Polygon Pour - پولیگان
- تعریف کوتاه فنی
- پولیگان ناحیه‌ای از برد PCB است که با مس پر می‌شود و معمولاً برای ایجاد سطح زمین (GND)، تغذیه (Power) یا سایر شبکه‌های الکتریکی استفاده می‌شود. این ناحیه به‌جای یک مسیر باریک، سطح وسیعی از مس را در اختیار شبکه قرار می‌دهد.
- معادل فارسی
- پولیگان، سطح مسی، ناحیه مسی، صفحه مسی
- نام‌های دیگر
- Copper Pour، Polygon Pour، Copper Area، Copper Plane، Copper Zone (اصطلاح رایج در KiCad)
در نرم‌افزارهای طراحی PCB، طراح یک محدوده بسته را به‌عنوان Polygon تعریف می‌کند و آن را به یک شبکه الکتریکی (Net) اختصاص می‌دهد. نرم‌افزار با توجه به قوانین طراحی (DRC)، فاصله مجاز از سایر المان‌ها و تنظیمات اتصال، فضای داخل محدوده را با مس پر می‌کند.
برای مثال، اگر یک Polygon به شبکه GND اختصاص داده شود، تمام قسمت‌های مجاز آن به سطح زمین متصل خواهند شد.
پولیگان‌ها می‌توانند در لایه‌های مختلف برد، از جمله لایه‌های Top، Bottom و لایه‌های داخلی قرار بگیرند. در بردهای چندلایه، استفاده از یک لایه کامل یا بخش بزرگی از آن به‌عنوان صفحه زمین یا تغذیه نیز رایج است.
انواع اتصال قطعات به پولیگان
- Solid Connection: اتصال مستقیم پد به سطح مسی.
- Thermal Relief: اتصال پد به پولیگان از طریق چند شاخه باریک مسی. این روش انتقال حرارت به سطح مسی را هنگام لحیم‌کاری کاهش می‌دهد و لحیم‌کاری را آسان‌تر می‌کند.
- Direct Connect: اتصال مستقیم پد به پولیگان؛ در برخی نرم‌افزارها معادل یا نزدیک به Solid Connection است.
همچنین ممکن است در اثر وجود موانع، فاصله‌های ایمنی یا تنظیمات طراحی، قسمت‌هایی از پولیگان از مس خالی بمانند. این نواحی را معمولا Void یا Clearance می‌نامند.
کاربرد
- ایجاد سطح زمین (GND Plane) برای کاهش امپدانس مسیر برگشت جریان
- ایجاد سطح تغذیه (Power Plane) برای توزیع ولتاژ در برد
- کاهش مقاومت مسیرهای جریان بالا
- کمک به دفع و توزیع حرارت
- کاهش سطح مس بدون استفاده و بهبود استفاده از مس برد
- کمک به کاهش نویز و بهبود یکپارچگی سیگنال، در صورت طراحی صحیح
نکته طراحی PCB
- اتصال به شبکه صحیح: پیش از تعریف پولیگان، Net مناسب مانند GND یا یک شبکه تغذیه را انتخاب کنید.
- تنظیم Clearance: فاصله پولیگان از ترک‌ها، پدها و سایر نواحی مسی باید مطابق ولتاژ کاری و قوانین طراحی تعیین شود.
- انتخاب نوع اتصال: برای پدهای قطعات، به‌خصوص قطعاتی که لحیم‌کاری آن‌ها دشوار است، استفاده از Thermal Relief می‌تواند مفید باشد.
- حذف جزایر مسی (Remove Islands): بخش‌های جداافتاده‌ای از مس که به شبکه موردنظر اتصال الکتریکی ندارند، می‌توانند حذف شوند.
- بررسی مسیر برگشت جریان: در طراحی سیگنال‌های پرسرعت، پیوستگی سطح مرجع اهمیت زیادی دارد. شکاف یا بریدگی در سطح زمین ممکن است مسیر برگشت جریان را مختل کند.
- بازریزی پولیگان (Repour): پس از تغییر مسیرها، جای قطعات یا قوانین طراحی، پولیگان را مجدداً به‌روزرسانی کنید تا هندسه و اتصالات آن با تغییرات جدید هماهنگ شود.
- کنترل حرارتی: در مسیرهای جریان بالا، ضخامت مس، سطح پولیگان و اتصال آن به سایر بخش‌های مدار باید بررسی شود.
اصطلاحات مرتبط
- Polygon Pour پولیگان / سطح مسی
- Copper Pour سطح‌ریزی مس
- GND Plane صفحه زمین
- Power Plane صفحه تغذیه
- Thermal Relief اتصال حرارتی
- Solid Connection اتصال مستقیم
- Clearance فاصله ایمنی
- Copper Island جزیره مسی
- Remove Islands حذف جزایر مسی
- Repour ریختن مجدد سطح مسی
- Net Assignment تخصیص شبکه الکتریکی
- Copper Keepout ناحیه ممنوعه مسی