Comparaison des avantages et des inconvénients du remplissage avec du cuivre par rapport au placement manuel

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Il existe un dicton dans le domaine de la conception de circuits imprimés qui dit : « Le cuivre est gratuit. ». Un concepteur de circuits imprimés doit donc raisonner à l'envers, en partant d'une carte au départ entièrement recouverte de cuivre de laquelle on supprime le cuivre qui n'est pas utile. Avec une carte principalement en cuivre plutôt qu'une carte de même taille essentiellement vide, la construction est plus rapide et la consommation ainsi que le coût diminuent. En optant pour la bonne technique, vous évoluerez d'une expérience frustrante à une expérience fluide.

Pour maximiser la surface cuivrée, deux options sont envisageables :

1. Manuellement : cette méthode est en général plus rapide, mais peu soignée. En définissant et en disposant des formes spécifiques, le cuivre peut être disposé rapidement sous la forme d'objets. Ces objets peuvent être affectés à un fil et les courts-circuits ou erreurs potentiels seront recherchés lors de la vérification de continuité. Cette technique est à privilégier pour des essais rapides ou des fabrications de prototypes.

2. Automatiquement : cette méthode est moins rapide, mais un remplissage avec du cuivre permet d'en maximiser son utilisation. Au lieu de définir les couches de la carte et de revenir en arrière pour placer des formes en cuivre qui remplissent la surface, il est possible de dessiner une bordure autour d'une zone de la carte et de la remplir avec du cuivre.

Comment le remplissage avec du cuivre peut-il permettre de gagner du temps ? 

Pour un remplissage avec du cuivre, il est nécessaire de définir une frontière. Tout ce qui est situé à l'intérieur est automatiquement connecté lors de l'opération de remplissage. Cette technique est en général plus facile et plus rapide si la zone est étendue, si la forme est inhabituelle ou remplie avec plusieurs objets de formes irrégulières. Une opération de remplissage automatique remplira plusieurs zones irrégulières et permettra aussi d'isoler d'autres composants ou pistes de la zone.

Les objets situés sur le même net, notamment la masse, seront tous connectés en fonction de la configuration ou des règles de conception. Les objets gérés automatiquement par le remplissage avec du cuivre sont les vias, les pistes, les représentations des composants, les zones vides et les pastilles. Correctement utilisé, le remplissage avec du cuivre effectuera automatiquement les connexions nécessaires et évitera les connexions inappropriées. Ces connexions peuvent être à nouveau vérifiées avec l'outil de vérification de la continuité .

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Comment choisir l'approche manuelle ou automatique pour vos conceptions ?

Nous sommes souvent tentés d'opter pour le processus manuel puisqu'il nous semble plus rapide à court terme et qu'il permet de conserver la maîtrise de nos conceptions. Cependant, si vous regardez à la plus large échelle, une approche automatique peut s'avérer payante à long terme, même si elle pose plus de difficultés au départ. Voici trois situations dans lesquelles le remplissage avec du cuivre est une meilleure option pour votre conception.

La gestion des polygones

Manuelle : si vous réalisez un prototype, évitez de perdre du temps à améliorer l'esthétique de votre conception, surtout si elle est amenée à être modifiée. Vous pouvez créer facilement et rapidement une forme de cuivre conventionnelle, mais vous aurez besoin de bien plus de temps si vous avez à faire à des polygones de forme inhabituelle. Pour gagner du temps, vous pouvez aligner et superposer des carrés, triangles, trapèzes en vue de construire votre forme. Cette méthode n'est pas propre et si elle peut s'avérer utile à court terme, vous devrez sûrement aussi effectuer de pénibles modifications des sommets pour épurer la conception.

Automatique : le remplissage par du cuivre est automatique pour ce processus dans le sens où vous n'avez plus à gérer un seul polygone. En définissant une frontière et en remplissant l'intérieur avec du cuivre, vous ne créez aucun objet à retoucher en cas de modification ultérieure.

La gestion des plans

Manuelle : en matière de conception de circuits imprimés, un plan est une grande surface cuivrée pour laquelle toutes les connexions correspondent à un net. Si vous construisez une carte avec des plans séparés et que vous ajoutez et modifiez régulièrement des composants, il est plus facile à court terme de router les pistes d'un point à un autre.

Automatique : si votre conception utilise un plan de masse, ce qui permet d'éviter que plusieurs pistes convergent vers un point unique, un remplissage avec du cuivre sera particulièrement efficace. En définissant et en remplissant un plan de cuivre, toutes les connexions seront automatiquement effectuées sur un seul net.

Gestion thermique

Manuelle : L'ajout d'une zone de cuivre sur la zone d'un composant chaud est rapide et permet d'évacuer la chaleur. L'efficacité sera supérieure si vous travaillez avec de grandes surfaces, mais c'est rarement le cas en pratique.

Automatique : vous pouvez facilement maximiser le relief thermique potentiel en définissant une zone autour de vos composants les plus critiques et en leur donnant la priorité. Il est même facilement possible de traiter une matrice de vias sur les deux côtés. Utilisez cette méthode lorsqu'il est important de maximiser la zone de surface du cuivre.

Le temps consacré à définir les règles de connexion pour le remplissage par du cuivre assurera un remplissage parfait des conceptions ultérieures et vous permettra de vous concentrer sur la fonctionnalité plutôt que sur la connectivité. Cet investissement initial vous fera gagner du temps pour les conceptions futures.

Avec Smart Copper Editing, l'organisation de ces différences est simple et intuitive afin de garantir que les exigences générales, marginales et spécifiques soient automatiquement appliquées lors du remplissage avec du cuivre. Smart Copper Editing aide également à gérer d'autres zones, notamment les bords de carte et les zones uniques. Dans les règles de conception, définissez vos vias, pistes, fils, représentations de composants, zones vides et pastilles avec des règles spécifiques et uniques pour le remplissage avec du cuivre.

Avec un outil de qualité comme Smart Copper Editing, la contrainte liée au temps passé à gérer des formes de cuivre irrégulières disparaît. Gagnez du temps et ne vous énervez plus en ajustant rapidement votre conception pour qu'elle réponde aux exigences requises. Contactez Altium pour obtenir de plus amples informations sur son logiciel Designer et découvrir comment cet outil peut vous aider.