Zonas de cobre en PCB: separación, thermal relief y cómo evitar islas aisladas
Una zona de cobre rellena con cobre el área no utilizada de una capa, normalmente conectada a masa. Bien hecha ayuda a la placa; hecha sin cuidado causa problemas en producción.
Qué es una zona de cobre
Una zona de cobre (también llamada relleno de cobre, área de cobre o zone) es una gran área de cobre que llena el espacio libre de una capa alrededor de las pistas y los pads. Normalmente está conectada a una red, casi siempre la masa, y mantiene una separación fijada respecto a todo lo de otra red.
Por qué usarla
- Camino de retorno y ruido: una zona de masa continua junto a una señal da a su corriente de retorno un camino corto (vea masa y camino de retorno).
- Corriente y calor: una zona conduce más corriente que una pista fina y reparte el calor (vea ancho de pista y corriente).
- Cobre uniforme: las grandes zonas vacías junto a mucho cobre hacen que la placa se alabee durante la soldadura; repartir el cobre de forma uniforme la mantiene plana (vea la guía de stackup).
- Menos ataque químico: hay que eliminar menos cobre de la placa.
Separación
Dé a la zona al menos la misma separación que el resto de sus separaciones cobre-cobre, y más donde pueda, por ejemplo 0,3 mm o más alrededor de pistas y pads de otra red. Mantenga la zona y cualquier otra área de cobre alejadas del borde de la placa y de las líneas de V-cut: el cobre que llega al borde es un problema para el fresado o el ranurado (lista de comprobación DFM). Los límites de ancho de pista y separación están en las reglas de diseño.
Thermal relief en los pads
Si un pad de un componente pasante está conectado a la zona por toda su circunferencia, la zona drena el calor del soldador o de la ola y la unión es difícil de soldar. Un thermal relief conecta el pad mediante unos pocos radios estrechos. Úselo en pads pasantes y en pads grandes; las conexiones pequeñas de vías a un plano se suelen dejar sólidas, porque no hay que soldarlas.
Islas aisladas
Cuando la zona queda cortada por pistas o por el contorno, puede dejar pequeñas islas de cobre que no se conectan a nada. No ayudan; pueden actuar como antenas y a veces se desprenden. Elimine las islas con la opción «eliminar cobre muerto» o «eliminar islas» de su herramienta CAD, o únalas a masa con una vía. Ejecute la comprobación de reglas de diseño después de rellenar las zonas.
Sólida o rayada
Una zona sólida es la mejor elección para casi todas las placas rígidas: menor impedancia, más sencilla de comprobar, sin trabajo extra. Una zona rayada (en malla) rara vez hace falta; da un camino de retorno más débil y más huecos pequeños que comprobar.
Antes de enviar los archivos
Rellene de nuevo todas las zonas antes de trazar los archivos Gerber; de lo contrario pueden contener cobre antiguo (los pasos para KiCad están en reglas de diseño de KiCad para un fabricante de PCB). Después suba el archivo en la calculadora de precios.
Preguntas frecuentes
¿Es necesaria una zona de cobre?
No, pero una zona de masa ayuda a la mayoría de las placas: caminos de retorno más cortos, más capacidad de corriente y placas más planas. Es habitual en placas de 2 capas.
¿Qué es el thermal relief?
Una conexión entre un pad y la zona mediante unos pocos radios estrechos, de modo que el pad no drene el calor durante la soldadura y la unión sea fácil de hacer.
¿Qué son las islas de cobre y cómo las elimino?
Áreas de cobre aisladas, conectadas a ninguna red. Use la opción de su herramienta CAD que elimina el cobre muerto, o conéctelas a masa con una vía.
¿A qué distancia del borde de la placa debe quedar la zona?
Mantenga el cobre alejado del contorno y de las líneas de V-cut; revise la separación al borde en la lista de comprobación DFM antes de pedir.
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