Uso del vertido de polígonos para regiones de cobre en la composición de PCB

Plano de cobre 3D con AD18 en vertido de polígonos para regiones de cobre en el diseño de PCB

Plano de cobre 3D con AD18 en vertido de polígonos para regiones de cobre en el diseño de PCB

Un principiante en la composición de PCB debe lidiar con una gran cantidad de terminología confusa y desconcertante. Por ejemplo, ¿cuál es la diferencia entre un plano positivo, un relleno de área, un vertido de polígono y un cobre de vertido? Ninguna. Aunque todas estas expresiones puedan sonar diferentes (y probablemente algún software de diseño por ahí me haga quedar como un mentiroso), en su mayor parte sirven para describir exactamente lo mismo: la creación de un área de metal en un diseño de placa de circuito impreso que no es una traza o un pad.

La creación de estas áreas de metal se hace normalmente con herramientas de diseño de PCB, mediante el uso de una función específica para crear metal "inteligente" que se acopla a una red. En Altium Designer, este proceso se conoce como crear un vertido de polígono. Aunque es posible crear áreas de metal que no se acoplan a ninguna red, se recomienda crear vertidos de polígonos por la posibilidad de unirlos a una. Con una red asociada, Altium Designer puede usar las reglas de diseño para comprobar las distancias y separaciones de los vertidos, y para hacer otras comprobaciones. Esta es una breve descripción de a qué me refiero.

Configuración de las preferencias de polígono

La primera cosa que se debe hacer en una sesión de composición de PCB en Altium Designer es configurar las preferencias de polígono en el menú “Preferences”. El menú “Preferences” puede encontrarse al final del menú desplegable “Tools”. Una vez abierto, hay que desplazarse a la sección izquierda del menú y seleccionar “PCB Editor > Defaults”. Desde allí, selecciona “Polygon”. El menú de preferencias tendrá un aspecto similar al de la imagen siguiente.

Configuración de primitivas predeterminadas en vertido de polígonos para regiones de cobre en el diseño de PCB con AD18r

Configuración de primitivas predeterminadas en vertido de polígonos para regiones de cobre en el diseño de PCB con AD18r

Es posible definir valores para las diferentes capas del diseño y para las estructuras de nomenclatura predeterminadas. Además, es posible configurar el valor predeterminado para la modalidad de relleno, como se puede ver en la imagen inferior. Altium Designer ofrece distintas posibilidades: relleno sólido, de cuadrícula o trama, o bien sin relleno (con solo un contorno).

Modos de relleno de AD18 en vertido de polígonos para regiones de cobre

Modos de relleno de AD18 en vertido de polígonos para regiones de cobre

Creación de vertidos de polígonos para regiones de cobre

Pasemos ahora a la actividad real de crear un vertido de polígono. Usando la barra activa situada en la parte superior de la ventana de la sesión de diseño, selecciona el icono de vertido de polígono. Si mantienes pulsado el botón del ratón en este icono, aparecerá un pequeño menú desplegable en el que se muestran otras opciones relacionadas con los polígonos, pero eso lo examinaremos más a fondo más tarde. Por ahora, pulsa simplemente en el icono de vertido de polígono. El cursor cambiará a un puntero en forma de cruz de color verde, lo que indica que ya puedes empezar a crear el polígono, como se observa en la imagen izquierda más abajo.

 

Creación de un vertido de polígono en Altium Designer

Creación de un vertido de polígono en Altium Designer

Haz clic para instanciar los vértices del polígono. Como se puede ver en la imagen izquierda anterior, hemos creado un pequeño polígono rectangular. Haz clic con el botón derecho del ratón para detener el modo de creación. Aparecerá el polígono seleccionado, como se muestra en la imagen derecha anterior.

Vuelve a hacer clic con el botón derecho del ratón para salir del modo de creación de polígonos. Puedes observar que el puntero de cruz verde desaparece. Con el polígono recién creado aún seleccionado, haz clic otra vez con el botón derecho para abrir el menú desplegable y selecciona “Properties”. Ahora, podrás ver el panel de propiedades del polígono seleccionado, similar al de la imagen inferior.

Propiedades de un vertido de polígono

Propiedades de un vertido de polígono

En el panel de propiedades, lo primero que tienes que hacer es identificar la red que quieres asociar a este vertido de polígono. El campo “Net” incluye un pequeño menú desplegable que te permite recorrer todas tus redes. También puedes introducir información en este campo para buscar la red deseada. Además, puedes cambiar otros parámetros del panel de propiedades, si quieres cambiar alguno de los valores predeterminados que definiste anteriormente. Si haces algún cambio aquí, desplázate al final del panel de propiedades para aplicar los cambios hechos.

