Interne Stromversorgungs- & geteilte Ebenen

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Altium Essentials: PCB Routing

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Auf einen Blick

Dieser Artikel erläutert, wie Sie in Altium Designer interne Versorgungslagen erstellen, zuweisen, anzeigen und verwalten. Dazu gehört auch, wie Sie eine Versorgungslage in voneinander isolierte Bereiche für mehrere Netze auf derselben Innenlage aufteilen. Er führt Sie durch die Grundlagen: das Hinzufügen von Versorgungslagen im Layer Stack Manager, die Zuweisung von Netzen im PCB-Editor, das Verhalten des Kupferrückzugs am Leiterplattenrand und die Steuerung der Pad- und Via-Anbindung über Designregeln – etwa mit Wärmefallen, direkter Anbindung oder ohne Anbindung. Außerdem behandelt er praktische Aspekte wie durch Freistellungen abgetrennte Kupferbereiche, Fertigungsprüfungen und den Geltungsbereich von Regeln für bestimmte Pads und Vias. Lesen Sie weiter, um das Verhalten interner Versorgungslagen besser zu verstehen und zu erfahren, wie Sie diese Werkzeuge in Ihrem PCB-Layout-Workflow effektiv einsetzen.

- Wie interne Versorgungslagen in Altium Designer erstellt, angezeigt, Netzen zugewiesen und entfernt werden.
- Wie Sie mit geteilten Versorgungslagen mehrere Netzbereiche auf einer internen Versorgungslage voneinander isolieren und wie diese Bereiche definiert werden.
- Wie Designregeln für Versorgungslagen die Anbindung von Pads und Vias, das Freistellungsverhalten und Ausnahmen für bestimmte Objekte steuern.
Mit KI tiefer einsteigen:

Versorgungslagen

Versorgungslagen sind spezielle, durchgehende interne Kupferlagen, die typischerweise dazu dienen, auf der gesamten Leiterplatte eine elektrisch stabile Masse- oder Versorgungsreferenz bereitzustellen. 

Der PCB-Editor unterstützt bis zu 16 interne Versorgungslagen. Sie können jeder dieser Lagen ein Netz zuweisen oder eine Versorgungslage für mehrere Netze nutzen, indem Sie sie in zwei oder mehr voneinander isolierte Bereiche aufteilen. Die Anbindung von Pads und Vias an Versorgungslagen wird durch die Plane Designregeln gesteuert. Versorgungslagen werden als Negativ erstellt. Objekte, die auf der Versorgungslage platziert werden, erzeugen Aussparungen im Kupfer; die verbleibenden Bereiche bilden durchgehende Kupferflächen.

Leiterplatten werden mit einer geraden Anzahl von Kupferlagen gefertigt. Daher müssen Sie gegebenenfalls eine weitere Signal- oder Versorgungslage hinzufügen, um wieder eine gerade Lagenanzahl zu erhalten.

Interne Versorgungslagen erstellen

Interne Versorgungslagen werden einem PCB-Design über den Layer Stack Manager (Design » Layer Stack Manager) hinzugefügt. Um eine neue interne Versorgungslage hinzuzufügen, markieren Sie die vorhandene Lage, unter der die interne Lage erstellt werden soll. Klicken Sie anschließend mit der rechten Maustaste und wählen Sie Insert layer below » Plane aus dem Kontextmenü. Dem Lagenaufbau wird eine neue interne Versorgungslage hinzugefügt. Verwenden Sie den Modus Layer Stack Manager des Panels Properties , um die Eigenschaften der ausgewählten internen Versorgungslage festzulegen. Änderungen im Layer Stack Manager müssen gespeichert werden, damit sie im PCB-Editor verfügbar sind.

  • Wenn die Option Stack Symmetry im Panel Properties aktiviert ist, wird dem Lagenaufbau ein Paar Versorgungslagen hinzugefügt.
  • Der Layer Stack Manager dient zum Festlegen der Anordnung der physischen Lagen. Das Netz wird im PCB-Editor zugewiesen.

Versorgungslagen anzeigen

Um eine Versorgungslage im Designbereich anzuzeigen, müssen Sie zunächst die Anzeige der Lage auf der Registerkarte Layer & Colors im Panel View Configuration aktivieren. 

