El via stitching es una técnica utilizada para unir áreas de cobre grandes en diferentes capas, creando en efecto una conexión vertical robusta a través de la estructura de la placa, lo que ayuda a mantener una baja impedancia y bucles de retorno cortos. El via stitching también puede usarse para volver a conectar a su red áreas de cobre que, de otro modo, podrían quedar aisladas.
El via shielding cumple una función diferente; en diseños de RF se utiliza para ayudar a reducir la diafonía y la interferencia electromagnética en una ruta que transporta una señal de RF. Un blindaje de vías, también conocido como valla de vías o cerca de estacas, se crea colocando una o más filas de vías a lo largo del recorrido de la señal. En Altium Designer, esto se denomina via shielding.
Altium Designer admite tanto via stitching como via shielding. Dado que el proceso de agregar vías de stitching o shielding es similar, esta página trata ambos temas.
El via stitching se ejecuta como un posprocesado, rellenando las áreas libres de cobre con vías de stitching. Para que el via stitching sea posible, debe haber regiones de cobre superpuestas unidas a la red especificada en diferentes capas. Las regiones de cobre compatibles incluyen: Fills , Solid Regions , Polygons y Power Planes .
Para agregar vías de stitching 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 . Cuando se hace clic en el botón OK , el algoritmo de stitching identifica todos los rellenos, regiones sólidas, polígonos y planos de potencia conectados a la red seleccionada e intenta conectarlos a través de la placa utilizando la vía y el patrón de stitching especificados.
Add Stitching to Net ; los conjuntos de vías existentes se editan después en el cuadro de diálogo Via Stitching ( o en el panel Properties ( Los campos de los tres se describen a continuación.
Stitching Parameters
Los parámetros de stitching controlan dónde se colocan las vías de stitching.
Same Net Clearances
Hay dos formas de controlar la separación entre las vías de stitching y otras vías y pads de la misma red: o bien se utiliza la regla de diseño Clearance aplicable, o bien se usa la Default Via/Pad Clearance especificada aquí. Si se detecta una regla aplicable, la configuración de la regla se compara con los ajustes del cuadro de diálogo Add Stitching to Net y se utiliza la más restrictiva.
Separaciones de la misma red (
Create new clearance rule Add Stitching to Net )Haga clic para crear una nueva regla de diseño Clearance, configurada para definir la separación entre las vías de stitching y otras vías y pads de la misma red. Esta configuración de regla se usa para garantizar que un posible sitio de stitching sea válido. Cuando se hace clic en el botón, se abre el cuadro de diálogo Edit PCB Rule - Clearance Rule , donde se establecen las restricciones de la regla. Tenga en cuenta que la regla recibe un nombre y un alcance dirigidos a la red seleccionada en el cuadro de diálogo Add Stitching to Net .
Edit clearance rule Add Stitching to Net )Si ya existe una regla de diseño de separación aplicable, este botón se muestra en lugar del botón Create new clearance rule . Haga clic para cambiar la configuración de la regla.
Default Via/Pad Clearance Las vías de stitching solo se colocan en posibles sitios de stitching si existe esta separación. Como los posibles sitios de stitching están determinados por la cuadrícula de stitching, es probable que queden más separados que este ajuste.
Min Boundary Clearance Las vías de stitching solo se colocan en posibles sitios de stitching si existe esta separación hasta el borde de las regiones Polygon/Fill/Plane.
La separación entre una vía de stitching y los objetos de otras redes está controlada por la regla de diseño de separación aplicable. No se colocará una vía de stitching en un posible sitio de stitching si infringe la regla de diseño aplicable.
Via Style
Las propiedades de las vías de stitching se muestran en la región Via Style del cuadro de diálogo. Estas propiedades pueden definirse:
Mediante nuevos ajustes que introduzca en el cuadro de diálogo, o
En función de la configuración de una Via Template seleccionada, o
En función de la configuración definida en la Routing Via Style design rule aplicable, si está colocando un nuevo conjunto de vías de stitching.
Primero seleccione la Net que se usará para el stitching, 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, esa red se elige automáticamente cuando abre el cuadro de diálogo Add Stitching to Net .
Los blind vias se identifican mediante VSn : V ia S titching, donde el valor numérico n identifica esta vía como perteneciente a la misma unión de via stitching que otras vías con el mismo identificador numérico.
El estilo de conexión de la vía (alivio o directa) está: definido por la restricción de diseño Polygon Connect Style aplicable para polígonos, la restricción de diseño Plane Connect Style aplicable para planos de alimentación, con conexiones directas para regiones sólidas y rellenos.
Una vez completado el stitching, deberá volver a verter todos los polígonos afectados donde las vías se conecten usando un estilo de conexión con alivio.
Cada conjunto de stitching vias se añade a una unión; configure el panel PCB en modo Unions para explorar estas uniones ( ).
Para editar un conjunto de stitching vias, 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 con doble clic ( ). Como alternativa, arrastre un rectángulo de selección interior (de izquierda a derecha) que incluya una o más stitching vias y luego edite la configuración en el panel Properties .
