Añadir via stitching y via shielding

De un vistazo

Este artículo explica la diferencia entre el cosido de vías y el apantallamiento con vías en Altium Designer, por qué se utiliza cada técnica y cómo Altium Designer permite aplicar ambas mediante un flujo de trabajo similar. Describe paso a paso cómo añadir vías de cosido a una red, presenta las principales opciones de configuración de la colocación, la separación y el estilo de las vías, e indica cómo editar los conjuntos de vías existentes después de colocarlos. Si quieres comprender mejor cuándo utilizar el cosido o el apantallamiento y cómo configurarlos en el editor de PCB, esta guía te ayudará a seguir el proceso con confianza. Sigue leyendo para optimizar el diseño de tu PCB.

- Comprenderás qué hacen el cosido de vías y el apantallamiento con vías, y qué objetivos distintos cumplen en el diseño de PCB.
- Verás cómo añadir vías de cosido o de apantallamiento en Altium Designer, incluidas las principales opciones del cuadro de diálogo que controlan la colocación y las propiedades de las vías.
- Conocerás aspectos importantes sobre la separación, el comportamiento de las conexiones, el relleno de polígonos y la edición de conjuntos de vías existentes.
Profundiza con IA:

El cosido con vías es una técnica que se utiliza para unir grandes áreas de cobre en distintas capas, creando una conexión vertical sólida a través de la estructura de la placa, lo que ayuda a mantener una baja impedancia y bucles de retorno cortos. El cosido con vías también se puede utilizar para volver a conectar a su red áreas de cobre que, de otro modo, podrían quedar aisladas.

El apantallamiento con vías tiene una función diferente: en los diseños de RF se utiliza para ayudar a reducir la diafonía y las interferencias electromagnéticas en una pista que transporta una señal de RF.  Un apantallamiento con vías, también conocido como cerca de vías o empalizada de vías, se crea colocando una o varias filas de vías a lo largo del recorrido de la señal. En Altium Designer, esto se denomina apantallamiento con vías.

Altium Designer admite tanto el cosido con vías como el apantallamiento con vías. Dado que el proceso de añadir vías de cosido o de apantallamiento es similar, esta página aborda ambos temas.

 
 
 
 
 

El cosido con vías ayuda a crear conexiones verticales sólidas a través de la placa, lo que contribuye a mantener las impedancias y acortar los bucles de retorno.

El apantallamiento con vías se utiliza para crear una «cerca» que protege la red de la diafonía y las interferencias electromagnéticas.

 

Añadir vías de cosido

El cosido con vías se ejecuta como un proceso posterior, rellenando las áreas libres de cobre con vías de cosido. Para que el cosido con vías sea posible, debe haber regiones de cobre superpuestas en distintas capas y conectadas a la red especificada. Las regiones de cobre admitidas incluyen: Fills, Solid Regions, Polygons y Power Planes.

Para añadir vías de cosido a una red, seleccione el comando Tools » Via Stitching/Shielding » Add Stitching to Net en los menús. Se abrirá el cuadro de diálogo Add Stitching to Net, donde se especifican Net, Stitching Parameters y Via Style. Al hacer clic en el botón OK, el algoritmo de cosido identifica todos los rellenos, regiones sólidas, polígonos y planos de alimentación conectados a la red seleccionada e intenta conectarlos a través de la placa utilizando la vía y el patrón de cosido especificados.  

Los nuevos conjuntos de vías de cosido se configuran en el cuadro de diálogo Add Stitching to Net; los conjuntos de vías existentes se editan después en el cuadro de diálogo Via Stitching () o en el panel Properties (). A continuación se describen los campos de estas tres opciones.

Notas sobre el cosido de vías

  • Seleccione primero la Net que se utilizará para el cosido, ya que esto afecta al comportamiento de otras opciones, como al hacer clic en el botón Load values from Routing Via Style Rule. Si la red ya está seleccionada en el espacio de diseño, se elegirá automáticamente al abrir el cuadro de diálogo Add Stitching to Net.

  • Las vías de apantallamiento se identifican mediante VSn: Via Stitching, donde el valor numérico n identifica esta vía como perteneciente a la misma unión de cosido de vías que otras vías con el mismo identificador numérico.

  • El estilo de conexión de la vía (con alivio térmico o directo) viene definido por la restricción de diseño de estilo de conexión a polígonos aplicable a los polígonos y la restricción de diseño de estilo de conexión a planos aplicable a los planos de alimentación, con conexiones directas para las regiones sólidas y los rellenos.