Einer Versorgungslage ein Netz zuweisen

Das Netz wird der Versorgungslage im PCB-Editor zugewiesen. So weisen Sie einer Versorgungslage ein Netz zu:

  1. Machen Sie die Versorgungslage im Designbereich zur aktiven Lage (klicken Sie unten im Editor auf die entsprechende Lagenregisterkarte).
  2. Doppelklicken Sie auf eine beliebige Stelle innerhalb der Leiterplattenkontur. 
  3. Der Dialog Split Plane wird geöffnet. Wählen Sie das gewünschte Netz in der Liste Connect to Net aus. Beachten Sie, dass sich der Dialog nicht öffnet, wenn die aktive Lage keine Versorgungslage ist.

Nachdem Sie eine Versorgungslage ausgewählt haben, doppelklicken Sie auf eine beliebige Stelle auf dieser Lage, um ein Netz zuzuweisen.Nachdem Sie eine Versorgungslage ausgewählt haben, doppelklicken Sie auf eine beliebige Stelle auf dieser Lage, um ein Netz zuzuweisen.

Im 3D-Anzeigemodus (Tastenkürzel 3) sehen Sie die physische Darstellung aller Objekte auf internen Versorgungslagen. Wenn Sie zusätzlich in den Einzellagenmodus wechseln und die Lagen nacheinander anklicken, können Sie sich in der 3D-Ansicht durch die Leiterplatte bewegen. Dies erleichtert die Überprüfung der internen Versorgungslagen.

3D-Ansicht einer Wärmefallenanbindung auf einer geteilten Versorgungslage.
3D-Ansicht einer Wärmefallenanbindung auf einer geteilten Versorgungslage.

Versorgungslagen können auch in separate Bereiche unterteilt werden, wobei jedem Bereich ein anderes Netz zugewiesen wird. Erfahren Sie mehr über das Definieren geteilter Versorgungslagen.

Randabstand von Versorgungslagen

Wenn eine Versorgungslage hinzugefügt wird, werden automatisch Rückzugsleiterbahnen entlang der Leiterplattenkontur erstellt, um die Kupferfläche vom Leiterplattenrand zurückzusetzen. Diese Rückzugsleiterbahnen können nicht direkt im Designbereich bearbeitet werden, da ihre Breite über die Eigenschaft Pullback distance im Layer Stack Manager festgelegt wird (Bild anzeigen). Wenn der Rückzugswert einer internen Versorgungslage geändert wird, werden diese Leiterbahnen automatisch neu erzeugt.

Kupferfreie Bereiche erstellen

Um Bereiche einer Versorgungslage auszusparen, also kupferfreie Bereiche zu erstellen, können Sie mit den Befehlen Place Linien, Kreisbögen oder Füllflächen platzieren und so den kupferfreien Bereich aufbauen.

Pads und Vias mit einer Versorgungslage verbinden

Verbindungen zu Pads und Vias werden auf einer Versorgungslage gemäß den Plane Designregeln angezeigt, die im Dialog PCB Rules and Constraints Editor festgelegt sind (Design » Rules). Sie können zusätzliche Regeln für Pads und Vias mit besonderen Anforderungen an die Anbindung oder Freistellung erstellen.

Wärmefallen und Direktanbindungen

Durchkontaktierte Pads und Vias können entweder direkt oder über eine Wärmefalle mit einer Versorgungslage verbunden werden. Wärmefallen dienen dazu, den angeschlossenen Pin beim Löten der Leiterplatte thermisch von der durchgehenden Kupferfläche zu isolieren. Mit den Designregeln im PCB-Editor können Sie die Form der Wärmefalle für einzelne oder alle Pads festlegen, die mit der Versorgungslage verbunden sind.

Die Designregel Power Plane Connect Style legt die Art der Verbindung zwischen einem Bauteilpin und einer Versorgungslage fest. Es stehen drei Anschlussoptionen zur Verfügung.

  • Relief Connect
  • Direct Connect
  • No Connect

Auch die Anbindung von SMD-Versorgungspins an Versorgungslagen wird speziell unterstützt. SMD-Pads eines Netzes, das mit einer Versorgungslage verbunden ist, werden automatisch als mit der entsprechenden Versorgungslage verbunden gekennzeichnet. Der Autorouter stellt die physische Verbindung für diese Pads her, indem er einen Fanout platziert. Dieser besteht aus einer kurzen Leiterbahn und einem Via, das über eine Wärmefalle oder direkt mit der Versorgungslage verbunden ist.

