊层，常见为绿油。
8）GBO（Bottom Overylay）:底层丝印层，常见为白油。
9.GMx（Mechanical）或GKO(Keep-out Layer):用来定义板框，板框在那层就选那层。
10）Gx(Mid Layer):为中间信号X层，中间有多少层就有多少文件。
11）Gd(Drill Drawing):钻孔制图层。
12）Gg(Drill Guide)：钻孔说明层。
13）Gpt(Top Pad Master):顶层焊盘层。
14）Gpb(Bottom Pad Master):底层焊盘层。
15）NC drill Files:钻孔文件，AD导出一般为txt文件。一般有如下几个文件：
①RoundHoles-NonPlated（圆孔-非电镀钻孔文件）
②RoundHoles-Plated（圆孔电镀钻孔文件）
③SlotHoles-Plated（槽孔镀层 钻孔文件）
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2、Gerber各文件讲解
1）Top Overlay/Bottom Overylay:顶层和底层丝印层，主要显示元器件边框，位号，属性，标注信息等。
2）Top Solder/Bottom Solder:层和底层阻焊层，显示的是不需要覆盖绿油的焊盘，开窗，器件等。
3）Top Layer/Bootom Layer:顶层和底层走线层，顶层和底层的走线信息。
4）Mechanical或Keep-out Layer：用于放置机械图形，如PCB的外形等，在这层上放置的图形在任何层上都有相应的图形，并且是不会被丝印上阻焊剂的。一般用于放置板框。
5）Top Paste Mask/Bottom Paste Mask：这两层是用于制作钢网的文件。
6）Drill Drawing，Drill Guide，NC drill Files都是钻孔信息，它们各有什么作用了？为什么导出Gerber文件了还需要导出NC Drill Files？
①DrillGuide主要作用是引导钻孔用的，主要是用于手工钻孔以定位
②DrillDrawing是用于查看钻孔孔径的，在手工钻孔时，这两个文件要配合使用。不过现在大多是数控钻孔，所以这两层用处不是很大，即需要我们为数控提供NC drill Files（一般为txt或excel文件）。虽然Drill Drawing和Drill Guide文件可以由NC drill Files生成，但为了减少后续工作，建议在文件中加上这两个文件。
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