То как программа проектирования печатных плат создает область металлизации, стало важным в последние годы главным образом из-за электромагнитной совместимости. Существует минимум три способа, как программное обеспечение для проектирования печатных плат может создавать области металлизации.

Сеточные области металлизации

Многие программы проектирования печатных плат используют один из видов операции заливки для получения областей металлизации. Фактически указанный участок под область делится на квадраты и проверяется какие квадраты могут быть заполнены медью и в каких находятся другие объекты.

Хотя этот метод легко реализовать, он имеет множество недостатков:

• Из-за использования прямоугольной сетки, любые области с диагональными границами неизменно приводят к зигзагообразному рисунку границ, что не идеально для плат с высокочастотными сигналами. Кроме того, область металлизации не может огибать узкие или не ортогональные зазоры, поэтому не всегда возможно оптимальное размещение.
• Если любая контактная площадка соединяется с областью металлизации вне точек сетки и если область металлизации задана в виде штриховки, сложно гарантировать их правильное соединение.
• Для сохранения базы данных о соединениях, штриховка области металлизации представляется в виде обычных дорожек. Это не только требует большого объема памяти и замедляет программное обеспечение, но также приводит к сложностям при редактировании или удалении области металлизации после её создания.

Негатив области металлизации

Другой метод – это изобразить увеличенные копии всех контактных площадок и дорожек, которые не связаны с заземляющей площадкой и получить, таким образом, негатив области металлизации. Хотя этот способ используется в некоторых программах, он также имеет недостатки:

Программное обеспечение не может проверить представляет ли область металлизации единое целое, например, дорожка, проходящая поперек области металлизации, может разбить её на две несоединенные области. Если это не допустимо, то приходится использовать многослойную плату для создания областей металлизации.

Даже если площадка не имеет разрывов, могут существовать очень тонкие участки соединений, когда изображения, представляющие препятствия для области металлизации почти соприкасаются.

Многоугольные бессеточные области металлизации

Хотя этот способ реализовать сложнее всего, он не имеет недостатков двух других и каких-либо присущих конкретно ему.

Фактически он основывается на методе построения негатива. Процесс начинается с создания границ в виде многоугольников, окружающих все контактные площадки и дорожек в пределах указанной области. Эти многоугольники называются «отверстиями».

«Отверстия» объединяются в том смысле, что, если существует два или более пересекающихся «отверстия», то они заменяются одним, включающим оба. Этот процесс продолжается пока не будут объединены все возможные «отверстия».

Эти «отверстия» вычитаются из первоначальных границ указанной области. Эта граница также представляет многоугольник, поэтому можно получить произвольную область, заполненную медью. Здесь программное обеспечение проверяет сохраняется ли цельность площадки. Если «отверстие» проходит поперек границы, то граница разбивается на две отдельных медных области.

Когда «отверстия» создаются контактными площадками, подсоединенными к той же цепи, что и область, программное обеспечение проверяет нужно ли и как разместить тепловой рельеф и вносит изменения в базу данных соединений.

При этом остаются две проблемы:

• когда два отверстия почти соприкасаются, создается узкое соединение между двумя областями, которое сложно реализовать на практике.
• если область металлизации рисуется с помощью графопостроителя Gerber или перьевого графопостроителя, то, чтобы нарисовать её можно использовать только перо определенной минимальной толщины. Если такое перо используется, чтобы нарисовать границы многоугольника, то они получатся увеличенными на половину толщины пера и это может нарушить правила проектирования. Кроме того, невозможно нарисовать острые углы с помощью «толстого» пера.

Обе эти проблемы можно решить, если предположить, что все границы будут нарисованы пером определенной толщины. Тогда все «отверстия» вычисляются как увеличенные на половину толщины этого пера по сравнению с их нормальными размерами. Вторая проблема решается на стадии создания «отверстий». Кроме того, ни одна граница многоугольника не может быть меньше, чем толщина пера, что решает проблему с возникновением узких соединений.

Области металлизации без списка соединений

Одна из проблем, которая возникала в старых версиях ARES, – это проблема создания области металлизации, подключенной к «земле», которая была создана без списка соединений. Проблема заключается в том, что не известно какие именно контактные площадки соединены с «землей». Заметьте, что существует галочка в диалоговом окне Edit Pin, позволяющая выбрать отдельные контактные площадки, которые будут иметь тепловые рельефы или непосредственно соединяться с областью металлизации.

Области металлизации хранятся в виде многоугольных площадок, которые ведут себя подобно другим объектам в ARES.

Чтобы отредактировать область металлизации, необходимо:

1. Выбрать иконку Zone Mode;
2. Выбрать слой области, используя селектор слоев.
3. Нажать правую, а затем левую кнопку в любом месте на границе области металлизации, чтобы выделить её, а затем отредактировать.

Чтобы удалить область металлизации, необходимо:

1. Выбрать иконку Zone Mode;
2. Выбрать слой области, используя селектор объектов;
3. Нажать два раза правую кнопку мыши в любом месте на границе области металлизации, чтобы удалить её.

В общем случае лучше размещать области металлизации до авторазводки. Существует две основные причины:

• области металлизации сами подсоединяются к любой сквозной контактной площадке и таким образом освобождают авторазводчик от необходимости делать это;
• в случае компонентов для поверхностного монтажа, проходка с автоматическим размещением переходных отверстий активизируется при наличии областей металлизации и поэтому важно, чтобы они размещались до разводки и чтобы стояли флажки Route to this Zone.

Когда область металлизации находится на одном слое с другими дорожками, область может быть разбита на две дорожкой, размещаемой авторазводчиком. В этом случае, могут остаться некоторые линии связи после разводки и лучше всего перезапустить авторазводчик, чтобы завершить разводку.