Wärmefallenanbindung eines Pads auf einer Versorgungslage. Die farbigen Bereiche kennzeichnen kupferfreie Bereiche.
Wärmefallenanbindung eines Pads auf einer Versorgungslage. Die farbigen Bereiche kennzeichnen kupferfreie Bereiche.

Wenn einer Versorgungslage ein Netz zugewiesen wird, erscheint auf der entsprechenden Versorgungslage an jedem Pad dieses Netzes ein kleines Kreuz. Bei einer Wärmefallenanbindung wird das Kreuz als „+“ und bei einer Direktanbindung als „x“ angezeigt. Da bei direkt angebundenen Pads eine durchgehende Kupferverbindung zum Pin besteht, wird die Farbe der Versorgungslage bis zur Padbohrung angezeigt.

Pads ohne Verbindung zu einer Versorgungslage

Pads, die nicht mit der Versorgungslage verbunden sind, werden durch einen kupferfreien Bereich von ihr isoliert. Dieser kupferfreie Bereich wird in der Designregel Power Plane Clearance als radiale Erweiterung um die Padbohrung festgelegt.

Designregeln sind hierarchisch aufgebaut. Sie können daher neue Regeln hinzufügen, die andere Regeln überschreiben. Stellen Sie sicher, dass Sie die Prioritätsreihenfolge im Dialog PCB Rules and Constraints Editor festlegen, also die Reihenfolge, in der mehrere Designregeln desselben Typs angewendet werden.

Vias mit Versorgungslagen verbinden

Wie Pads werden auch Vias automatisch mit einer internen Versorgungslage desselben Netznamens verbunden. Das Via wird gemäß der geltenden Power Plane Connect Style Designregel angebunden. Wenn Vias nicht mit Versorgungslagen verbunden werden sollen, fügen Sie eine Designregel Power Plane Connect Style mit der Anschlussart No Connect und der Geltungsbereichsabfrage IsVia hinzu.

Hinweise zur Fertigung

Stimmen Sie geeignete Abmessungen für alle Wärmefallenanschlüsse mit Ihrem Leiterplattenhersteller ab. Prüfen Sie außerdem, dass nicht angeschlossene Pads oder Vias ein angeschlossenes Pad nicht vollständig umschließen, da dieses dadurch versehentlich isoliert und von der Verbindung getrennt werden könnte. Achten Sie darauf, nicht zu viel Kupfer zu entfernen und ein ausgewogenes Verhältnis zwischen maximaler Kupferfläche und wirtschaftlicher Fertigung zu erzielen.

Pads und Vias von der Versorgungslage trennen

Sie können Abfragen in den Designregeln Power Plane Connect Style verwenden, um weiter einzugrenzen, welche Pads oder Vias an eine Versorgungslage angeschlossen werden und welche nicht. Pads lassen sich anhand ihres Bezeichners oder ihrer physikalischen Eigenschaften, beispielsweise der Padgröße, gezielt erfassen. Da Vias keine Bezeichner haben, müssen sie anhand physikalischer Eigenschaften wie des Via-Durchmessers erfasst werden.

Geltungsbereich für bestimmte Pads und Vias festlegen, die nicht an eine Versorgungslage angeschlossen werden

Um beispielsweise nur Pads zu trennen, deren Bezeichner mit U7 beginnt, können Sie mit der Abfrage (ObjectKind = 'Pad') und (Name Like 'U7-*') den Geltungsbereich einer Power Plane Connect Style Designregel festlegen. Der Anschlussstil würde auf No Connect gesetzt. Eine andere Abfrage wie (ObjectKind = 'Pad') und (HoleSize = 25) würde nur die Pads mit einem Bohrungsdurchmesser von 25 mil erfassen.

