Thêm Via Stitching & Via Shielding

Kỹ thuật nối qua lỗ (Via stitching) là phương pháp được sử dụng để kết nối các vùng đồng có diện tích lớn trên các lớp khác nhau, từ đó tạo ra một kết nối dọc vững chắc xuyên suốt cấu trúc bảng mạch, giúp duy trì trở kháng thấp và các vòng hồi ngắn. Kỹ thuật này cũng có thể được sử dụng để kết nối các vùng đồng vốn có thể bị cô lập trở lại với mạng của chúng

Via shielding có chức năng khác, trong thiết kế RF, nó được sử dụng để giúp giảm nhiễu chéo và nhiễu điện từ trong một đường dẫn đang truyền tín hiệu RF. Một via shield, còn được gọi là via fence hoặc picket fence, được tạo ra bằng cách đặt một hoặc nhiều hàng via dọc theo đường dẫn tín hiệu. Trong Altium Designer, điều này được gọi là via shielding

Altium Designer hỗ trợ cả via stitching và via shielding. Vì quy trình thêm via stitching hoặc via shielding tương tự nhau, trang này sẽ đề cập đến cả hai chủ đề

Via stitching giúp tạo ra các kết nối dọc mạnh mẽ xuyên qua bảng mạch, giúp duy trì trở kháng và rút ngắn vòng lặp trở về.

Bảo vệ lỗ via được sử dụng để tạo ra một "hàng rào" nhằm bảo vệ mạng khỏi nhiễu chéo và nhiễu điện từ.

Thêm lỗ via nối

Via stitching được thực hiện như một quy trình hậu xử lý, lấp đầy các khu vực đồng trống bằng các via stitching. Để có thể thực hiện via stitching, phải có các vùng đồng chồng chéo được gắn với mạng được chỉ định, trên các lớp khác nhau. Các vùng đồng được hỗ trợ bao gồm: Fills, Solid Regions, PolygonsPower Planes

Để thêm các lỗ vias nối vào một mạng, hãy chọn lệnh Tools » Via Stitching/Shielding » Add Stitching to Net lệnh từ các menu. Cửa sổ Add Stitching to Net hộp thoại sẽ mở ra, nơi Net, Stitching ParametersVia Style được chỉ định. Khi nhấp vào nút OK nút được nhấp, thuật toán ghép nối sẽ xác định tất cả các vùng điền, vùng đặc, đa giác và mặt phẳng nguồn gắn với mạng đã chọn và cố gắng kết nối chúng qua bảng mạch, sử dụng via và mẫu ghép nối đã chỉ định

Các bộ via ghép nối mới được cấu hình trong Add Stitching to Net hộp thoại, các bộ via hiện có sau đó được chỉnh sửa trong Via Stitching hộp thoại (), hoặc trong Properties bảng điều khiển (). Các trường cho cả ba phần này được mô tả bên dưới.

Ghi chú về Via Stitching

  • Trước tiên, hãy chọn Net sẽ được sử dụng để ghép vì điều này ảnh hưởng đến hành vi của các tùy chọn khác, chẳng hạn như nhấp vào nút Load values from Routing Via Style Rule . Nếu mạng đã được chọn trong không gian thiết kế, mạng đó sẽ tự động được chọn khi bạn mở hộp thoại Add Stitching to Net hộp thoại.

  • Các lỗ vias che chắn được xác định bằng VSn: Via Stitching, trong đó giá trị số n xác định lỗ vias này thuộc cùng một liên kết vias với các lỗ vias khác có cùng mã số.

  • Kiểu kết nối lỗ (giảm áp hoặc trực tiếp) được xác định bởi: ràng buộc thiết kế Kiểu kết nối đa giác áp dụng cho các đa giác, ràng buộc thiết kế Kiểu kết nối mặt phẳng áp dụng cho các mặt phẳng nguồn, với các kết nối trực tiếp cho các vùng đặc và vùng tô màu.

  • Sau khi hoàn tất việc ghép nối, bạn sẽ cần đổ lại tất cả các đa giác bị ảnh hưởng nơi các lỗ via kết nối bằng kiểu kết nối relief.

