Altium Designer巧用元素转换铺设异型铜皮！

高级技术分析：CPU圆环形异形铜皮创新设计方法及实践指南


引言

在现代电子产品设计中，CPU冷却系统的开发与优化日益成为关键环节。一种独特的设计趋势是将冷却系统外围结构设计为基于圆环形的异形铜片，以实现高效散热的同时减少空间占用，并融合美观设计。本文旨在详细介绍一种实现这一设计理念的技术解决方案——如何在电路板布局中精确实现圆环内的铜皮铺设及开窗，并为空网络创造专业指导。

技术背景与问题描述

要处理的是由两条独立线组成的复杂形状，其中图形的内环区域需要铺设与原图形保持一致特性的铜皮，并保持空网络状态以及实现特定的开窗效果。这一设计通常通过多步骤的PCB布局技术实现，需深入理解PCB设计软件（如Altium Designer）的高级功能，特别是几何处理与图形转换工具。

解决方案


一、预备步骤：图形分割与准备




1.1 图形分割

目的: 将原图形转变为由一条连续的闭合线组成的结构，这是初步处理的基础，对于后续的铜皮铺设至关重要。

步骤:

机械层辅助: 利用软件的机械层功能预先对图形进行修改分割或增强，便于后续精准操作。

线段选择与之一: 选取原图形中的直线段，精确选取结束于特定点的线段，确保每段线都成为图形的一部分。

线段连接: 使用软件内的连接工具或快捷方式（如合并线段功能），将选取的线段首尾进行衔接，形成一条连续的闭合线。

1.2 属性调整与隐藏非目标图形元素


隐藏原线段: 使用属性或工具选项清除原本需要分割的线段而不影响后续操作。


验证图形完整性: 检查图形是否转变为单一闭合线结构并保持原始图形的轮廓准确度。


二、创建复合几何形状


2.1 选区转换为多边形

目的: 利用创建多边形功能（Tools > Convert > Create Polygon/Region from Selected Primitives）将轮廓转换为多边形结构，以便进一步编辑和利用多边形特性。

步骤:


选区确定: 选择处理完毕的闭合线图形。

多边形创建: 应用特定键组合（通常为TVR/TVG）调用多边形创建功能，软件将自动识别并构建选区对应的多边形。

多边形属性调整: 使用双击或特定命令调整多边形，默认属性可能需要修改以适应后续设计需求（如填充模式），配置为无填充或边框显示，清晰显示出图形轮廓而不影响精度。

三、图形应用与层管理


3.1 图层应用与粘贴机制

目的: 最终将完成设计的图形（包括铜皮铺设及开窗处理）移至设计流程中的正确层上，确保与电路板其他布局组件兼容。

步骤:

层选择与准备: 确保目标层为正确配置，包括合适的接地设计、敷铜规则和网络定义等。

操作执行: 使用键盘上的`).粘贴常规对象/网络粘贴（键盘快捷键EA），选择需粘贴的对象，实现精确定位与层归属。

特殊粘贴选项 Alt+Insert: 立即粘贴对象到当前活动层，这不仅高效也避免了可能的布局冲突。

位号粘贴与批量操作 资源性改变.plan设置以实现特定逻辑，如自动增量位号的数量，优化层管理与自动脚本应用。

四、验证与优化


4.1 验证图形完整性与属性

目的: 确保转换后的几何图形或多边形符合设计要求，无任何遗漏或错误，满足散热性能与电路连接性需求。

步骤:

图形检查: 通过查看图形性能指标、几何精确度，以及相关属性，确保每一步骤执行的正确性。

连通性测试: 按电路原理确保设计与实际功能兼容，特别关注电流流速可能经过的路径，防止可能是局限的结果或错误配置的潜在问题。