Cómo maximizar el cobre en el diseño de su PCB: los pros y los contras del vertido de cobre versus la colocación

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Fuente de la imagen: usuario de Flickr billautomata (CC BY 2.0)

Hay un dicho en el diseño de PCB para verter cobre: ​​"El cobre es gratis". Significa que un diseñador editor de PCB debe pensar a la inversa. Una placa comienza como cobre sólido, y el cobre que no desea se elimina. Es más rápido de construir, menos consuntivo y menos costoso para hacer una placa que es principalmente de cobre en comparación con la placa del mismo tamaño que es principalmente desnuda. Elegir la técnica correcta marcará la diferencia entre una experiencia sin esfuerzo o frustrante.

El acto de maximizar el cobre se logra más comúnmente de dos maneras:

  1. Manualmente: este método suele ser más rápido, pero descuidado. Al definir y colocar formas específicas, el cobre se puede colocar rápidamente como objetos. Estos objetos de enrutamiento se pueden asignar a una red y se comprobarán si hay cortos o errores durante la verificación de continuidad. Esta técnica es preferida para giros rápidos o prototipos.

  2. Automáticamente: este método consume más tiempo; sin embargo, un vertido de cobre puede facilitar la maximización del uso de cobre. En lugar de colocar la placa y luego regresar y colocar formas de cobre para llenarlo, se puede dejar el cobre máximo dibujando un borde alrededor del área de la placa y vertiendo el cobre.

Cómo el cobre vierte puede ahorrar tiempo

Al verter cobre, se define un límite y todo lo que está dentro se conecta automáticamente cuando se realiza la operación de vertido. Esta técnica suele ser más fácil y rápida si el área es grande, tiene una forma inusual o está llena de varios objetos de forma irregular. Una operación de vertido llenará automáticamente varias áreas irregulares, además, aislará automáticamente otras partes o rastros en el área.

Los objetos en la misma red, como el plano de tierra, se conectarán según la página de configuración o las reglas de diseño. Los objetos que un vertido de cobre puede manejar automáticamente son vías, trazas, redes, calcomanías, áreas anuladas y almohadillas. Utilizado correctamente, el vertido de cobre realizará automáticamente las conexiones que debería y evitará las conexiones que no debería. Estas conexiones se pueden verificar dos veces utilizando la herramienta de verificación de continuidad.

 

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Fuente de la imagen: Usuario de Flickr Low Voltage Labs (CC BY 2.0)

Cuándo tomar un enfoque manual o automático para sus diseños de PCB

Muchas veces estamos dispuestos a hacer las cosas manualmente, ya que parece una solución más rápida a corto plazo y no necesitamos renunciar al control de nuestros diseños. Sin embargo, cuando observa el panorama general, un enfoque automático puede ser una mejor opción a largo plazo, aunque es más trabajo por adelantado. Aquí hay tres situaciones en las que usar un vertido de cobre podría ser la mejor opción para su diseño.

Gestión de polígonos

Manual: si está haciendo un prototipo, no pierda el tiempo haciendo que el diseño se vea bonito, especialmente si se garantiza que el diseño cambiará. Crear una forma cerrada convencional de cobre es rápido y fácil, pero cuando se trata de polígonos inusuales puede llevar mucho tiempo. Una técnica rápida y sucia es soltar cuadrados, triángulos y trapezoides superpuestos uno al lado del otro y uno encima del otro para construir su forma. Si bien esto es útil para soluciones a corto plazo, eventualmente tendrá que hacer algunas ediciones de vértices para limpiar su diseño, lo que puede ser tedioso.

Automático: el uso de un vertido de cobre para este proceso es automático en el sentido de que evita que tenga que administrar polígonos. Al definir un borde y verter cobre, evita crear objetos que deberán ajustarse más adelante si se realizan cambios.

Manejo de Aviones

Manual: en el diseño de PCB de placa de circuito impreso, un plano es un área grande de cobre donde todas las conexiones son una red. Si está construyendo una placa con planos separados y agregando y cambiando partes a menudo, es una solución más fácil a corto plazo para enrutar trazos punto a punto.

Automático: si su diseño utiliza un plano para el suelo, que es una excelente manera de evitar varios rastros que van todos al mismo punto, un vertido de cobre es especialmente efectivo. Definir y verter un plano de cobre conectará automáticamente todas las conexiones en una red.

Gestión térmica

Manual: una forma rápida de enfriar una parte caliente es agregar un gran cuadrado de cobre a la calcomanía para ayudar a eliminar el calor. Esto puede funcionar mejor si tiene mucho espacio para trabajar, lo que muchas veces no es el caso.

Automática: puede maximizar fácilmente el alivio térmico potencial definiendo un área alrededor de sus partes más críticas y dándoles la prioridad. Incluso una matriz de vías de costura puede inundarse fácilmente en ambos lados. Use esto cuando sea importante maximizar el área de superficie de cobre.

Cuando se utilizan vertidos de cobre, el tiempo dedicado a definir las reglas para las conexiones permitirá que los futuros diseños se viertan perfectamente, lo que le permite centrarse en la funcionalidad, en lugar de la conectividad. Esta inversión aprovechará el ahorro de tiempo en futuros diseños.

Smart Copper Editing puede organizar estas diferencias de una manera simple y significativa para permitir que los requisitos generales, marginales y específicos se apliquen automáticamente mientras se vierte cobre. Smart Copper Editing también puede ayudar a administrar otras áreas, como bordes de placas y regiones únicas. En las reglas de diseño, defina sus vías, trazas, redes, calcomanías, áreas anuladas y almohadillas con reglas específicas únicas para el vertido de cobre.

Tener una herramienta de calidad como Smart Copper Editing elimina la frustración de tener formas irregulares de cobre que consumen mucho más tiempo del que deberían. Ahorre tiempo y evite la frustración ajustando rápidamente su diseño para cumplir con los requisitos que debe cumplir. Póngase en contacto con Altium para obtener más información sobre su software PCB Designer y cómo esta herramienta puede ayudarlo.

Acerca del autor

Lawrence Romine

EDA industry thought-leader and veteran expert at Altium, Lawrence is a firm believer that unified solutions are not just nice, but essential.

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