目錄
3.應用舉例——在一塊PCB上使用多個(安全間距不同的)接地銅皮
1.銅皮操作分類
功能名稱 | Fill (銅皮) |
Solid Region (實心灌銅) |
Polygon Pour (灌銅) |
Polygon Pour Cutout (挖銅) |
Slice Polygon Pour (切割灌銅) |
功能描述 | 繪製一塊實心的銅皮,將區域中的所有連線和過孔連接在一塊,而不考慮是否屬於同一個網絡。 | 作用與Fill相近,區別在於其形狀除矩形外還可以定製爲其它形狀。 | 作用與Fill相近,區別在於灌銅會避開與銅皮網絡不同的過孔、走線以及焊盤。 | 在灌銅區建立挖銅區。 | 如果需要對灌銅進行優化或縮減,可在縮減區域用Line進行分割成兩個灌銅,將不要的灌銅區域直接刪除。 |
特點 | 形狀只能爲矩形,內部實心,帶網絡。 | 形狀可定製,內部實心,帶網絡。 | 形狀可定製,內部可以實心或者空心,自動避開其它網絡,帶網絡。 | 形狀可定製,內部空心,不帶網絡。 | 將一塊銅皮分成多塊銅皮,不帶網絡。 |
快捷鍵 | P+F | P+R | P+G | P+"Polygon Pour Cutout" | P+Y |
2.鋪銅技巧
2.1 過孔處理
2.1.1 過孔與綠油
過孔菜單欄中"Force complete tenting on top"和"Force complete tenting on bottom"依次爲過孔在頂層和底層的綠油選項,
勾選爲塗綠油,不勾爲不加綠油。
過孔添加綠油前後效果對比:
2.1.2 過孔的十字連接與直接連接
打開AD10的Rules,切換至Plane-->Polygon Connect Style-->isVia子菜單中,通過修改選項Connect Style,可以改變Via的連接方式,其中Relief Connect爲十字連接,Direct Connet直接連接(銅皮包裹住過孔),No Connect爲過孔與銅皮斷開連接。
2.2 設置灌銅安全間距(Clearance)
主要步驟:
(1)在Clearance一欄中新建間距規則Clearance_inpolygon,優先級需要高於Clearance;
(2)在Where The First Object Matches一欄中選擇Advanced;
(3)在右側Full Query一欄填入“InPolygon”;
(4)在Constraints一欄中填寫需要設定的銅皮安全間距。
將銅皮的安全間距分離,可使灌銅操作更加靈活,在高速信號線場合其安全間距通常設爲5mil,而在電源線場合安全間距需要調大一點,通常取10mil以上。
2.3 設置空心灌銅
雙擊需要空心處理的灌銅,在彈出的菜單欄中,將其網絡修改爲“No Net”,最後點擊OK,即可完成網絡的空心化。
以下爲12V灌銅區域空心化前後對比,空心化的好處在於,方便修改其它網絡的走線,修改好後將灌銅網絡改回原網絡,重新灌銅即可更新銅皮。
12V鋪銅區域空心化之前: | 12V鋪銅區域空心化之後: |
2.4 調整灌銅形狀
主要操作步驟:
(1)單擊選中需要修改的銅皮;
(2)使用快捷鍵M+G;
(3)點擊高亮的銅皮,並按照需要優化銅皮的形狀,實際效果如下:
2.5 生成圓形的挖銅區域或者實心灌銅區域
(1)在Toplayer層畫一個圓圈(快捷鍵P+U);
(2)選中圓圈,使用快捷鍵T+V+R,可在圓圈內部生成一個圓形實心灌銅區域,效果如下:
(3)選中圓圈,使用快捷鍵T+V+T,可在圓圈內部生成一個圓形挖銅區域,效果如下:
2.6 設置三角形拖錫焊盤
三角形拖錫焊盤用於管腳密集型的直插元件的封裝上,可以防止波峯焊時管腳粘錫的現象。
拖錫焊盤爲三角形Solid Region(實心灌銅),如下圖所示,爲了防止綠油覆蓋在焊盤上方,
需要在Bottom Solder層添加同樣的實心灌銅區域。
拖錫焊盤3D效果如下:
2.7 切割銅皮
快捷鍵P+Y,銅皮切割效果如下:
切割之前 | 切割之後 |
3.應用舉例——在一塊PCB上使用多個(安全間距不同的)接地銅皮
3.1 要求
下方PCB中,陰影區爲高速信號線區域,要求接地銅皮的安全間距爲5mil。陰影區域之外的爲普通接地銅皮區,要求安全間距爲8mil。
考慮到加工難度,要求所有銅皮到焊盤之間的安全間距爲8mil(包括高速信號線區域)。將上方進行歸納,主要包括:
(1)高速信號線區域接地銅皮安全間距爲5mil;
(2)普通接地銅皮區域的安全間距爲8mil;
(3)銅皮到焊盤之間的安全爲8mil;
說明:爲了便於演示,下方所有PCB均隱藏了中間層和底層。
3.2 面臨的困難及解決方法
高速信號線區域鋪銅皮時面臨以下兩個問題:
(1)高速信號線區域的銅皮安全間距爲5mil,小於銅皮到焊盤之間的安全間距8mil;
(2)普通鋪銅區域包含了高速鋪銅區域,如何將兩塊銅皮區域進行分割。
解決思路:
問題(1):在焊盤的Toplayer層添加挖銅區域,挖銅區域的邊界離焊盤的間距不小於8mil;
(當焊盤爲圓形時,可以參考第2.5節進行設置)
問題(2):先進行高速信號線區域的鋪銅,接着在其四周添加挖銅區域,最後再進行普通區域的鋪銅。
(注意高速鋪銅區域的面積要略大於其對應的挖銅區域面積,保證地連接在一起)
3.3 具體實現方法
3.3.1 接地銅皮空心化
將板子整個接地銅皮空心化,雙擊銅皮,將網絡GND改爲No Net,完成後效果如下:
3.3.2 在高速區域給每個焊盤添加挖銅區域
在矩形焊盤上添加矩形挖銅區域,圓形焊盤添加圓形挖銅區域,挖銅區域邊界與焊盤邊界距離均要大於8mil,接地焊盤處可以不添加挖銅區域。挖銅區域的邊界爲一紅色的虛線,爲了方便觀察,下方截圖中將所有挖銅區域進行了高亮顯示。
3.3.3 高速信號區域鋪接地銅皮
在高速信號區域鋪銅時,需要先將銅皮安全間距改爲5mil(詳細操作見第2.2節),接着使用快捷鍵P+G進行鋪銅皮,完成後效果如下:
現在看下添加挖銅區域後鋪銅皮的效果,如下圖所示:
3.3.4 在高速鋪銅區域上方添加挖銅區域
要求挖銅區域的面積要略小於高速區域接地銅皮的面積,兩者邊界間距大於5mil即可。
3.3.5 讓整塊板子的接地銅皮重新鋪銅
鋪銅皮前需要將銅皮安全間距設爲8mil,之後雙擊空心銅皮,將其網絡由No Net改爲GND,完成後效果如下:
3.3.6 補充說明
(1)疑問:在對高速區域銅皮進行調整後,爲什麼將其網絡由No Net改回GND時,銅皮始終是空心狀態的?
答:因爲高速區域銅皮上方有挖銅區域,在調整銅皮時可以參考一個過孔的座標,將挖銅區域剪切一下,等銅皮鋪完成以後再在參考過孔處將挖銅區域粘貼回去。
(2)將銅皮安全間距由5mil改爲8mil,高速信號線區域會出現變綠報錯的現象,此時請使用Tools-->Reset Error Markers忽略該報錯提示,待普通區域銅皮鋪完後,再將銅皮的安全間距改回5mil即可。
4.參考資料
(1)PCB設計問題(個人總結)12
http://3y.uu456.com/bp-e3ba8ca60029bd64783e2c68-1.html