  • Mỗi bộ lỗ vias ghép nối được thêm vào một tập hợp, thiết lập PCB bảng điều khiển sang Unions để khám phá các tập hợp này ( ).

  • Để chỉnh sửa một bộ lỗ vias nối, nhấp đúp vào bất kỳ lỗ vias nào trong bộ để mở hộp thoại Via Stitching hộp thoại, hoặc Properties bảng điều khiển nếu nó được cấu hình để mở khi nhấp đúp ( ). Ngoài ra, kéo một hình chữ nhật chọn (từ trái sang phải) bao gồm một hoặc nhiều lỗ nối, sau đó chỉnh sửa cài đặt trong Properties bảng điều khiển.

  • Bộ vias có thể được xóa bằng cách chạy lệnh Tools » Via Stitching » Remove Via Stitching Group lệnh, sau đó nhấp vào bất kỳ lỗ nối nào trong nhóm.

  • Thuật toán nối lỗ via xử lý các đa giác, vùng tô màu, vùng đặc và mặt phẳng nguồn theo cách sau:

    1. Các đa giác, vùng và vùng tô màu nằm trên cùng một mạng sẽ được nối ở bất kỳ điểm nào chúng chồng chéo trên các lớp khác nhau. Nếu có các đa giác, vùng hoặc vùng tô màu trên các mạng khác đang chồng chéo trong khu vực đó (trên một lớp khác), việc nối sẽ không được áp dụng trong vùng đó. Các vùng mặt phẳng chồng chéo trên các mạng khác sẽ được bỏ qua.

    2. Các vùng mặt phẳng chồng chéo trên mạng mục tiêu luôn được nối, bất kể sự hiện diện của các vùng mặt phẳng (trên lớp khác) thuộc các mạng khác. Quy tắc 1 ở trên áp dụng nếu có đa giác, vùng hoặc vùng tô màu chồng chéo trong cùng một khu vực.

      To summarize these two rules - trên các lớp khác, các lớp phẳng của mạng khác luôn được xuyên qua bởi các lỗ nối, nhưng các đa giác, vùng hoặc vùng tô màu của mạng khác thì không. Nếu thiết kế bao gồm các đa giác của mạng khác trong một khu vực yêu cầu các lỗ nối, hãy tạm thời gác lại các đa giác đó, định nghĩa các lỗ nối, sau đó bỏ gác và đổ lại các đa giác đó. Tìm hiểu thêm về việc tạm ngưng và đổ lại đa giác.

Sửa đổi khu vực nối lỗ

Tập hợp các lỗ vias trong mỗi khu vực ghép vias duy nhất được nhóm lại thành một Một tập hợp các đối tượng mà trình chỉnh sửa PCB nhận diện là một nhóm duy nhất\r\n

\r\n","placement":"top","arrow":true}">. Toàn bộ tập hợp này có thể được di chuyển, và khu vực cũng có thể được thay đổi kích thước

Kéo cửa sổ chọn từ trái sang phải để chọn một khu vực nối, sau đó di chuyển hoặc thay đổi kích thước bằng cách định vị chuột để có con trỏ chính xác.

Thêm lỗ vias che chắn vào mạng

Via che chắn được sử dụng để cách ly một mạng khỏi nhiễu tiềm ẩn hoặc hiện tượng ghép từ các tín hiệu lân cận. Các via che chắn phải được bố trí khoảng cách phù hợp với tần số cao nhất cần bảo vệ. Thiết kế đúng đắn của lớp che chắn là rất quan trọng; một lớp che chắn thiết kế kém có thể thực sự góp phần gây ra các vấn đề EMI nếu khoảng cách nằm ở tần số cộng hưởng của tín hiệu lân cận. Điều này được thảo luận chi tiết hơn trong phần Ghi chú về Via Che chắn

Để đặt lớp chắn xung quanh một mạng đã được định tuyến, hãy chọn lệnh Tools » Via Stitching/Shielding » Add Shielding to Net lệnh từ các menu. Hộp thoại Add Shielding to Net hộp thoại sẽ xuất hiện để bạn cấu hình Net to Shield và các Shielding Parameters, tham chiếu NetVia Style theo yêu cầu. Các lỗ vias sẽ được đặt dọc theo cả hai bên của (các) mạng đã chọn, bất cứ nơi nào có thể đặt một lỗ vias tuân thủ các quy tắc thiết kế hiện hành

Các bộ via che chắn mới được cấu hình trong Add Shielding to Net hộp thoại, các bộ lỗ vias hiện có sau đó được chỉnh sửa trong Via Shielding hộp thoại (), hoặc trong Properties bảng điều khiển (). Các trường cho cả ba tùy chọn này được mô tả bên dưới.

