Utilizzare le colate poligonali per le superfici in rame nel layout di PCB

Screenshot of AD18 3D copper plane in polygon pours for copper regions

Per i principianti nel layout del PCB ci sono molti termini che creano confusione e disorientamento. Ad esempio, qual è la differenza tra uno strato positivo, un riempimento superficiale, una colata poligonale o una colata di rame? Nessuna, rappresentano tutti la stessa cosa. Queste espressioni sembrano diverse e sono sicuro che ci sia qualche software di progettazione di PCB che sostiene il contrario ma, fondamentalmente, descrivono tutti la stessa cosa: creare una superficie metallica sul vostro progetto di PCB che non sia una traccia o un pad.

La creazione di queste superfici metalliche viene solitamente effettuata utilizzando gli strumenti di progettazione di PCB, usando una funzione specifica per creare metallo "intelligente" che si connetta ad una rete. In Altium Designer questa funzione è nota come colata poligonale. Sebbene sia possibile creare superfici metalliche che non hanno bisogno di un collegamento alla rete, la prassi migliore è creare una colata poligonale perché ha la capacità di connettersi ad una rete. Con una rete collegata, Altium Designer può definire le distanze dalle regole di progettazione ed eseguire altri controlli sulle colate poligonali. Ecco una breve descrizione di quello finora esposto.

Impostazione delle preferenze poligonali

La prima cosa da fare nella sessione layout di PCB in Altium Designer è assicurarsi che le preferenze poligonali siano impostate. Il menu “Preferenze” si trova alla fine del menu a discesa “Strumenti”. Una volta aperto, andate sul lato sinistro del menu e selezionate “Editor PCB > Impostazioni predefinite”. Da qui, selezionate “Poligono” e il menu preferenze sarà simile all’immagine seguente.

Screenshot of AD18 default primitives setup in polygon pours for copper regions

 Impostazioni predefinite iniziali Altium della colata poligonale per superfici in rame

Potete impostare valori per diversi livelli di progettazione e strutture di denominazione predefinite. Inoltre, è possibile impostare il valore predefinito per la modalità di riempimento, come si può osservare nell'immagine successiva. Altium Designer offre l'opzione di un riempimento solido, un riempimento tratteggiato o nessun riempimento con solo un contorno.

Screenshot of AD18 fill modes in polygon pours for copper regions

Le diverse modalità di riempimento con colata poligonale in Altium Designer

Creare colate poligonali per le superfici in rame

Adesso mettiamoci all’opera e creiamo una colata poligonale. Utilizzando la barra attiva nella parte superiore della finestra della sessione di disegno, selezionate l'icona Colata poligonale. Se tenete premuto il pulsante del mouse su questa icona, comparirà un piccolo menu a discesa che offre altre opzioni di poligono, ma le esamineremo più avanti. Per ora, cliccate sull’icona Colata poligonale e noterete che il cursore si trasformerà in un mirino verde. Adesso sarà possibile creare il poligono, come potete vedere dall’immagine di sinistra seguente.

Screenshot of AD18 creating polygon in polygon pours for copper regions

La creazione di una colata poligonale in Altium

Fate clic con il mouse per istanziare i vertici del poligono. Come potete vedere dall’immagine di sinistra precedente, abbiamo creato un piccolo poligono rettangolare. Usate il tasto destro del mouse per interrompere la modalità di creazione e vedrete il poligono selezionato, come nell’immagine di destra sopra rappresentata.

Cliccate di nuovo con il tasto destro del mouse per uscire dalla modalità di creazione del poligono, e noterete che il mirino verde è scomparso. Con il poligono creato ancora selezionato, cliccate di nuovo con il tasto destro per far comparire il menu a comparsa e selezionate “Proprietà”. Il pannello delle proprietà per la colata poligonale selezionata sarà simile a quello dell’immagine successiva.

Screenshot of AD18 polygon properties in polygon pours for copper regions

Le proprietà di una colata poligonale, visibili nella fase di progettazione elettronica

Nel pannello proprietà, la prima cosa da fare è identificare la rete da collegare alla colata poligonale. Il campo “Rete” ha un piccolo menu a discesa che vi permetterà di scorrere le reti presenti o di digitare il nome nel campo per trovare la rete desiderata. Nel pannello proprietà potete modificare alcune delle impostazioni predefinite precedentemente impostate. Se apportate delle modifiche, scorrete fino alla fine del pannello Proprietà per applicarle.