Tools » Via Stitching » Remove Via Stitching Group y luego haciendo clic en cualquier vía del grupo.
El algoritmo de via stitching trata los polígonos, rellenos, regiones sólidas y planos de alimentación de la siguiente manera:
Los polígonos, regiones y rellenos que están en la misma red se interconectan dondequiera que se superpongan en diferentes capas. Si hay polígonos, regiones o rellenos de otras redes que se superponen dentro de esa área (en otra capa), el stitching no se aplica en esa región. Las regiones de plano superpuestas de otras redes se atraviesan.
Las regiones de plano superpuestas en la red objetivo siempre se interconectan, 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, los planos de otras redes siempre son perforados por las stitching vias, pero los polígonos, regiones o rellenos de otras redes no. Si el diseño incluye polígonos de otras redes dentro de un área que requiere stitching vias, archive temporalmente esos polígonos, defina las stitching vias y luego restaure y vuelva a verter los polígonos. Obtenga más información sobre archivar y volver a verter polígonos .
El conjunto de vías en cada área única de via stitching se agrupa en una union . La unión completa puede moverse, y el área también puede redimensionarse.
Arrastre una ventana de selección de izquierda a derecha para seleccionar un área de stitching y luego muévala o cambie su tamaño colocando el ratón para obtener el cursor correcto.
Modifying the Via Stitching Area
Arrastre un rectángulo de selección interior (de izquierda a derecha) de modo que incluya una o más de las stitching vias. Se mostrará el contorno del área de stitching seleccionada, como se muestra en la animación anterior.
Para mover una unión de stitching seleccionada, coloque el cursor dentro del área; cuando aparezca el cursor de movimiento
Para redimensionar la unión de stitching seleccionada moviendo un borde, coloque el cursor sobre el borde; cuando aparezca el cursor de mover borde
Para redimensionar la unión de stitching seleccionada moviendo un vértice, coloque el cursor sobre el borde; cuando aparezca el cursor de mover vértice
Después de soltar el botón del ratón, se le pedirá que Re-generate via stitching? ; haga clic en Yes para actualizar el via stitching en la nueva ubicación /forma, o haga clic en No si aún no ha terminado de editar la forma.
El blindaje con vías se utiliza para aislar una red de posibles interferencias o acoplamientos de señales cercanas. Las vías de blindaje deben espaciarse de acuerdo con la frecuencia más alta contra la que se desea proteger. El diseño correcto del blindaje es esencial; una barrera mal diseñada podría contribuir realmente a problemas de EMI si el espaciado coincide con la frecuencia de resonancia de una señal cercana. Esto se analiza con más detalle en la sección Notas sobre blindaje con 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 configurará el Net to Shield y otros Shielding Parameters , la Net de referencia y el Via Style según sea necesario. Las vías se colocarán a lo largo de ambos lados de la(s) red(es) elegida(s), en cualquier lugar donde sea posible colocar una vía que cumpla con las reglas de diseño aplicables.
Add Shielding to Net ; los conjuntos de vías existentes se editan posteriormente en el cuadro de diálogo Via Shielding ( o en el panel Properties ( Los campos de estos tres se describen a continuación.
Shielding Parameters
Los parámetros de blindaje controlan la(s) red(es) que se van a blindar y el patrón de colocación de las vías de blindaje.
Via Style
Las propiedades de las vías de blindaje se muestran en la región Via Style del cuadro de diálogo. Estas propiedades pueden definirse:
Mediante nueva configuración que introduzca en el cuadro de diálogo, o
Basándose en la configuración de una Via Template seleccionada, o
Basándose en la configuración definida en la Routing Via Style design rule aplicable, si está colocando un nuevo conjunto de vías de blindaje.
Seleccione primero la Net que se va a blindar, ya que esto afecta el 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, esa red se elige automáticamente al abrir el cuadro de diálogo Add Shielding to Net .
Las vías de blindaje se identifican mediante VSHn : V ia SH ielding, donde el valor numérico n identifica esta vía como perteneciente a la misma unión de blindaje con vías que otras vías con el mismo identificador numérico.
El estilo de conexión de la vía (alivio o directa) está: definido por la restricción de diseño Polygon Connect Style aplicable para polígonos y por la restricción de diseño Plane Connect Style aplicable para planos de alimentación.
Una vez completado el stitching, deberá volver a verter todos los polígonos afectados que tengan una regla de diseño Polygon Connect Style aplicable que especifique un estilo de conexión con alivio.
Cada conjunto de vías de blindaje se añade a una unión ; configure el panel PCB en modo Unions para explorar estas uniones ( ).
Para editar un conjunto de vías de blindaje, 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 con doble clic ( ). Como alternativa, arrastre un rectángulo de selección contenida (de izquierda a derecha) que incluya una o más vías de blindaje y luego edite la configuración en el panel Properties .
Tools » Via Stitching/Shielding » Remove Via Shielding Group y luego haciendo clic en cualquier vía del grupo.