Ghi chú về che chắn lỗ via

  • Chọn Net cần che chắn trước vì điều này ảnh hưởng đến hành vi của các tùy chọn khác, chẳng hạn như nhấp vào nút Load values from Routing Via Style Rule . Nếu mạng đã được chọn trong không gian thiết kế, mạng đó sẽ tự động được chọn khi bạn mở hộp thoại Add Shielding to Net hộp thoại.

  • Các lỗ vias che chắn được xác định bằng VSHn: Via SHielding, trong đó giá trị số n xác định lỗ vias này thuộc cùng một tập hợp che chắn vias với các lỗ vias khác có cùng mã số.

  • Kiểu kết nối lỗ (relief hoặc direct) được xác định bởi ràng buộc thiết kế Kiểu kết nối đa giác (Polygon Connect Style) áp dụng cho các đa giác, và ràng buộc thiết kế Kiểu kết nối mặt phẳng (Plane Connect Style) áp dụng cho các mặt phẳng nguồn.

  • Sau khi quá trình ghép nối hoàn tất, bạn sẽ cần đổ lại tất cả các đa giác bị ảnh hưởng có quy tắc thiết kế Kiểu kết nối đa giác áp dụng chỉ định kiểu kết nối relief.

  • Mỗi bộ lỗ vias che chắn được thêm vào một tập hợp, thiết lập PCB bảng điều khiển sang Unions để khám phá các tập hợp này ( ).

  • Để chỉnh sửa một tập hợp các lỗ vias cách ly, nhấp đúp vào bất kỳ lỗ vias nào trong tập hợp để mở hộp thoại Via Shielding hộp thoại, hoặc bảng điều khiển Properties bảng điều khiển nếu nó được cấu hình để mở khi nhấp đúp ( ). Ngoài ra, kéo một hình chữ nhật chọn bên trong (từ trái sang phải) bao gồm một hoặc nhiều lỗ vias che chắn, sau đó chỉnh sửa các cài đặt trong Properties bảng điều khiển.

  • Bộ vias có thể được xóa bằng cách chạy lệnh Tools » Via Stitching/Shielding » Remove Via Shielding Group lệnh, sau đó nhấp vào bất kỳ lỗ vias nào trong nhóm.

  • Bạn có thể thực hiện che chắn mạng một phần hoặc che chắn nhiều mạng:

    • Nếu bạn không muốn che chắn toàn bộ mạng, hãy chọn các đoạn đường dẫn cần thiết trước, sau đó bật tùy chọn Selected Objects tùy chọn đã được bật.

    • Để che chắn nhiều mạng liền kề, hãy chọn các mạng trong không gian thiết kế, sau đó thực hiện che chắn với Selected Objects tùy chọn được bật.

    • Lưu ý rằng một cặp vi sai có thể được che chắn bằng kỹ thuật nhiều mạng Selected Objects hoặc bằng cách chọn một trong hai mạng của cặp vi sai trong Net to Shield danh sách thả xuống.

  • Sử dụng Add shielding copper tùy chọn này để thêm một đa giác bao quanh các lỗ vias cách ly, bao gồm Add clearance cutout tùy chọn để cắt bớt đa giác sao cho chỉ bao quanh các lỗ vias. Đọc chủ đề " Bao gồm đồng che chắn với các lỗ vias che chắn " bên dưới để tìm hiểu thêm về các tùy chọn này.

Kích thước và vị trí của các lỗ vias che chắn không phải là một khoa học chính xác, nhưng có những hướng dẫn đã được thiết lập dựa trên thử nghiệm thực nghiệm.