Wenn Sie mit Vias arbeiten, die nicht angeschlossen werden sollen, können Sie diese mit einer besonderen Eigenschaft versehen, um sie eindeutig zu identifizieren, beispielsweise mit einem anderen Via-Durchmesser. Anschließend legen Sie den Geltungsbereich einer neuen Power Plane Connect Style-Designregel mit dem Anschlussstil No Connect so fest, dass nur diese Vias erfasst werden. Mit der Abfrage (ObjectKind = 'Via') And (ViaDiameter = '24') lassen sich beispielsweise Vias mit einem Durchmesser von 24 mil erfassen. Mit der Abfrage InNet('VCC') und IsVia lassen sich ausschließlich Vias erfassen, die mit dem Netz VCC verbunden sind.

Falls Sie Vias mit den oben genannten Methoden nicht auswählen können, können Sie diese alternativ in freie Pads umwandeln und dann anhand der Padnamen den Geltungsbereich festlegen. Wählen Sie dazu die Vias aus, die Sie nicht anschließen möchten, wandeln Sie sie in freie Pads um (Tools » Convert » Convert Selected Vias to Free Pads) und weisen Sie allen denselben Bezeichner zu, z. B. NoPlaneConnect. Fügen Sie anschließend eine neue Power Plane Connect Style-Designregel hinzu und legen Sie deren Geltungsbereich mit (ObjectKind = 'Pad') und (Name = 'Free‑NoPlaneConnect') fest. Wählen Sie außerdem No Connect als Connect Style aus. Alle freien Pads mit dem Namen NoPlaneConnect werden von sämtlichen Versorgungslagen getrennt.

Eine interne Versorgungslage entfernen

Um eine interne Versorgungslage zu entfernen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Lage im Layer Stack Manager  und wählen Sie dann Delete layer aus dem Kontextmenü. Ein Bestätigungsdialog wird geöffnet, der darauf hinweist, dass beim Löschen der Lage auch alle darauf befindlichen Grundelemente entfernt werden. Klicken Sie zur Bestätigung auf Yes .

Geteilte Versorgungslagen

Ein Teilbereich einer Versorgungslage ist ein umschlossener Bereich auf einer internen Versorgungslage, der diese in separate, elektrisch voneinander isolierte Flächen unterteilt. Jeder Bereich wird durch Begrenzungslinien definiert, die alle Pins des jeweiligen Netzes umschließen. Jeder Fläche wird anschließend ein anderes Netz zugewiesen, wodurch zwei oder mehr Teilbereiche auf einer internen Versorgungslage entstehen.

Versorgungslagen können in beliebig viele separate Bereiche unterteilt werden. Dieser Vorgang ähnelt dem Zerschneiden der Lage in Abschnitte, wobei die Breite der platzierten Linie den Trennabstand bestimmt. Versorgungslagen werden negativ aufgebaut, sodass diese speziellen Begrenzungslinien zu kupferfreien Streifen werden. Dadurch entsteht die Trennung zwischen diesem Netz und den benachbarten Netzen auf der Lage.

Teilbereiche auf einer internen Versorgungslage
Teilbereiche auf einer internen Versorgungslage

Üblicherweise wird der internen Versorgungslage zunächst das Netz mit den meisten Pads zugewiesen. Anschließend werden für die anderen Netze, die über diese Lage verbunden werden sollen, Bereiche definiert bzw. abgetrennt. Bei Pads, die nicht vom Teilbereich der Versorgungslage umschlossen werden können, wird weiterhin eine Verbindungslinie angezeigt. Diese weist darauf hin, dass sie auf einer Signallage verbunden werden müssen.

Teilbereiche der Versorgungslage untersuchen

Sie können interne Versorgungslagen und deren Inhalte auch über den Modus Split Plane Editor zur Anzeige auswählen. Dieser ist im Dropdown-Menü oben im Panel PCB verfügbar, wie unten gezeigt.

Konfigurieren Sie die Hervorhebungsoptionen und klicken Sie dann einmal, um einen Teilbereich sowie die angeschlossenen Pads und Vias hervorzuheben.Konfigurieren Sie die Hervorhebungsoptionen und klicken Sie dann einmal, um einen Teilbereich sowie die angeschlossenen Pads und Vias hervorzuheben.

Indem Sie die Hervorhebungsoptionen oben im Panel konfigurieren (Select, Zoom usw.), können Sie – nachdem Sie die gewünschte Versorgungslage als aktive Lage festgelegt haben – mit einem einfachen Klick auf einen Net Name einen Teilbereich sowie die damit verbundenen Pads und Vias lokalisieren. Dabei wird der gesamte Bereich innerhalb der Rückzugsbegrenzung bzw. der Trennlinien hervorgehoben. Ein Doppelklick auf einen Net Name im Panel öffnet den Dialog Split Plane, in dem Sie das diesem Teilbereich zugewiesene Netz ändern können.