Per completare il collegamento della rete alla colata poligonale, dovrete colarla di nuovo. Con il poligono ancora selezionato, cliccate con il tasto destro e fate comparire nuovamente il menu a comparsa. Selezionate “Azioni poligono > Repour selected”. In questo modo la colata poligonale è collegata alla rete prescelta, come mostrato nell’immagine seguente.  

Screenshot of AD18 completed polygon in polygon pours for copper regions

Colata poligonale completa in Altium Designer 

Una cosa importante da ricordare è che non ci sono limiti su come creare la colata poligonale. Nelle immagini precedenti abbiamo creato un piccolo rettangolo a scopi dimostrativi. Abbiamo eliminato la colata precedente, creandone un’altra nella stessa area con gli stessi parametri. Date uno sguardo all’immagine successiva e noterete che il poligono è stato disegnato direttamente nelle altre tracce. Altium Designer applica le giuste distanze dalle regole di progettazione e aggiunge il metallo, dove necessario, per creare la colata poligonale.

Screenshot of AD18 polygon poured over objects in polygon pours for copper regions

Una colata poligonale è soggetta alle regole di progettazione per le distanze da altri oggetti durante la colata

Modificare le colate poligonali

Altium Designer offre funzioni di editing per le colate poligonali. All’inizio abbiamo citato che l’icona della colata poligonale, nella barra attiva, può offrire altre opzioni se tenete premuto il pulsante del mouse su di essa. Vi consente di creare un ritaglio poligonale e dividere la colata. Nell’immagine seguente potete vedere il ritaglio in basso a destra e la divisione in alto a destra, entrambi realizzati sulla stessa colata poligonale su cui abbiamo lavorato finora.

Screenshot of AD18 polygon cutout and split in polygon pours for copper regions

Aggiunta di un ritaglio e una divisione su una colata poligonale in Altium Designer

Un altro metodo per modificare il poligono è quello di cambiare il collegamento. Di solito, una superficie metallica su un circuito stampato si collega ad un pin con raggi, detto  pad termico a rilievo oppure riempie direttamente il metallo fino al foro di via. Altium Designer offre la possibilità di modificare il collegamento del poligono in modo da ottenere qualsiasi strategia di connessione desiderata.

Per modificare la connessione dei poligoni bisogna andare nelle regole di progettazione del software. Andate sul menu a discesa “Design” e successivamente su “Superficie > Tipo di connessione poligonale”. Nell’immagine seguente potete notare che ci sono regole per connettersi al poligono e per connettere un foro di via al poligono. Vi offre, quindi, la flessibilità di impostare la vostra strategia di connessione e se queste regole non sono sufficienti, potete crearne di nuove in base alle vostre esigenze.

Screenshot of AD18 polygon connection rules in polygon pours for copper regions

Le regole di connessione poligonale in Altium Designer

Nell’immagine precedente, abbiamo selezionato la regola “Connetti poligono” che gestirà la connessione tra i pin e il poligono. Ci siamo assicurati che fosse impostato su “Connetti in rilievo” e modificato il traferro a 0,63 mm. La modifica maggiore apportata a scopi dimostrativi è stata quella di cambiare la larghezza del conduttore fino a 0,05 mm e consentire solo 2 conduttori per pin.

Come potete vedere nell’immagine seguente, i cambiamenti sono stati apportati al poligono una volta che è stato colato di nuovo. Grazie alle modifiche, adesso c’è maggiore spazio tra i pin e il metallo. Inoltre, con solo due conduttori consentiti per pin, abbiamo fortemente limitato i punti in cui gli strumenti possono posizionarli. Notate come sono sottili i conduttori. Nella realtà, non è mai consigliabile creare un conduttore così sottile poiché servirebbe solo da “fusibile” soggetto a bruciarsi facilmente.

Screenshot of AD18 polygon redefined thermals in polygon pours for copper regions

La colata poligonale con collegamenti termici ridefiniti

Altium Designer offre  efficacia e versatilità per creare una colata poligonale al fine di soddisfare qualsiasi necessità nella progettazione di PCB. La chiave è sapere come crearla e assicurarsi di gestire le diverse impostazioni in modo da ottenere il risultato desiderato. Grazie a queste capacità, Altium Designer è il software di progettazione di PCB per un lavoro eccellente. Se non avete mai lavorato con Altium Designer prima d'ora, dovreste dare uno sguardo a come può essere utilizzato per creare colate poligonali per superfici in rame sul layout del vostro PCB.

Volete saperne di più su come Altium può aiutarvi a creare superfici metalliche sul vostro prossimo progetto PCB? Parlate con un esperto di Altium.

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Altium Designer

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