"Kết nối không quá λ/20, với chiều dài đoạn nối không dài hơn giá trị này. Đây thực sự là một quy tắc rất tốt để nối bất kỳ vùng lấp đầy đất nào với mặt phẳng đất trên thiết kế nhiều lớp. λ là bước sóng của tần số có ý nghĩa cao nhất cho thiết kế (giả sử tần số là 1 GHz nếu không biết), trong đó:

f = C / λ

Lưu ý: C (tốc độ ánh sáng) sẽ xấp xỉ 60% tốc độ trong không gian tự do đối với bức xạ điện từ truyền qua PCB điện môi FR4."

  • Như đã đề cập trong diễn đàn thảo luận(5) được trích dẫn bên dưới, đối với một PCB có ăng-ten tích hợp, "khoảng cách giữa các lỗ nối không nên vượt quá 1/4 bước sóng cộng hưởng của bạn."

  • Cuộc thảo luận trên diễn đàn cũng đề cập đến một ghi chú kỹ thuật(6), trong đó nêu rõ rằng "quy tắc chung là đặt các lỗ vias nối với nhau cách nhau không quá λ/10 và tốt nhất là nên đặt chúng với tần suất λ/20."

Bao gồm đồng che chắn cùng với các lỗ vias che chắn

Ngoài việc thêm các lỗ vias che chắn dọc theo mỗi bên của đường dẫn, bạn cũng có thể bao gồm đồng che chắn, như được hiển thị trong các hình ảnh bên dưới. Để thực hiện điều này, hãy bật tùy chọn Add shielding copper tùy chọn trong hộp thoại Via Shielding hộp thoại. Lớp đồng này được tạo dưới dạng đa giác, do đó nó tuân thủ các quy tắc thiết kế Khoảng cách an toànKiểu kết nối đa giác áp dụng

Tùy chọn Add shielding copper sẽ thêm một đa giác bao quanh các lỗ vias che chắn. Cạnh đa giác nằm xa mạng được che chắn sẽ chạm vào cạnh của các lỗ vias. Cạnh đa giác nằm liền kề với mạng được che chắn sẽ được lùi lại so với mạng theo quy tắc thiết kế Khoảng cách áp dụng. Nếu tùy chọn Add clearance cutout tùy chọn này cũng được bật, đa giác sẽ được lùi lại so với mạng được che chắn theo Distance trong hộp thoại Add Shielding to Net hộp thoại. Di chuột qua hình ảnh bên dưới để xem sự khác biệt

Các lỗ vias che chắn xung quanh một mạng với tùy chọn cắt khoảng cách được bật, và

các lỗ vias che chắn xung quanh một mạng khi tùy chọn cắt khoảng cách bị tắt.

Chọn hoặc Chỉnh sửa Lỗ nối hoặc Lỗ che chắn

Để đơn giản hóa quy trình làm việc với một mảng các lỗ nối/lỗ che chắn, cả hai loại đều được tự động nhóm lại thành một tập hợp. Các tập hợp được quản lý thông qua bảng điều khiển PCB

Chọn bằng bảng điều khiển PCB

Để chọn mảng, chuyển sang PCB bảng điều khiển sang Unions chế độ và chọn Via Stitching hoặc Via Shielding liên kết. Tất cả các lỗ vias thuộc mảng đó sẽ được chọn nếu Select hộp kiểm được bật trong bảng điều khiển (như hình dưới đây). Ngoài ra, bạn có thể nhấp đúp vào bất kỳ lỗ nối nào trong mảng để mở bảng Thuộc tính và chỉnh sửa mảng

Sử dụng PCB bảng điều khiển ở Unions để chọn tất cả các lỗ via trong một mảng ghép nối hoặc che chắn. Trong hình ảnh này, cả bốn liên kết che chắn lỗ via đều được chọn.
Sử dụng PCB bảng điều khiển ở Unions để chọn tất cả các lỗ via trong một mảng ghép nối hoặc che chắn. Trong hình ảnh này, cả bốn liên kết che chắn lỗ via đều được chọn.

Chọn tập hợp lỗ via theo cách tương tác

Hành vi chọn

  • Có thể chọn và xóa từng lỗ vias nối hoặc che chắn riêng lẻ.

