一种印制电路板复杂平面的分割方法与流程

本发明涉及印刷电路板平面分割领域，具体讲涉及一种印制电路板复杂平面的分割方法。

背景技术：

在印制电路板设计中，电路板布线之前需根据不同的网络、阻抗、元器件位置等因素，分割印制电路板平面并敷铜。

平面分割和敷铜的目的包括：①连接同一网络，减少回路面积；②减少阻抗，增加屏蔽功能，提高整板的抗干扰能力；③降低脉冲感应压降，提高电源效率；④减少数模混合电路的印制电路板中数字电路开关噪声对模拟电路的共阻干扰；⑤增加印制电路板硬度和受热面积。

平面分割后增加的绕行回路电感会延长电路上升时间、加剧串扰甚至引发谐振；增加的绕行回路会增大电路的电磁辐射。而精确的平面分割方法能降低增加的绕行回路对电路的影响。

现有的印制电路板的一般平面分割法通常采用的是在平面外部添加形状以新增不同平面的方法，对于包含在原始平面内物理形状和电气特性复杂的平面，使用该方法需进行多次分割、绘制新形状、合并外围平面的操作，操作复杂、步骤多、效率低。对于存在圆弧的平面，进行分割时多采用绘制多边形来模拟圆弧的方式，往往导致平面边界存在毛刺，影响制造精度和性能。

为满足现有技术发展的需要，简化操作步骤，提高操作效率，需要提供一种印制电路板的复杂平面的分割方法。

技术实现要素：

为满足现有技术对物理形状和电气特性复杂的原始平面的精确分割，提高操作效率，本发明提供一种复杂平面的分割方法。

本发明提供的印制电路板的复杂平面分割方法，其改进之处在于，所述方法包括：

(1)设置artwork模式；

(2)绘制原始平面；

(3)分割平面；

(4)平滑处理平面；

(5)输出底片。

进一步的，所述步骤(1)的artwork模式包括：正片模式和负片模式；

根据文件类型设置artwork模式：

(1-1)当底片用Gerber RS274X文件格式时，按照参考底片类型及布线、阻抗值和散热条件的要求选用artwork模式；

(1-2)当底片用Geber6x00或Gerber4x00文件格式时，artwork模式选用正片模式。

进一步的，所述步骤(2)定义原始平面方法包括：

用添加形状的方法绘制原始平面；或，用Z-COPY命令复制已绘制形状绘制原始平面；

原始平面包含圆弧时，在特定位置添加圆形后，将其与原始平面中其他形状合并。

进一步的，所述步骤(3)复杂平面的分割包括：

(3-1)分割前，原始平面所在层选为活跃子类Active Subclass，形状填充方式为动态敷铜，并给其他平面分配网络；

(3-2)分割时，用添加形状的方法在原始平面内绘制多边形平面边界；

(3-3)分割后，执行编辑边界Edit Boundary命令：按PCB设计时用户定义的间距规则自动调整多边形平面边界。

进一步的，包含圆弧的其他平面的分割方法包括：

1)计算圆弧的半径和圆心坐标；

2)根据圆弧和其他平面的关系选择Route Keepin或Route Keepout命令；

3)先后绘制圆弧和多边形形成首尾相连的闭环；

4)切换到其他平面，并用添加形状的命令在区域范围中绘制其他平面边界。

进一步的，所述步骤(4)包括：

(4-1)自动填充和挖空敷铜区域，并更新已定义的形状；

(4-2)检查孤铜：若为正片，则执行孤铜检查；否则执行负平面孤铜检查；

(4-3)删除孤铜并平滑处理受影响的边界形状。

进一步的，所述步骤(5)包括：

(5-1)选取底片控制窗口中印制电路板的对应层，并将情景模式plot mode设定为已选定的敷铜模式；

(5-2)创建artwork，查阅报表文件，保存输出底片。

与最接近的现有技术比，本发明具有以下优异效果：

(1)本发明提供的技术方案解决了采用分割线或在原始平面外部添加形状的方法无法一次在原始平面内部分割出其他平面的问题，解决了用多边形模拟圆弧导致的铺铜平面毛刺的问题，提高了复杂平面分割的工作效率。

(2)本发明中的分割方法能快速、准确的分割复杂平面，操作简单，误差小，适合平面结构复杂、阻抗、抗干扰要求高的印制电路板。

(3)本发明提供的技术方案在其他平面的边界需要调整时，原始平面与其他平面的界限能按照设定的间距规则进行自适应动态调整，减少了手工调整的工作量，大幅提高分割的精度。