Para completar la conexión de la red al vertido, deberás repetir el vertido. Con el polígono aún seleccionado, haz clic con el botón derecho para que aparezca el menú desplegable de nuevo. Selecciona “Polygon Actions > Repour Selected”. Podrás observar ahora que el vertido de polígono está conectado a la red deseada, como se muestra en la imagen inferior.

Vertido de polígono completado en Altium Designer

Vertido de polígono completado en Altium Designer

Un aspecto que es importante tener en cuenta es que no hay restricciones en la manera de crear un vertido de polígono. En las imágenes anteriores, creamos un pequeño rectángulo a efectos de presentación. Eliminamos ese vertido y creamos otro nuevo en la misma área y con los mismos parámetros. Observa la imagen que aparece a continuación y podrás ver que dibujamos nuestro polígono directamente en otras trazas Altium Designer aplica las distancias correctas a partir de las reglas de diseño y añade metal donde es necesario para crear el vertido de polígono.

Vertido de polígono sobre objetos con AD18

Vertido de polígono sobre objetos con AD18

Modificación del vertido de polígono

Altium Designer ofrece, asimismo, algunas funciones para la edición de vertidos de polígonos. Anteriormente, mencionábamos que el icono de vertido de polígono de la barra activa ofrece algunas opciones si se mantiene pulsado el botón del ratón. Así, ofrece la posibilidad de crear un recorte de un polígono o de dividir un vertido. En la imagen más abajo, se pueden ver tanto el recorte, en la sección inferior derecha, como la división, en la sección superior derecha, que hemos creado en el mismo vertido que hemos estado mostrando todo el tiempo.

Creación de un recorte y una división en un vertido de polígono en Altium Designer

Creación de un recorte y una división en un vertido de polígono en Altium Designer

Otra forma de modificar el polígono es cambiando el modo de conexión. Normalmente, un plano de metal de una placa de circuito se conectará a un pasador (pin) con radios llamado  pad de alivio térmico, o llenará directamente el metal en el orificio, como en el caso de las vías. Altium Designer ofrece la posibilidad de cambiar la conectividad del polígono, con el fin de poder seguir la estrategia de conexión preferida.

La conectividad de los polígonos se cambia en las reglas de diseño de Altium Designer. Encontrarás estas reglas en el menú desplegable “Design”. Una vez allí, tendrás que desplazarte a la opción “Plane > Polygon Connect Style”. En la imagen inferior, se puede ver que hay reglas para conectar con el polígono y para conectar una vía al polígono. Esto ofrece una gran versatilidad a la hora de configurar la estrategia de conexión, y, si esas reglas no son suficientes, se pueden crear otras reglas de conexión.

 Reglas de conexión de polígonos de AD18 en vertido de polígonos para regiones de cobre

Reglas de conexión de polígonos de AD18 en vertido de polígonos para regiones de cobre

En la imagen anterior, hemos seleccionado la regla “PolygonConnect”, que determina cómo se conectan los pasadores al polígono. Establecimos el estilo de conexión “Relief Connect” y cambiamos el espacio de aire a 25 mil. El cambio notable que hicimos, a efectos de demostración, fue reducir el ancho de conductor a 2 mil y permitir solamente 2 conductores por pasador.

Como se puede ver en la imagen inferior, todos los cambios se actualizaron en el polígono al repetir el proceso de vertido. Debido al cambio de espaciado, ahora queda un gran hueco entre los pasadores y el metal. Además, con solo dos conductores por pasador, limitamos drásticamente dónde podrían colocarlos las herramientas. Asimismo, se puede ver cómo son de finos esos conductores. En el mundo real, nunca convendría crear un conductor tan fino, ya que solo serviría de “fusible”, el cual podría saltar fácilmente.

 Vertido de polígono con conexiones térmicas redefinidas

Vertido de polígono con conexiones térmicas redefinidas

Altium Designer tiene la  potencia y versatilidad necesarias para crear vertidos de polígonos capaces de adaptarse a todo tipo de exigencias en el diseño de PCB. La clave está en saber cómo crearlos, así como en controlar todos los parámetros a fin de obtener los resultados deseados. Gracias a esta capacidad, Altium Designer es el software de diseño de PCB perfecto para un trabajo bien hecho. Si aún no has probado Altium Designer, deberías ver cómo puede ayudarte a crear vertidos de polígonos para regiones de cobre en tu composición de PCB.

¿Te gustaría descubrir más acerca de cómo Altium puede ayudarte a crear planos de metal en el diseño de tu próxima PCB? Habla con un experto de Altium.

Acerca del autor

Altium Designer

PCB Design Tools for Electronics Design and DFM. Information for EDA Leaders.

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