  • Nếu tùy chọn Popup Selection Dialog tùy chọn này được bật trong Preferences ( ), việc nhấp vào một lỗ via riêng lẻ thuộc về một tập hợp sẽ hiển thị danh sách bao gồm tập hợp đó, như hình trên. Khi một tập hợp được chọn, tập hợp các lỗ via đó có thể bị xóa trong không gian làm việc hoặc chỉnh sửa trong Properties bảng điều khiển.

  • Nếu Popup Selection hộp thoại không được bật, thì việc nhấp vào một đường dẫn riêng lẻ thuộc về một liên kết sẽ hoạt động như sau:

    • Lần nhấp đầu tiên sẽ chọn đường dẫn riêng lẻ.

    • Lần nhấp thứ hai và các lần nhấp tiếp theo sẽ chọn đối tượng tiếp theo theo thứ tự ưu tiên được sử dụng khi có các đối tượng chồng chéo: ví dụ: linh kiện, đa giác, liên kết via (nếu các đối tượng đó nằm dưới con trỏ).

    • Hoặc, sau khi nhấp chuột đầu tiên chọn đường dẫn riêng lẻ, nhấn phím tắt Shift+Tab phím tắt để gọi lệnh Select Overlapping lệnh. Tiếp tục nhấn Shift+Tab để chuyển qua các đối tượng chồng chéo, chọn từng đối tượng lần lượt.

  • Có thể chọn một liên kết ghép bị giới hạn trong một khu vực bằng cách kéo một cửa sổ chọn bên trong xung quanh bất kỳ via nào trong liên kết (kéo từ trái sang phải), như được minh họa trong hình động trong phần Sửa đổi khu vực ghép via do người dùng định nghĩa trên trang này.

Chỉnh sửa bộ via

Các thuộc tính của một tập hợp via ghép nối hoặc che chắn có thể được chỉnh sửa sau khi đã được chọn, trong phần Via Stitching hoặc Via Shielding chế độ của Properties bảng điều khiển. Nhấp đúp vào bất kỳ lỗ via nào trong tập hợp để mở bảng điều khiển

Một ví dụ về việc chỉnh sửa các lỗ via nối trong Properties bảng điều khiển.Một ví dụ về việc chỉnh sửa các lỗ via nối trong Properties bảng điều khiển.

Sau khi bạn chỉnh sửa một thuộc tính trong bảng điều khiển và nhấn Enter trên bàn phím, thông báo Changes pending thông báo và các nút sẽ xuất hiện ở đầu bảng điều khiển - nhấp Apply để hoàn tất thao tác chỉnh sửa của bạn

Đọc thêm

  1. Để biết thông tin về tất cả các khía cạnh của thiết kế PCB, hãy tham khảo trang web Tạp chí Thiết kế và Sản xuất Mạch In. Trang web này là một nguồn tài liệu tuyệt vời về các chủ đề kỹ thuật, chẳng hạn như vai trò của "via fence" (hãy bao gồm dấu ngoặc kép để cải thiện chất lượng kết quả tìm kiếm).

  2. Bài viết trên Wikipedia, Via Fence

  3. Các nghiên cứu về sự kết hợp via trên bảng mạch in nhiều lớp

  4. Một bài báo giới thiệu các nguyên lý cơ bản về sự lan truyền sóng điện từ trong cấu trúc PCB - Các phương pháp hay nhất trong thiết kế bảng mạch

  5. Một diễn đàn thảo luận nơi câu hỏi Via fences for noise reduction of a chip antenna? được đặt ra

  6. Kỹ thuật thiết kế và bố trí PCB để tuân thủ EMC với chi phí thấp nhất và đảm bảo tính toàn vẹn tín hiệu: M K Armstrong. Tiêu chuẩn EMC, tháng 8 năm 1999.

AI-LocalizedAI-localized
If you find an issue, select the text/image and pressCtrl + Enterto send us your feedback.
Feature Availability

The features available to you depend on which Altium solution you have – Altium Develop, an edition of Altium Agile (Agile Teams or Agile Enterprise), or Altium Designer (on active term).

If you don’t see a discussed feature in your software, contact Altium Sales to find out more.

Legacy Documentation

Altium Designer documentation is no longer versioned. If you need to access documentation for older versions of Altium Designer, visit the Legacy Documentation section of the Other Installers page.

Nội dung