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好的,在 Protel 99 SE 中进行 PCB 覆铜(也称为铺铜或铜箔区域),请遵循以下步骤和注意事项(使用中文说明):

核心目的: 为电路板上的特定区域(通常是地线 GND 或电源 VCCVDD 等)铺上大面积的铜箔,用于提供低阻抗的电流回路、改善散热、减少电磁干扰(EMI)和提高电路板的机械强度。

? 操作步骤

  1. 选择工作层: 首先,在 PCB 编辑器底部的标签栏中,点击选择你希望放置覆铜的工作层。通常放置在 TopLayer(顶层)或 BottomLayer(底层),也可以是其他内电层(如果设计中定义了内电层平面)。覆铜不能放置在机械层(Mechanical Layer)或丝印层(Silkscreen Layer)等非布线层上。确保在正确的层操作。

  2. 启动放置覆铜命令: 有两种常用方式:

    • 菜单栏: 放置(P) -> 覆铜区(C) (Place -> Polygon Plane...)
    • 快捷键: P -> G (按 P 后松开,再按 G)。
  3. 设置覆铜属性(关键步骤): 在弹出的 覆铜区 (Polygon Plane) 对话框中进行详细设置:

    • 网络选项(Net Options):
      • 连接到网络(Connect to Net)这是最重要的一步! 在下拉菜单中选择覆铜需要连接到的网络名称(如 GND)。如果不选择或选择 No Net,覆铜将独立存在,不与任何网络连接。
      • 填充覆铜:勾选后,覆铜将以实心铜的形式填充(最常见的模式)。如果取消勾选,将只创建覆铜的轮廓边框(很少用)。
    • 覆铜区设置(Plane Settings):
      • 网格尺寸(Grid Size):设定用于生成覆铜连接(十字花或隔热连接)的网格大小。通常建议设置为布线时所用线宽或间距的整数倍(如 0.25mm, 0.5mm, 1mm)。重要提示:此值应小于你后面要设置的“线宽”值。这决定了“十字花”连接线的数量密度。
      • 线宽(Track Width):覆铜网格中连接线的宽度。通常设置得比普通走线宽很多(尤其是在连接高电流网络时),以提高载流能力和散热能力。
      • 层(Layer):这里应自动显示你在第 1 步选择的层名,请再次确认是否正确。
      • 环绕焊盘方式(Hatching Style)选择铜皮如何环绕和连接元器件焊盘。
        • 90度网格(90-Degree Hatch):生成垂直和水平正交的网格连接线连接到焊盘(较常见)。
        • 45度网格(45-Degree Hatch):生成 45 度角的网格连接线(视觉效果不同)。
        • 不环绕(No Hatching):不在覆铜内生成网格线,焊盘周围会出现死铜(除非焊盘正好在覆铜边缘并连接)不推荐常用
        • 整区域填充(Solid Region (Copper Regions)):将焊盘视为孤岛,不进行网格连接。这是另一种模式,需配合下面“焊盘环绕方式”使用。常用且重要!
      • 焊盘环绕方式(Pad Hatching Style):仅当上面的“环绕焊盘方式”选择为 整区域填充 时有效。
        • 不环绕(Don't Pour Over Same Net Pad):覆铜遇到属于同一网络的焊盘时(例如覆铜连 GND,遇到 GND 焊盘),铜皮会环绕焊盘但不直接连接焊盘实体(会留间隙),需要通过 Thermal Relief(散热连接)进行连接,这是最推荐、最安全的做法,防止焊接时散热过快导致虚焊。
        • 环绕后连接(Pour Over All Same Net Objects):覆铜遇到同一网络的对象(焊盘、走线、过孔)时,会直接合并,不留间隙和独立散热连接。仅在对焊接散热无要求或特需大面积铜连接时使用(慎用)。
    • 属性(Properties):
      • 最小区域(Min Primitive):通常保持默认值(如 0.25 sq mils),它定义了构成覆铜边框的直线段的最小长度限制。除非遇到特殊情况,一般不需修改。
      • 锁定原语(Lock Primitives):勾选后,覆铜内部的连接线条(Track)和弧线(Arc)将被锁定,不能单独选中或编辑。通常建议勾选,防止误操作。
    • 确认设置: 设置完成后,点击 确认 (OK) 按钮关闭对话框。
  4. 绘制覆铜区域轮廓:

    • 鼠标光标会变成十字形。
    • 依次点击电路板上你需要覆盖铜皮区域的边界点(顶点),围出所需的形状。这与绘制线条或填充区域的操作类似。
    • 覆铜区域必须是封闭的多边形:点击的起始点和结束点必须重合(或非常接近),双击最后一个顶点点击起始点按键盘 Enter都可以完成轮廓的绘制并自动闭合。
    • 绘制的轮廓线将以你在设置中指定的线宽显示(但最终填充的是铜)。你可以根据需要画出矩形、L形或不规则形状。
  5. 覆铜生成与更新: 完成轮廓绘制后,Protel 99 SE 会开始根据你的设置计算并显示覆铜结果。请耐心等待几秒(复杂板子可能更久)。完成后,你就能看到该层上的铜箔区域了。

  6. 管理覆铜:

    • 选中覆铜: 用鼠标点击覆铜边缘(轮廓线),或者在 Tools -> Preferences -> Display 里面设置覆铜对象的显示优先级 (PolygonDisplay -> Final 通常选 Final 看覆铜效果),然后点击铜箔中心区域可以选中整个覆铜。
    • 移动/修改覆铜: 选中整个覆铜后,可拖动或点击其顶点进行调整。修改完后,必须刷新覆铜:右键点击覆铜 -> 覆铜区操作 -> 重画覆铜区 (Repour) 或按 T -> G -> A(快捷键,比较方便)或使用快捷键 Ctrl + R修改轮廓后务必进行此操作!
    • 修改覆铜属性: 双击覆铜轮廓或选中后按 Enter,重新打开 覆铜区 对话框修改设置,修改后同样需要 重画覆铜区(Repour)
    • 删除覆铜: 选中覆铜后按 Delete 键。

? 重要提示和注意事项

  1. 连接到正确网络: 覆铜必须连接到正确的网络(通常是地网络 GND)才能发挥作用。否则只是装饰。
  2. 焊盘环绕方式: 强烈建议焊盘环绕方式 设置为 不环绕Don't Pour Over Same Net Pad)。这会为连接到覆铜网络的焊盘自动生成十字花形的散热连接(Thermal Relief),避免焊接时大面积铜皮过快散热导致虚焊。这对 SMD 贴片元器件尤其重要!
  3. 死铜移除: 覆铜命令会自动检测和移除不与指定网络连接的孤立小区域铜皮(死铜)。但如果孤岛比较大(比如覆铜区域内的一个较大的空白),你可能需要手动调整覆铜轮廓或放置过孔将其连接到目标网络。
  4. 避让规则: 覆铜会自动遵守设计规则检查(DRC)中设置的间距规则(规则 -> 安全间距)。确保间距规则设置合适(尤其是覆铜与不同网络焊盘/走线的间距)。
  5. 内电层(Plane)vs 覆铜(Polygon Plane):
    • 覆铜 (Polygon Plane): 放置在外层(如 TopLayer, BottomLayer)或内信号层上的实心或网格化铜区。需要手动绘制边界
    • 内电层 (Internal Plane): 专门用于电源或地网络的整层铜。在创建 PCB 文档时定义(设计 -> 层叠管理器)。该层天然铺满整层铜(除分割区),通过反焊盘(Negative Plane)避让不相连的网络。不需要画覆铜轮廓。管理方式不同(右键内电层标签分割)。
    • 本说明针对的是 覆铜 (Polygon Plane)
  6. 多边形挖空(Cutout): 如果想在覆铜区域内挖空一个区域(例如为了隔离或散热),可以使用 放置 -> 多边形挖空区 (Place -> Polygon Pour Cutout)。绘制挖空形状后,需要 重画覆铜区(Repour) 让覆铜绕过该区域。
  7. 覆铜和禁止布线区 (Keepout): Keepout Layer 上的走线或填充区域会影响所有层的布线、钻孔和覆铜。覆铜会自动避开 Keepout 区域,因此可以用来定义覆铜的边界。在 Keepout Layer 上绘制封闭图形相当于画了一个禁止覆铜的区域。
  8. 性能: 大面积复杂覆铜会增加文件大小和屏幕重绘、DRC检查时间。
  9. 重画 (Repour)!: 任何覆铜轮廓或属性的修改后,一定要记得执行 重画覆铜区(Repour) 操作 (T->G->A 或右键菜单),否则修改不会生效或在设计文件中留下错误(有时DXP/AD可以直接重铺,但99SE必须手动Repour)。
  10. 保存: 操作完成后记得保存你的PCB文件(.PCB)。

? 小技巧

通过以上步骤和注意事项,你应该能在 Protel 99 SE 中成功、正确地完成PCB覆铜操作。祝你设计顺利!如有更具体的覆铜问题(如散热盘形状调整、死铜处理等),可以随时追问。

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