Le plan de cuivre (copper pour) d’un PCB : dégagement, relief thermique et comment éviter les îlots isolés
Un plan de cuivre remplit de cuivre la surface inutilisée d’une couche, en général reliée à la masse. Bien fait, il aide la carte ; mal fait, il crée des problèmes en production.
Ce qu’est un plan de cuivre
Un plan de cuivre (aussi appelé remplissage de cuivre, surface de cuivre ou zone) est une grande surface de cuivre qui remplit l’espace libre d’une couche autour des pistes et des pastilles. Il est normalement relié à un seul réseau, le plus souvent la masse, et garde un dégagement par rapport à tout ce qui appartient à un autre réseau.
Pourquoi en utiliser un
- Chemin de retour et bruit : un plan de masse continu à côté d’un signal donne à son courant de retour un chemin court (voir masse et chemin de retour).
- Courant et chaleur : un plan de cuivre porte plus de courant qu’une piste fine et répartit la chaleur (voir largeur de piste et courant).
- Cuivre uniforme : de grandes zones vides à côté de zones très cuivrées font gauchir la carte au brasage ; un cuivre réparti uniformément la garde plane (voir le guide de l’empilage).
- Moins de gravure : il y a moins de cuivre à retirer de la carte.
Dégagement
Donnez au plan au moins le même dégagement qu’aux autres espaces entre cuivres, et plus quand vous le pouvez, par exemple 0,3 mm ou plus autour des pistes et des pastilles d’un autre réseau. Gardez le plan et toute autre surface de cuivre loin du bord de la carte et des lignes de V-cut : un cuivre qui atteint le bord pose problème au fraisage ou au rainurage (liste de contrôle DFM). Les limites de largeur de piste et d’espacement sont dans les règles de conception.
Relief thermique des pastilles
Si la pastille d’un composant traversant est reliée au plan sur toute sa circonférence, le plan évacue la chaleur du fer ou de la vague, et la soudure est difficile à réussir. Un relief thermique relie la pastille par quelques bras étroits à la place. Utilisez-le pour les pastilles à trous et les grandes pastilles ; les petites connexions de vias à un plan restent généralement pleines, car elles n’ont pas à être brasées.
Îlots isolés
Quand le plan est coupé par des pistes ou par le contour, il peut laisser de petits îlots de cuivre reliés à rien. Ils n’aident pas ; ils peuvent jouer le rôle d’antennes et parfois se décoller. Supprimez les îlots avec l’option « remove dead copper » ou « remove islands » de votre logiciel de CAO, ou reliez-les à la masse par un via. Lancez la vérification des règles de conception après avoir rempli les zones.
Plein ou hachuré
Un plan plein est le meilleur choix pour presque toutes les cartes rigides : impédance plus faible, plus simple à vérifier, pas de travail en plus. Un plan hachuré (en grille) est rarement nécessaire ; il offre un chemin de retour plus faible et davantage de petits vides à contrôler.
Avant d’envoyer les fichiers
Remplissez de nouveau toutes les zones avant de générer les fichiers Gerber, sinon ils peuvent contenir d’anciens cuivres (les étapes pour KiCad sont dans règles de conception KiCad pour un fabricant de PCB). Téléversez ensuite l’archive dans le calculateur de prix.
Questions fréquentes
Un plan de cuivre est-il nécessaire ?
Non, mais un plan de masse aide la plupart des cartes : chemins de retour plus courts, plus de capacité en courant et cartes plus planes. Il est courant sur les cartes à 2 couches.
Qu’est-ce qu’un relief thermique ?
Une liaison entre une pastille et le plan par quelques bras étroits, pour que la pastille n’évacue pas la chaleur au brasage et que la soudure soit facile.
Que sont les îlots de cuivre et comment les supprimer ?
Des surfaces de cuivre isolées, reliées à aucun réseau. Utilisez l’option de votre logiciel de CAO qui supprime le cuivre mort, ou reliez-les à la masse par un via.
À quelle distance du bord de la carte le plan doit-il rester ?
Gardez le cuivre loin du contour et des lignes de V-cut ; vérifiez la distance au bord dans la liste de contrôle DFM avant de commander.
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