  • Una vez completado el cosido, deberá volver a rellenar todos los polígonos afectados en los que las vías se conecten mediante un estilo de conexión con alivio térmico.

  • Cada conjunto de vías de cosido se añade a una unión. Configure el panel PCB en el modo Unions para explorar estas uniones ().

  • Para editar un conjunto de vías de cosido, haga doble clic en cualquier vía del conjunto para abrir el cuadro de diálogo Via Stitching, o el panel Properties si está configurado para abrirse al hacer doble clic (). Como alternativa, arrastre un rectángulo de selección por inclusión (de izquierda a derecha) que incluya una o más vías de cosido y, a continuación, edite los ajustes en el panel Properties.

  • Puede eliminar el conjunto de vías ejecutando el comando Tools » Via Stitching » Remove Via Stitching Group y haciendo clic después en cualquier vía del grupo. 

  • El algoritmo de cosido de vías trata los polígonos, los rellenos, las regiones sólidas y los planos de alimentación de la siguiente manera:

    1. Los polígonos, las regiones y los rellenos de una misma red se unen mediante vías de cosido donde se superponen en distintas capas. Si hay polígonos, regiones o rellenos de otras redes que se superponen dentro de esa área (en otra capa), no se aplica el cosido en esa región. Las regiones de plano superpuestas de otras redes se atraviesan.

    2. Las regiones de plano superpuestas de la red de destino siempre se unen mediante vías de cosido, independientemente de la presencia de regiones de plano (en otra capa) conectadas a otras redes. La regla 1 anterior se aplica si hay polígonos, regiones o rellenos superpuestos en la misma región.

      To summarize these two rules - En otras capas, las vías de cosido siempre atraviesan las capas de plano de otras redes, pero no los polígonos, las regiones ni los rellenos de otras redes. Si el diseño incluye polígonos de otras redes dentro de un área que requiere vías de cosido, retire temporalmente esos polígonos, defina las vías de cosido y, a continuación, restaure los polígonos y vuelva a rellenarlos. Obtenga más información sobre cómo retirar temporalmente y volver a rellenar polígonos. 

Modificación del área de cosido de vías

El conjunto de vías de cada área individual de cosido de vías se agrupa en una unión. Se puede mover toda la unión y también cambiar el tamaño del área.

Arrastre una ventana de selección de izquierda a derecha para seleccionar un área de cosido y, a continuación, muévala o cambie su tamaño colocando el ratón de modo que aparezca el cursor adecuado.

Añadir vías de blindaje a una red

El blindaje mediante vías se utiliza para aislar una red de posibles interferencias o acoplamientos con señales cercanas. El espaciado de las vías de blindaje debe ser adecuado para la frecuencia más alta frente a la que se desea proteger. Es esencial diseñar correctamente el blindaje; una cerca de vías mal diseñada podría contribuir a los problemas de EMI si su espaciado coincide con la frecuencia de resonancia de una señal cercana. Este tema se trata con más detalle en la sección Notas sobre el blindaje mediante vías.

Para colocar un blindaje de vías alrededor de una red enrutada, seleccione el comando Tools » Via Stitching/Shielding » Add Shielding to Net en los menús. Aparecerá el cuadro de diálogo Add Shielding to Net, donde podrá configurar Net to Shield y otros Shielding Parameters, la referencia Net y Via Style según sea necesario. Las vías se colocarán a ambos lados de las redes elegidas, siempre que sea posible colocar una vía que cumpla las reglas de diseño aplicables.

Los nuevos conjuntos de vías de blindaje se configuran en el cuadro de diálogo Add Shielding to Net; los conjuntos de vías existentes se editan en el cuadro de diálogo Via Shielding () o en el panel Properties ().  A continuación se describen los campos de estas tres interfaces.

Notas sobre el blindaje mediante vías

  • Seleccione primero la Net que desea apantallar, ya que esto afecta al comportamiento de otras opciones, como hacer clic en el botón Load values from Routing Via Style Rule. Si la red ya está seleccionada en el espacio de diseño, se elegirá automáticamente al abrir el cuadro de diálogo Add Shielding to Net.

  • Las vías de apantallamiento se identifican mediante VSHn: Via SHielding, donde el valor numérico n identifica esta vía como perteneciente a la misma unión de vías de apantallamiento que otras vías con el mismo identificador numérico.

