内部动力平面和分割平面

电源平面

电源平面是一种特殊的实心铜内部层，通常用于在整个 PCB 上提供电气稳定的接地或电源参考。 

PCB 编辑器最多支持 16 个内部电源平面。您可以为每个层分配一个网络，也可以将电源平面分割为两个或多个相互隔离的区域，使多个网络共用一个电源平面。焊盘和过孔与电源平面的连接由Plane 设计规则控制。电源平面采用负片方式创建。放置在电源平面层上的对象会成为铜层中的无铜区域； 其余区域则形成实心铜。

创建内部平面

通过 Layer Stack Manager （Design » Layer Stack Manager）可向 PCB 设计中添加内部电源平面。要添加新的内部平面，请选中现有层，新内部层将创建在该层下方，然后右键单击并从上下文菜单中选择 Insert layer below » Plane。新的内部平面随即添加到层叠中。使用 Properties 面板的 Layer Stack Manager 模式定义所选内部平面层的属性。在 Layer Stack Manager 中所做的更改必须保存后，才能在 PCB 编辑器中生效。

查看平面

要在设计空间中查看平面层，必须先在 View Configuration 面板的 Layer & Colors 选项卡上启用该层的显示。 

为平面分配网络

平面的网络在 PCB 编辑器中分配。 要为平面层分配网络：

1. 在设计空间中将平面层设为活动层（单击编辑器底部的层选项卡，即可将该层设为活动层）。
2. 在板形轮廓内的任意位置双击。 
3. 此时将打开 Split Plane 对话框，请在 Connect to Net 列表中选择所需网络。请注意，如果活动层不是平面层，该对话框将不会打开。

选中电源平面层后，双击该层上的任意位置即可分配网络。

在 3D 查看模式下（快捷键 3），您可以看到所有内部平面对象的实体形态。除了查看之外，您还可以切换到单层模式并依次单击各层，在 3D 视图中逐层查看电路板，从而更方便地检查内部平面。

分割平面上热焊盘连接的 3D 视图。

平面层也可以划分或分割为独立区域，并为每个区域分配不同的网络。进一步了解定义分割平面。

平面层内缩

添加电源平面时，系统会沿板形自动创建一组内缩走线，使平面与板边保持一定距离。 内缩走线无法在屏幕上编辑，因为其宽度由层叠管理器中的内缩距离属性定义（显示图片）。更改内部平面的内缩值后，这些走线会自动重新生成。

创建挖空区域

要“挖空”平面的某些部分，即创建无铜区域，您可以使用 Place 命令放置线条、圆弧或填充，构建无铜区域。

将焊盘和过孔连接到平面层

焊盘和过孔在电源平面上的连接显示方式取决于 PCB Rules and Constraints Editor 对话框（Design » Rules）中设置的 Plane 设计规则。对于有特定连接或不连接要求的焊盘和过孔，您可以创建额外的规则。

热焊盘连接和直接连接

通孔焊盘和过孔可以通过直接连接或热焊盘连接的方式连接到电源平面。热焊盘连接用于在电路板焊接时，将所连接的引脚与实心铜平面进行热隔离。PCB 编辑器中的设计规则允许您定义连接到电源平面的单个或所有焊盘的热焊盘形状。

Power Plane Connect Style 设计规则指定元件引脚与电源平面之间的连接方式。有三种连接选项可供选择

• Relief Connect
• Direct Connect
• No Connect

系统还为 SMD 电源引脚与电源平面层的连接提供了专门支持。如果某个网络已连接到电源平面，该网络上的 SMD 焊盘会自动标记为已连接到相应平面。自动布线器通过放置扇出来完成这些焊盘的物理连接；扇出由一小段走线和一个过孔组成，该过孔以热焊盘连接或直接连接的方式连接到平面层。

电源平面上焊盘的热焊盘连接。彩色区域表示无铜区域。

为电源平面分配网络后，在相应电源平面层上，该网络的每个焊盘处都会显示一个小十字标记。对于热焊盘连接，该标记显示为“+”；对于直接连接，则显示为“x”。由于直接连接的焊盘通过实心铜连接到引脚，因此平面颜色会一直延伸到焊盘孔边缘。