Puede realizar blindaje parcial de red o blindaje de múltiples redes:
Si no desea blindar toda la red, seleccione primero los segmentos de pista necesarios y luego aplique el blindaje con la opción Selected Objects habilitada.
Para blindar varias redes adyacentes, seleccione las redes en el espacio de diseño y luego aplique el blindaje con la opción Selected Objects habilitada.
Tenga en cuenta que un par diferencial puede blindarse mediante la técnica de múltiples redes Selected Objects o eligiendo cualquiera de las redes del par diferencial en la lista desplegable Net to Shield .
Use la opción Add shielding copper para agregar un polígono que encierre las vías de blindaje; incluya la opción Add clearance cutout para recortar el polígono de modo que solo encierre las vías. Lea el tema Including Shielding Copper with the Shielding Vias , más abajo, para obtener más información sobre estas opciones.
El tamaño y la posición de las vías de blindaje no son una ciencia exacta, pero existen pautas establecidas a partir de pruebas empíricas.
"Stitching a no más de λ/20, con longitudes de stub no mayores que esto. En realidad, esta es una muy buena regla para hacer stitching de cualquier relleno de tierra al plano de tierra 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 no se conoce), donde:
f = C / λ
Nota: C (velocidad de la luz) será aproximadamente el 60 % de la velocidad en el espacio libre para la radiación EM que se propaga a través de una PCB dieléctrica FR4."
Como se indica en el foro de discusión (5) , para una PCB con una antena integrada, "la distancia entre vías debe ser, como máximo, 1/4 de su longitud de onda resonante".
La discusión del foro también hace referencia a una nota técnica(6) , que indica que "la regla práctica habitual es ubicar las vías de stitching a no más de λ λ
Además de agregar vías de blindaje a lo largo de cada lado del enrutado, también puede incluir cobre de blindaje, como se muestra en las imágenes de abajo. Para ello, habilite la opción Add shielding copper en el cuadro de diálogo Via Shielding . Este cobre se crea como un polígono, por lo que cumple con las reglas de diseño Clearance y Polygon Connect Style aplicables.
La opción Add shielding copper agregará un polígono que encierra las vías de blindaje. El borde del polígono que queda alejado de la red blindada tocará el borde de las vías. El borde del polígono adyacente a la red blindada se retraerá de la red según la regla de diseño Clearance aplicable. Si la opción Add clearance cutout también está habilitada, el polígono, en cambio, se retraerá de la red blindada según la configuración Distance del cuadro de diálogo Add Shielding to Net . Pase el cursor sobre la imagen de abajo para ver la diferencia.
Para simplificar el proceso de trabajar con una matriz de vías de stitching/blindaje, 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 requerida. Todas las vías que formen parte de esa matriz se seleccionarán si la casilla Select está habilitada en el panel (como se muestra en la imagen de abajo). Como alternativa, haga doble clic en cualquier vía de la matriz para abrir el panel Properties y editar la matriz.
Use el panel PCB en modo Unions para seleccionar todas las vías de una matriz de stitching o blindaje. En esta imagen, están seleccionadas las cuatro uniones de blindaje con vías.
Comportamiento de la selección:
Se puede seleccionar y eliminar una vía individual de stitching/blindaje.
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 la unión, como se muestra en la imagen de arriba. Cuando se selecciona una unión, esa unión de vías puede eliminarse en el espacio de trabajo o editarse 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 se comportará de la siguiente manera:
El primer clic seleccionará la vía individual.
El segundo clic y los siguientes seleccionarán el siguiente objeto en el orden de selección utilizado cuando hay objetos superpuestos: por ejemplo, componente, polígono, unión de vías (si esos objetos están debajo del cursor).
Como alternativa, después de que el primer clic seleccione la vía individual, presione el atajo Shift+Tab Select Overlapping . Continúe presionando Shift+Tab
Una unión de stitching restringida a un área puede seleccionarse arrastrando una ventana de selección contenida alrededor de cualquier vía de la unión (arrastre de izquierda a derecha), como se demuestra en la animación de la sección Modifying a User-Defined Via Stitching Area de esta página.
Las propiedades de un conjunto de vías de stitching o blindaje pueden editarse una vez que se ha seleccionado, en Via Stitching o en el modo Via Shielding del panel Properties . Haga doble clic en cualquier vía del conjunto para abrir el panel.
Ejemplo de una edición realizada en vías de stitching en el panel Properties .
Después de editar una propiedad en el panel y presionar Enter Changes pending y los botones aparecen en la parte superior del panel; haga clic en Apply para completar la acción de edición.
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).
Artículo de Wikipedia, Via Fence
Estudios sobre el acoplamiento de vías en placas de circuito impreso multicapa
Un artículo que presenta los principios básicos de la propagación de ondas electromagnéticas dentro de una estructura de PCB - Buenas prácticas en el diseño de placas de circuito
Un foro de discusión donde se hizo la pregunta Via fences for noise reduction of a chip antenna?
Técnicas de diseño y trazado de PCB para lograr el cumplimiento EMC de menor costo y la integridad de señal : M K Armstrong. EMC Standards, agosto de 1999.
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