  • El estilo de conexión de las vías (con alivio térmico o directo) viene definido por la restricción de diseño Estilo de conexión de polígonos aplicable a los polígonos y por la restricción de diseño Estilo de conexión de planos aplicable a los planos de alimentación.

  • Una vez completado el cosido, deberá volver a rellenar todos los polígonos afectados que tengan una regla de diseño de Estilo de conexión de polígonos aplicable que especifique un estilo de conexión con alivio térmico.

  • Cada conjunto de vías de apantallamiento se añade a una unión; configure el panel PCB en el modo Unions para explorar estas uniones ().

  • Para editar un conjunto de vías de apantallamiento, haga doble clic en cualquier vía del conjunto para abrir el cuadro de diálogo Via Shielding , o el panel Properties si está configurado para abrirse al hacer doble clic (). Como alternativa, arrastre un rectángulo de selección por inclusión (de izquierda a derecha) que incluya una o varias vías de apantallamiento y, a continuación, edite los ajustes en el panel Properties.

  • El conjunto de vías se puede eliminar ejecutando el comando Tools » Via Stitching/Shielding » Remove Via Shielding Group y haciendo clic en cualquier vía del grupo.

  • Puede realizar un apantallamiento parcial de una red o un apantallamiento de varias redes:

    • Si no desea apantallar toda la red, seleccione primero los segmentos de pista necesarios y, a continuación, realice el apantallamiento con la opción Selected Objects activada.

    • Para apantallar varias redes adyacentes, seleccione las redes en el espacio de diseño y, a continuación, realice el apantallamiento con la opción Selected Objects activada.

    • Tenga en cuenta que un par diferencial se puede apantallar mediante la técnica de varias redes Selected Objects, o seleccionando cualquiera de las redes del par diferencial en el menú desplegable Net to Shield.

  • Utilice la opción Add shielding copper para añadir un polígono que englobe las vías de apantallamiento y active la opción Add clearance cutout para recortar el polígono de modo que englobe únicamente las vías. Consulte el tema Inclusión de cobre de apantallamiento con las vías de apantallamiento más adelante para obtener más información sobre estas opciones.

El tamaño y la posición de las vías de apantallamiento no son una ciencia exacta, pero existen directrices establecidas a partir de pruebas empíricas. 

  • M K Armstrong, en su artículo titulado «Técnicas de diseño de PCB para cumplir los requisitos de CEM al menor coste, parte 1», recomienda:

«Realizar el cosido con una separación no superior a λ/20, con longitudes de ramales que no superen este valor. Esta es, de hecho, una muy buena regla para coser cualquier relleno de masa al plano de masa en un diseño multicapa. λ es la longitud de onda de la frecuencia significativa más alta del diseño (suponga una frecuencia de 1 GHz si se desconoce), donde:

f = C / λ

Nota: C (velocidad de la luz) será aproximadamente el 60 % de la velocidad en el vacío para la radiación electromagnética que se propaga a través de una PCB con dieléctrico FR4».

  • Como se indica en el foro de discusión(5) al que se hace referencia más adelante, para una PCB con una antena integrada, «la distancia entre vías debe ser, como máximo, 1/4 de la longitud de onda de resonancia». 

  • La discusión del foro(5) también hace referencia a una nota técnica que indica que «la regla práctica habitual es colocar las vías de cosido con una separación no superior a λ/10 y, preferiblemente, cada λ/20».

Inclusión de cobre de apantallamiento con las vías de apantallamiento

Además de añadir vías de apantallamiento a ambos lados del trazado, también puede incluir cobre de apantallamiento, como se muestra en las imágenes siguientes. Para ello, active la opción Add shielding copper en el cuadro de diálogo Via Shielding . Este cobre se crea como un polígono, por lo que respeta las reglas de diseño aplicables de Separación y Estilo de conexión de polígonos.

La opción Add shielding copper añadirá un polígono que englobe las vías de apantallamiento. El borde del polígono más alejado de la red apantallada tocará el borde de las vías. El borde del polígono adyacente a la red apantallada se separará de la red según la regla de diseño de Separación aplicable. Si también está activada la opción Add clearance cutout, el polígono se separará de la red apantallada según el ajuste Distance del cuadro de diálogo Add Shielding to Net. Sitúe el cursor sobre la imagen siguiente para ver la diferencia.

Vías de apantallamiento alrededor de una red con la opción de recorte por separación activada, y

vías de apantallamiento alrededor de una red con la opción de recorte por separación desactivada.