不连接到电源平面的焊盘

不连接到平面的焊盘通过无铜区域与平面隔离。此无铜区域在 Power Plane Clearance 设计规则中定义为焊盘孔周围的径向扩展区域。

将过孔连接到电源平面

与焊盘一样，过孔会自动连接到具有相同网络名称的内部电源平面层。过孔将按照适用的 Power Plane Connect Style 设计规则进行连接。如果不希望过孔连接到电源平面，请添加一条 Power Plane Connect Style 设计规则，将连接方式设为 No Connect ，并将作用范围查询设为 IsVia。

制造注意事项

请与制造商确认所有热焊盘连接所需的合适尺寸参数。此外，请检查未连接的焊盘或过孔是否完全包围了已连接的焊盘，因为这可能会意外导致已连接的焊盘被隔离并断开连接。确保不要移除过多的铜 ，并在尽可能保留铜与控制制造成本之间取得平衡。

断开焊盘和过孔与平面层的连接

您可以在 Power Plane Connect Style 设计规则中使用查询，进一步限定哪些焊盘或过孔连接或不连接到电源平面。可以根据焊盘的标识符名称或焊盘尺寸等物理属性来筛选焊盘。由于过孔没有标识符，因此必须根据过孔直径等物理属性来筛选。

限定不连接到电源平面的特定焊盘和过孔

例如，要仅断开标识符名称以 U7 开头的焊盘，可以使用 (ObjectKind = 'Pad') 和 (Name Like 'U7-*') 查询来设置 Power Plane Connect Style 设计规则的作用范围。连接方式应设置为 No Connect。其他查询，例如 (ObjectKind = 'Pad') 和 (HoleSize = 25)，则只会筛选出孔径为 25mil 的焊盘。

处理不希望连接的过孔时，可以修改这些过孔，使其具有可用于唯一识别的特殊属性，例如不同的过孔直径，然后创建一条连接方式为 No Connect 的 Power Plane Connect Style 设计规则，并将其作用范围限定为仅匹配这些过孔。例如，可以使用查询 (ObjectKind = 'Via') And (ViaDiameter = '24') 来筛选直径为 24mil 的过孔。查询 InNet('VCC') 和 IsVia 可用于仅筛选连接到 VCC 网络的过孔。

或者，如果无法使用上述方法选择过孔，可以将它们转换为自由焊盘，然后使用焊盘名称来设置作用范围。为此，选择不希望连接的过孔，将其转换为自由焊盘 (Tools » Convert » Convert Selected Vias to Free Pads)，并为它们全部指定相同的标识符名称，例如 NoPlaneConnect。然后添加一条新的 Power Plane Connect Style 设计规则，并将规则的作用范围指定为 (ObjectKind = 'Pad') 和 (Name = 'Free‑NoPlaneConnect')。同时，将 Connect Style设置为 No Connect。所有名为 NoPlaneConnect 的自由焊盘都将与所有电源平面层断开连接。

移除内电层

要移除内电层，请在 Layer Stack Manager 中右键单击该层，然后从右键菜单中选择 Delete layer 。此时会打开一个确认对话框，警告您删除该层时，该层上的所有图元也将被移除。单击 Yes 进行确认。

分割平面

分割平面是内电层上的一个封闭区域，用于将平面划分为彼此电气隔离的独立区域。每个区域通过放置边界线来定义，以包围该网络上的所有引脚。随后，为每个区域分配不同的网络，从而在一个内部电源平面层上创建两个或更多分割平面。

电源平面可以分割成任意数量的独立区域。分割过程类似于将平面切割成多个部分，所放置线条的宽度决定了各部分之间的间隔。电源平面采用负片方式构建，因此这些特殊的边界线会形成无铜带，从而将平面上的此网络与相邻网络隔离。

内电层上的分割平面

通常，首先将焊盘数量最多的网络分配给内电层，然后为希望通过此平面连接的其他网络定义（分割出）区域。任何无法被包含在分割平面区域内的焊盘仍会显示连接线，表示它们必须在信号层上进行连接。

检查分割平面区域

您也可以使用 PCB 面板顶部下拉菜单中的 Split Plane Editor 模式，选择要查看的内电层及其内容，如下所示。

配置高亮显示选项，然后单击以高亮显示分割区域及其连接的焊盘和过孔。

通过配置面板顶部的高亮显示选项（选择、缩放等），您可以在将所需平面层设为活动层后，单击 Net Name 来定位分割平面区域及连接到该区域的焊盘和过孔（退缩边界/分割平面走线内的整个区域都会高亮显示）。 双击面板中的 Net Name 将打开 Split Plane 对话框，您可以在其中更改分配给该分割平面的网络。

