在Altium Designer (AD) 中为PCB上的GND网络铺铜,也称为覆铜或灌铜,主要步骤如下:
核心步骤:
- 切换到需要铺铜的层:
- 在PCB编辑器底部标签栏,点击要在其上铺铜的层,例如
Top Layer或Bottom Layer。也可以选择内电层(如果使用负片层方式管理电源/地)。
- 在PCB编辑器底部标签栏,点击要在其上铺铜的层,例如
- 启动放置铺铜命令:
- 菜单方式: 点击主菜单
Place->Polygon Pour。 - 工具栏方式: 点击布线工具栏上的
Place Polygon Pour图标 (通常像一个带网格的正方形或实心正方形)。 - 快捷键: 按快捷键
P->G。
- 菜单方式: 点击主菜单
- 配置铺铜属性:
- 执行命令后,会弹出
Polygon Pour属性对话框。最关键的是设置连接到正确的网络:Net Options->Connect to Net: 从下拉列表中选择GND网络。确保该网络已存在于你的设计中。Remove Dead Copper: 强烈建议勾选。这会自动移除没有连接到指定网络(GND)的孤立铜皮区域,避免产生“孤岛”(死铜),死铜容易引起EMI问题。
- 设置铺铜类型:
Fill Mode:选择铜皮的填充模式:Solid (Copper Regions): 最常用。实心铜皮,提供最好的屏蔽和载流能力。Hatched (Tracks/Arcs): 网格状铜皮。在需要透气和减轻热应力时使用(如波峰焊),但屏蔽和载流不如实心。None (Outlines Only): 只有边框,不填充内部。很少用于GND铺铜。
- 设置铺铜与其它对象的间距规则:
Properties->Clearance:Rule: 通常选择Polygon。这意味着铺铜与其它对象的间距将遵循你在设计规则中为Polygon类对象设定的安全间距(Clearance)。确保你的设计规则(Design -> Rules -> Electrical -> Clearance)里设置了合适的Polygon到其他对象(如Track,Pad,Via)的间距值。 这是防止短路的关键。- 也可以手动设置
Override一个特定值(临时覆盖规则),但建议尽量通过设计规则统一管理。
- 设置铺铜与过孔/焊盘的连接方式 (重要):
Properties->Connect Style:Rule: 通常选择Relief Connect或Direct Connect。Relief Connect(热焊盘/花焊盘): 强烈推荐。这是最常用的方式。通过几根细导线(Thermal Spoke)连接铺铜与焊盘/过孔。好处是:- 焊接时导热慢:避免大面积铜皮吸走过多的热量导致焊接困难(尤其手工焊)。
- 提供应力缓冲:防止热胀冷缩时铜皮拉扯焊点。
Direct Connect(直接连接): 焊盘/过孔直接完全连接到铺铜铜皮。导热性好,适用于需要良好散热的大功率器件接地焊盘或散热过孔(但要考虑焊接难度)。No Connect: 不连接。
Properties->Thermal Relief Conduction Width: 如果选择Relief Connect,这里设置热焊盘导线的宽度。通常比普通走线稍宽(如0.2mm-0.5mm)。Properties->Air-Gap Width: 如果选择Relief Connect,这里设置热焊盘导线与周围铜皮之间的间隙(开口)。Properties->Conductors: 设置热焊盘导线的数量(通常4个)。
- 执行命令后,会弹出
- 绘制铺铜区域轮廓:
- 关闭属性对话框(点OK)。
- 光标变成十字形。像绘制导线或边框一样,沿着你希望铺铜覆盖的区域边界依次点击放置顶点。
- 可以根据需要使用
Shift+Space切换拐角模式(90度、45度、任意角度)。 - 确保轮廓线形成一个闭合的多边形。最后一点需要点击回起始点,或者右键点击选择
Finish。
- 重新铺铜:
- 绘制完成后,AD通常会自动开始铺铜计算。
- 如果铺铜区域内有对象移动或修改(如移动元件、添加过孔、修改走线),或者你手动放置了新的铺铜区,铺铜不会自动更新。
- 手动重新铺铜: 快捷键
T->G->A(Tools->Polygon Pours->Repour All)。或者右键点击需要更新的铺铜区域 ->Polygon Actions->Repour Selected。 - (可选) 自动重新铺铜: 在
Tools->Polygon Pours菜单下可以设置自动重新铺铜的触发条件(如移动后),但手动T G A是最可靠的方式。
关键注意事项和技巧:
- GND网络确认: 务必确认你选择的网络确实是
GND。可以在原理图中检查网络标签或在PCB中选中一个GND焊盘查看其网络名。 - 设计规则: 铺铜的安全间距 (
Clearance Rule) 和连接方式 (Connect Style) 规则至关重要。务必在Design->Rules中正确配置:Electrical -> Clearance: 设置Polygon与Pad,Via,Track等的最小间距。Plane -> Polygon Connect Style: 可以设置全局的铺铜连接到焊盘的默认方式(热焊盘/直接连接)及其参数。在铺铜属性对话框中选择Rule就会应用这里的设置。
- 避免死铜: 必须勾选
Remove Dead Copper。死铜是天线,会产生噪声干扰。 - 层选择: 通常在顶层 (
Top Layer) 和底层 (Bottom Layer) 都需要为GND铺铜。对于多层板,强烈建议使用专用的内电层 (Internal Plane) 来处理主要的GND和电源网络。内电层是负片设计,效率更高。在Layer Stack Manager中添加内电层并分配网络(如GND)。 - 过孔使用: 大量使用接地过孔 (
GND Via) 将顶层、底层和内电层的GND平面连接起来,形成低阻抗的接地通路。这是保证良好接地和EMC性能的关键。可以在铺铜区域内均匀分布地过孔阵列。 - 关键区域:
- 高速信号线下方: 确保高速信号线下方有完整的GND平面(最好在同一层相邻层),提供信号返回路径,减少EMI。
- 屏蔽区域: 可以在敏感电路或噪声源周围用铺铜(通常接到GND)进行屏蔽。
- 晶振区域: 通常在晶振下方铺GND铜,有时会特意挖空(用
Polygon Pour Cutout)或设计成特殊的屏蔽形状。
- 铺铜避让 (Polygon Pour Cutout): 如果需要在铺铜区域内挖空一个区域(例如放置高压元件、特殊天线、需要隔离的区域),使用
Place->Polygon Pour Cutout。 - 铺铜优先级: 如果有多个铺铜区域重叠,AD通过铺铜的优先级 (
Priority) 决定谁覆盖谁。在铺铜属性中可以设置。后放置的铺铜默认优先级更高。通常不需要特别修改,除非有复杂重叠情况。 - 查看和管理: 在
View->Workspace Panels->PCB->Polygon Manager中可以查看和管理PCB上的所有铺铜区域,方便批量操作(如重新铺铜、隐藏、更改层等)。
总结流程:
选择层 (Top/Bottom) -> Place Polygon Pour (P G) -> 属性设置 (重点:选择 GND 网络,勾选 Remove Dead Copper,设置 Fill Mode, 确认 Connect Style 遵循规则或覆盖) -> 绘制闭合轮廓 -> 完成绘制 -> 手动重新铺铜 (T G A) -> 检查铺铜结果 -> 在必要时放置大量 GND过孔连接各层地平面。
遵循以上步骤和注意事项,就能在AD中正确有效地为GND网络进行PCB铺铜。
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