 

Selección o edición de vías de cosido o de apantallamiento

Para simplificar el trabajo con una matriz de vías de cosido o de apantallamiento, ambos tipos se agrupan automáticamente en una unión. Las uniones se gestionan mediante el panel PCB.

Selección mediante el panel PCB

Para seleccionar la matriz, cambie el panel PCB al modo Unions y seleccione la unión Via Stitching o Via Shielding que necesite. Se seleccionarán todas las vías que formen parte de esa matriz si la casilla Select está activada en el panel (como se muestra en la imagen siguiente). Como alternativa, haga doble clic en cualquier vía de la matriz para abrir el panel Propiedades  y editar la matriz.

Utilice el panel PCB en el modo Unions para seleccionar todas las vías de una matriz de cosido o de apantallamiento. En esta imagen, están seleccionadas las cuatro uniones de vías de apantallamiento.
Utilice el panel PCB en el modo Unions para seleccionar todas las vías de una matriz de cosido o de apantallamiento. En esta imagen, están seleccionadas las cuatro uniones de vías de apantallamiento.

Selección interactiva de un conjunto de vías

Comportamiento de selección:

  • Se puede seleccionar y eliminar una vía individual de cosido/apantallamiento.

  • Si la opción Popup Selection Dialog está habilitada en Preferences (), al hacer clic en una vía individual que pertenece a una unión se mostrará una lista que incluye dicha unión, como se muestra en la imagen anterior. Al seleccionar una unión, ese conjunto de vías se puede eliminar en el espacio de trabajo o editar en el panel Properties. 

  • Si el cuadro de diálogo Popup Selection no está habilitado, al hacer clic en una vía individual que pertenece a una unión, el comportamiento será el siguiente:

    • El primer clic seleccionará la vía individual.

    • El segundo clic y los siguientes seleccionarán el siguiente objeto según el orden de selección utilizado cuando hay objetos superpuestos: por ejemplo, componente, polígono, unión de vías (si esos objetos se encuentran bajo el cursor).

    • Como alternativa, después de seleccionar la vía individual con el primer clic, pulse el atajo Shift+Tab para ejecutar el comando Select Overlapping. Siga pulsando Shift+Tab para recorrer los objetos superpuestos y seleccionarlos uno por uno.

  • Una unión de vías de cosido restringida a un área se puede seleccionar arrastrando una ventana de selección que encierre cualquiera de las vías de la unión (de izquierda a derecha), como se muestra en la animación de la sección Modificación de un área de cosido de vías definida por el usuario de esta página.

Edición de un conjunto de vías

Una vez seleccionado un conjunto de vías de cosido o apantallamiento, sus propiedades se pueden editar en el modo Via Stitching o Via Shielding del panel Properties. Haga doble clic en cualquier vía del conjunto para abrir el panel.

Ejemplo de edición de vías de cosido en el panel Properties.Ejemplo de edición de vías de cosido en el panel Properties.

Después de editar una propiedad en el panel y pulsar Enter en el teclado, aparecerán el mensaje Changes pending y los botones en la parte superior del panel; haga clic en Apply para completar la edición.

Lecturas adicionales

  1. Para obtener información sobre todos los aspectos del diseño de PCB, consulte el sitio web de Printed Circuit Design and Fab Magazine. El sitio es un excelente recurso para temas técnicos, como la función de una «via fence» (incluya las comillas para mejorar la calidad de los resultados de búsqueda).

  2. Artículo de Wikipedia, Barrera de vías

  3. Estudios sobre el acoplamiento entre vías en placas de circuito impreso multicapa

  4. Un artículo que presenta los principios básicos de la propagación de ondas electromagnéticas dentro de la estructura de una PCB: Buenas prácticas en el diseño de placas de circuito impreso

  5. Un foro de discusión donde se planteó la pregunta Via fences for noise reduction of a chip antenna?

AI-LocalizedLocalizado por IA
Si encuentra un problema, seleccione el texto/imagen y presioneCtrl + Enterpara enviarnos sus comentarios.
Nav
Contents
Disponibilidad de funciones

Las funciones disponibles para usted dependen de qué solución de Altium tenga: Altium Develop, Altium Agile Teams, Altium Agile Enterprise o Altium Designer (con suscripción activa).

Si no ve una función documentada en su software actual, contacte con Ventas de Altium para obtener más información.

Documentación heredada

La documentación de Altium Designer ya no está versionada. Si necesita acceder a la documentación de versiones anteriores de Altium Designer, visite la sección Documentación heredada de la página de Otros instaladores.

Contents