在设计中使用多个分割平面

支持在分割区域内继续分割（嵌套分割或孤岛），因此无需让外部分割边界环绕内部分割边界。如果希望进一步划分分割平面，可以继续在现有分割平面内部的电源平面层上添加对象，以创建其他电气隔离的区域。

定义分割平面时的显示技巧

在电源平面中定义分割区域时，有时可能难以看清该分割区域需要包含的所有焊盘。为了让希望连接到该分割平面的网络焊盘更加醒目，建议在开始之前采用以下方法。

• 从主菜单中选择 Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer / Rebuild Split Planes on All Layers，重新计算并重绘内电层。
• 使用 3D 模式（快捷键 3）以查看平面的物理形态，包括无铜区域和热焊盘连接。为便于在 3D 模式下浏览电路板，可缩放板厚以增大层间的垂直距离。Board thickness (Scale) 控件位于 View Configuration 面板的 View Options 选项卡上的 3D Settings 区域中。

• 仅显示必要的最少层数（例如 Keep Out 层、Multi-layer 层以及所需的机械层）和正在使用的电源平面。在 View Configuration 面板中禁用其他层。
• 隐藏所有连接线（View » Connections » Hide All）。有时，显示要为其创建分割平面的单个网络会有所帮助（View » Connections » Show Net）。
• 在 PCB 面板中选择 Nets ，然后双击网络名称以打开 编辑网络对话框，将分割平面上各网络的颜色属性设置为不同的颜色。
• 要显示与某个网络关联的所有焊盘，请在 PCB 面板中单击内电层上的该网络，以屏蔽所有其他焊盘。
• 将焊盘数量最多的网络分配给内部电源平面，然后在 PCB List 面板中使用 InNet('A') 或 InNet('B') 等查询来显示网络，例如分别显示采用热焊盘连接和不采用热焊盘连接的网络，以区分要包含在新分割平面中的焊盘。
• 要仅显示内电层上的对象和图元，请在 PCB Filter 面板中使用查询 OnPlane 。

定义分割平面

在 Altium Designer 中，您可以在内部电源平面上放置任意组合的线、圆弧、走线和填充来定义分割平面。当这些对象将平面的一部分与其余部分隔离开时，就会创建一个新的分割平面。随后可为新的分割平面关联网络。 定义分割平面最简单的方法是使用 Place » Line 命令，然后在电源平面上绘制分割平面的边界。

使用 Place » Line 命令创建分割平面。

这会在光绘图中创建一条用于去除铜的线，从而将平面分割开。线宽即为隔离宽度。右键单击退出线放置模式时，系统会分析该平面并创建独立的分割区域。要在线放置过程中更改分割平面与内部电源平面之间的隔离宽度，请按 Tab 打开 Line Constraints 对话框，并更改 Line Width 值。

要将电源平面划分为两个分割平面，可以绘制一条横穿电路板的直线，从一侧的内缩边界走线连接到另一侧的内缩边界走线。只要线与内缩边界走线相连，就会形成一个隔离区域，从而创建用于标识分割平面的多边形类型对象。请确保各条线相连；线连接时，光标会变为带有大圆圈的十字形。

您可以使用线、圆弧和填充组成封闭形状，以定义不规则形状的分割平面。也可以使用内层上已有的线、圆弧、填充或走线来构成部分边界。只要它们连接成封闭区域，就会形成分割平面。

使用圆弧、填充和走线

如果使用圆弧分割平面，建议在圆弧段之间放置一小段走线。请注意，使用填充（Place » Fill）不会创建分割平面，只会创建无铜区域。例如，您可以放置填充来代替线，以构成分割平面的外边界。

如果使用 Place » Interactive Routing 命令放置走线而非线，请确保将走线设置为 No Net，并将分割平面关联到相应的网络名称。

为分割平面分配网络

要检查各分割区域是否正确定义，请单击某个分割区域；如果它是封闭区域，则只有该区域会高亮显示。

高亮显示的分割平面。

如果该区域高亮显示，请双击该区域打开 Split Plane 对话框，以检查或设置网络分配。在对话框的下拉列表中选择分割平面的网络名称，该列表包含设计中当前已加载的所有网络。

更新分割平面连接

在设计空间中移动或放置对象后，分割平面的形状可能会发生变化，但显示不会自动更新。选择 Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer 或 Rebuild Split Planes on All Layers 可重新计算并重绘平面。