  • Nach dem Verschieben oder Platzieren von Objekten im Designbereich kann sich die Form eines Teilbereichs ändern, ohne dass die Anzeige automatisch aktualisiert wird. Wählen Sie Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer oder Rebuild Split Planes on All Layers, um die Versorgungslagen neu zu berechnen und neu zu zeichnen. Es kann auch hilfreich sein, die Padbohrungslage und die Multilayer-Lage einzublenden. Verwenden Sie die Tastenkombination Shift+S, um zwischen verschiedenen Einstellungen des Einzellagenmodus umzuschalten und so die gewünschten Objekte hervorzuheben.

  • Geteilte Versorgungslagen werden von der Designregelprüfung vollständig unterstützt. Bei der Signalintegritätsanalyse werden sie jedoch nicht erkannt, da diese von einer durchgehenden Kupferlage ausgeht.

  • Die Netzlistenextraktion im CAM-Editor unterstützt keine geteilten Versorgungslagen im Altium Designer-Modus, da die Polylinie, die den jeweiligen Bereich beschreibt, nicht definiert werden kann.

Mehrere Teilbereiche einer Versorgungslage in einem Design verwenden

Unterteilungen innerhalb von Unterteilungen (verschachtelte Teilbereiche oder Inseln) werden unterstützt, sodass Sie keine äußere Unterteilung um die innere herumführen müssen. Wenn Sie einen Teilbereich weiter unterteilen möchten, können Sie innerhalb eines bestehenden Teilbereichs weitere Objekte auf der Versorgungslage hinzufügen, um zusätzliche elektrisch isolierte Bereiche zu erzeugen.

Tipps zur Anzeige beim Definieren eines Teilbereichs

Wenn Sie einen Teilbereich in einer Versorgungslage definieren, kann es mitunter schwierig sein, alle Pads zu erkennen, die dieser Bereich umschließen muss. Damit die Pads des Netzes, das Sie an den Teilbereich anschließen möchten, besser sichtbar sind, empfehlen sich vor Beginn die folgenden Vorgehensweisen.

  • Berechnen und zeichnen Sie interne Versorgungslagen neu, indem Sie in den Hauptmenüs Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer / Rebuild Split Planes on All Layers auswählen.
  • Verwenden Sie den 3D-Modus (Tastenkombination 3) anzuzeigen, um die physische Darstellung der Flächen einschließlich kupferfreier Bereiche und Wärmefallenverbindungen zu sehen. Um die Navigation auf der Leiterplatte in 3D zu erleichtern, skalieren Sie die Leiterplattendicke, sodass der vertikale Abstand zwischen den Lagen größer wird. Das Board thickness (Scale) Steuerelement befindet sich im Bereich 3D Settings auf der Registerkarte View Options des Panels View Configuration.

  • Zeigen Sie nur die unbedingt erforderlichen Lagen (z. B. die Keep-Out-Lage, die Multilayer-Lage und benötigte mechanische Lagen) sowie die verwendete Versorgungslage an. Deaktivieren Sie die anderen Lagen im Panel View Configuration .
  • Blenden Sie alle Verbindungslinien aus (View » Connections » Hide All). Gelegentlich kann es hilfreich sein, ein einzelnes Netz anzuzeigen, für das Sie eine geteilte Versorgungsfläche erstellen möchten (View » Connections » Show Net).
  • Weisen Sie jedem Netz auf der geteilten Versorgungsfläche eine andere Farbe zu. Wählen Sie dazu Nets im Panel PCB und doppelklicken Sie anschließend auf einen Netznamen, um den Dialog Netz bearbeiten zu öffnen.
  • Um alle zu einem Netz gehörenden Pads anzuzeigen, klicken Sie im Panel PCB auf das betreffende Netz auf der Innenlage. Dadurch werden alle anderen Pads maskiert.
  • Weisen Sie das Netz mit den meisten Pads der internen Versorgungslage zu. Verwenden Sie anschließend Abfragen wie InNet('A') oder InNet('B') im Panel PCB List, um die Netze anzuzeigen, beispielsweise einige mit und einige ohne Wärmefallenverbindungen. So lassen sich die Pads unterscheiden, die in eine neue geteilte Versorgungsfläche aufgenommen werden sollen.
  • Um nur die Objekte und Grundelemente auf internen Versorgungslagen anzuzeigen, verwenden Sie die Abfrage OnPlane im Panel PCB Filter.