附图说明

图1为本发明提供的原始平面敷铜区域典型范例示意图；

图2为本发明提供的原始平面包含圆弧的敷铜区域典型范例示意图；

图3为本发明提供的设计流程图。

具体实施方式

以下将结合附图说明，对本发明提供的技术方案作进一步详细介绍。

本发明提供一种印制电路板复杂平面分割方法，所讲的复杂平面具体为：多个平面在物理位置上存在包含关系，即多个平面中至少有一个平面被包含在原始平面的敷铜区域内，如图1所示为典型的复杂平面,其他平面包含在原始平面区域内。

本发明所述分割方法不限制PCB设计工具，为清楚的介绍本发明的技术方案，在PCB布线软件Allegro应用的基础为例进行描述，Allegro是Cadebce公司推出的PCB设计工具，提供了良好的接口管理和强大的布线功能，本发明的分割方法和敷铜区域的设定如图3的流程图所示，本发明提供的分割方法包括：

(1)设置复杂平面的artwork模式；

Artwork模式是印制电路所需要用到的一组影像底稿，可以分为正片格式和负片格式，正片格式将有图形部分绘制成黑色，没有图形部分绘制成空白；负片格式将有图形部分绘制成白色，没有图形部分绘制成黑色。

在设置复杂平面的artwork模式时，首先判断复杂平面采用正片或负片模式；当印制电路板的该层底片选用的是Gerber RS274X，复杂平面的模式选用参考底片类型及布线、阻抗、散热等要求；当印制电路板的该层底片选用的是Geber6x00或Gerber4x00时，复杂平面只能采用正片模式。

根据上述判断结果设置该层的artwork模式。

(2)定义印制电路板的原始平面；

在印制电路板特定层采用添加形状的方式来绘制原始平面，若原始平面包含圆弧，则在特定位置需添加圆形后使用Shape Merge Shapes指令将其与原始平面中其他形状进行合并。在印制电路板特定层采用绘制形状，或使用Z-COPY命令，复制其它层已绘制的形状的方法来定义原始平面。

(3)在原始平面上分割其他平面；

分割平面的步骤包括：

(3-1)分割前，将活跃的子类Active Subclass选为原始平面所在层，形状填充方式选择动态敷铜，同时给其他平面分配网络。

(3-2)分割时，在原始平面的内部采用添加形状的方法绘制一个多边形，该多边形即为其他平面的边界。

若其他平面包含圆弧，如图2所示，则绘制方法包括：

1)需要预先计算出圆弧的半径以及圆心的坐标。

2)使用Setuo Areas Route Keepin(其他平面在圆弧外时选择Route Keepout)，在Options选项中选择Segment Type的类型为Arc。

3)在原始平面上绘制圆弧，圆弧绘制完成后再绘制多边形。

值得注意的是，多边形和圆弧需形成首尾相连的闭环，且该闭环边界除圆弧部分外，其他部分均应大于其他平面的边界。

4)将Active Class and Subclass切换为其他平面所在层，使用添加形状的命令在Route Keepin的范围内(其他平面在圆弧外时在Route Keepout的范围外)绘制其他平面，对于圆弧部分，边界应超出Route Keepin的边界(其他平面在圆弧外时在Route Keepout的边界内)。

(3-3)分割后，需要调整其他平面与原始平面的交界，执行编辑边界Edit Boundary命令。编辑其他平面边界时，按照PCB设计时用户定义的间距规则自动调整。

(4)对平面进行平滑处理并删除孤铜；

在完成PCB敷铜后，孤立的、没有和电路的GND连接起来的铜就称为死铜或者孤铜,这些铜只能给PCB做装饰用，没有很多实际的意义，检查孤铜并删除为使板子更整洁美观，首先对PCB电路板铺铜，进行平滑处理，设定形状动态填充方式为smooth，使敷铜区域自动填充和挖空，然后更新已定义的形状。然后执行该层的孤铜检查，其中，对于选用负片模式的层，进行负平面孤铜检查。删除检查出的孤铜，同时对受影响的部分形状再次进行平滑处理。

(5)输出底片。

在底片控制窗口中选中印制电路板的对应层，设定情景模式plot mode为步骤一中选用的敷铜模式。创建artwork，并查阅报表文件，最后保存底片。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。