在平面层上放置走线

由于平面层采用负片方式构建，因此在电源平面层上放置走线会在铜层中形成镂空区域，而不会建立任何连接。因此，无法在平面层上使用单根走线对网络进行布线。如果要在电源平面层上对网络进行布线，就必须创建一条非常细的铜岛，其尺寸与所需走线的尺寸相同。通过在用作走线的区域周围放置线条来构成边界（Place » Line），即可创建一个分割平面，然后将其分配给所需的网络。

或者，如果需要在与平面相同的层上布设多条连接，使用信号层进行布线，再使用多边形平面（铺铜）创建电源平面，可能会更高效。

查看和编辑分割平面

通过 PCB 面板的 Split Plane Editor模式，可以轻松查看和管理当前 PCB 设计中的分割平面。在此模式下，面板分为三个区域：

• Layers - 此区域显示设计中当前定义的所有内电层，以及每层包含的分割平面数量。
• Split Planes - 此区域列出在 Layers 区域中所选条目包含的分割平面。
• Pads/Vias On Split Plane - 此区域列出面板中 Split Planes 区域内所选条目包含的焊盘和过孔。

图层区域

面板的 Layers 区域显示当前设计中定义的所有内电层。在该区域中，Split Count 列指示相应平面层上包含的分割平面数量。分割数量为“1”表示该层尚未分割，整个图层本身被视为一个分割区域。

分割平面区域

在 Layers 区域中选择一个条目后，该平面层上的所有分割平面及其分配的网络都会加载到面板的 Split Planes 区域中。

每个条目都会显示一个 Node Count。此值反映连接到该分割平面区域的焊盘和过孔总数。

双击具有分割平面的网络（或右键单击并从快捷菜单中选择 Properties），即可打开 Split Plane 对话框，使用该对话框可以更改分割平面所分配的网络。

分割平面上的焊盘/过孔区域

右键单击面板 Split Planes 区域中的焊盘或过孔，然后从快捷菜单中选择 Properties，即可打开该图元对应的 Properties 面板。

删除分割平面

由于分割是在平面上的某个区域被隔离后形成的，因此移除构成分割边界的任意对象都会消除该分割。因此，要删除分割平面，请删除构成其边界的图元，例如形成分割平面轮廓的线条或其他图元。请注意，退缩走线只能通过从层叠中移除内电层来删除。

分割平面的设计规则检查

在批量设计规则检查（DRC）期间，可以根据以下规则检查分割平面并生成报告：

• 平面断裂
• 死铜区域
• 热焊盘连接不足。

这些选项位于 设计规则检查器对话框中的 DRC Report Options 内，可从主菜单选择 Tools » Design Rule Check 打开该对话框。启用所需选项后，即可在批量 DRC 期间执行相应检查并生成报告。

生成报告后，所有违反这些规则的情况都会显示在报告中。单击报告中的相应条目，即可在 PCB 编辑器中显示对应错误。

平面断裂

当平面中与网络相连的某个区域与平面的其余部分在电气上断开时，就会发生平面断裂。例如，某个连接器横跨一个分割平面放置，但并未与其连接，就可能出现这种情况。引脚周围的镂空区域相互连通，完全切断平面铜层，实际上将其分成了两部分。

显示 DRC 错误（亮绿色）的断裂平面。

死铜

死铜是指未与网络连接，且与原始平面在电气上断开的铜区域。例如，某个连接器未连接到平面，且引脚间距较小，引脚周围的镂空区域相互连通，导致部分平面铜区域与平面的其余部分隔离，就可能形成死铜。

显示 DRC 错误（亮绿色）的死铜区域。

热焊盘连接不足

热焊盘通过周围的隔热“开口”与平面连接，以减少向平面铜箔的热传导。当连接热焊盘与平面的铜辐条面积因空洞区域而减小时，就可能出现热焊盘连接“不足”。此规则还会检查侵入热焊盘的空洞 区域对整个热焊盘面积（而不仅仅是辐条）的影响。

热焊盘连接不足，显示 DRC 错误（亮绿色）。

关于分割平面的注意事项

• 分割平面 DRC 检查仅支持批处理模式。
• 需要再次运行批处理 DRC 才能移除错误标记，或从主菜单中选择 Tools » Reset Error Markers 。
• 编辑后，从主菜单中选择 Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer/Rebuild Split Planes on All Layers，以重新计算并重绘内电层。
• 断裂平面和孤铜检查要求为 Un-Routed Net 规则（Electrical 类别）启用 Batch。