Полигоны и термобарьеры: как правильно развести землю на плате

Полигон (заливка, copper pour) — большая область меди, обычно подключённая к земле или питанию. Полигоны улучшают помехозащищённость и отвод тепла, но при неправильной разводке мешают пайке. Разберём, как сделать их без проблем для монтажа.

Зачем нужны полигоны

• Низкое сопротивление цепи земли и питания.
• Экранирование и меньше помех между сигналами.
• Отвод тепла от силовых компонентов.
• Равномерное распределение меди по плате — она меньше коробится при пайке.

Что такое термобарьер

Если площадку компонента соединить с полигоном сплошной медью, при пайке тепло будет уходить в полигон, и площадка не прогреется. Получится холодная пайка или эффект «надгробия», когда мелкий резистор встаёт на один торец. Термобарьер (thermal relief) — соединение площадки с полигоном через 2–4 узкие перемычки. Электрический контакт сохраняется, а тепло уходит медленнее.

Где термобарьеры нужны, а где нет

• Нужны: площадки мелких SMD-компонентов и выводы THT-деталей, подключённые к большим полигонам земли и питания.
• Не нужны: переходные отверстия, а также площадки силовых компонентов, где важен отвод тепла, — например, теплоотводящая площадка корпуса QFN или DPAK. Для них используют сплошное подключение и массив переходных отверстий.

Типичные ошибки

• Полигон без термобарьеров на площадках 0402 и 0603 — компоненты «встают на ребро».
• Слишком узкие перемычки термобарьера на сильноточных цепях — они греются.
• Изолированные «островки» меди, не подключённые ни к одной цепи. Их лучше удалить или подключить к земле переходными отверстиями.
• Полигон подходит к краю платы вплотную — при фрезеровке медь может оголиться. Отступ от края — от 0,3–0,5 мм.
• Земля на разных слоях соединена одним-двумя переходными отверстиями. Полигоны земли на соседних слоях лучше «сшивать» рядами отверстий.

Сетка или сплошная заливка

Сетчатые полигоны раньше использовали, чтобы плата меньше коробилась. Сейчас почти всегда делают сплошную заливку: она лучше по помехам и проще в производстве.

Перед заказом

После заливки полигонов перезапустите проверку правил (DRC) в САПР — полигон мог «съесть» зазоры. Если хотите, мы проверим проект на технологичность перед запуском в производство.