Definieren einer geteilten Versorgungsfläche

In Altium Designer können Sie Linien, Bögen, Leiterbahnen und Füllflächen in beliebiger Anordnung auf einer internen Versorgungslage platzieren, um eine geteilte Versorgungsfläche zu definieren. Sobald diese einen Teil der Fläche vom Rest isolieren, wird eine neue geteilte Versorgungsfläche erstellt. Dieser wird anschließend ein Netz zugewiesen. Am einfachsten definieren Sie geteilte Versorgungsflächen, indem Sie den Befehl Place » Line verwenden und dann die Begrenzung der geteilten Versorgungsfläche auf der Versorgungslage zeichnen.

Erstellen einer geteilten Versorgungsfläche mit dem Befehl  Place » Line . Erstellen einer geteilten Versorgungsfläche mit dem Befehl Place » Line .

Dadurch wird in den Fertigungsdaten eine Linie erzeugt, entlang derer kein Kupfer verbleibt, wodurch die Versorgungsfläche aufgeteilt wird. Die Linienbreite bestimmt die Trennbreite. Wenn Sie den Linienplatzierungsmodus per Rechtsklick beenden, wird die Fläche analysiert und der unabhängige Teilbereich erstellt. Um die Trennbreite zwischen der geteilten Versorgungsfläche und der internen Versorgungslage während der Linienplatzierung zu ändern, drücken Sie Tab , um den Dialog Line Constraints zu öffnen, und ändern Sie den Wert Line Width.

Um eine Versorgungslage in zwei geteilte Versorgungsflächen zu unterteilen, können Sie eine gerade Linie quer über die Leiterplatte von einer Randabstandsleiterbahn zur anderen zeichnen. Solange die Linien mit den Randabstandsleiterbahnen verbunden sind, bilden sie einen isolierten Bereich und erzeugen damit das polygonartige Objekt, das die geteilte Versorgungsfläche kennzeichnet. Stellen Sie sicher, dass die Linien miteinander verbunden sind. Wenn Linien verbunden werden, ändert sich der Cursor zu einem großen Kreis mit einem Kreuz.

Wenden Sie sich an Ihren Leiterplattenhersteller, wenn Sie sich über die Mindestabmessungen kupferfreier Bereiche nicht sicher sind.

Sie können aus Linien, Bögen und Füllflächen eine geschlossene Form erstellen, um eine ungewöhnlich geformte geteilte Versorgungsfläche zu definieren. Sie können auch vorhandene Linien, Bögen, Füllflächen oder Leiterbahnen auf der Innenlage als Teil der Begrenzung verwenden. Solange diese miteinander verbunden sind und einen geschlossenen Bereich bilden, entsteht eine geteilte Versorgungsfläche.

Verwenden von Bögen, Füllflächen und Leiterbahnen

Wenn Sie Bögen zum Teilen der Fläche verwenden, empfiehlt es sich, zwischen den Bogensegmenten ein kurzes Leiterbahnsegment zu platzieren. Beachten Sie, dass eine Füllfläche (Place » Fill) keine geteilte Versorgungsfläche, sondern lediglich einen kupferfreien Bereich erzeugt. Sie können Füllflächen beispielsweise anstelle von Linien platzieren, um die Außenkanten der geteilten Versorgungsfläche zu definieren.

Wenn Sie mit dem Befehl Place » Interactive Routing Leiterbahnen anstelle von Linien platzieren, stellen Sie sicher, dass die Leiterbahnen auf No Net eingestellt sind und stattdessen die geteilte Versorgungsfläche dem entsprechenden Netznamen zugewiesen ist.

Zuweisen eines Netzes zu einer geteilten Versorgungsfläche

Um zu prüfen, ob jeder Teilbereich korrekt definiert ist, klicken Sie einmal auf einen Teilbereich. Wenn es sich um einen geschlossenen Bereich handelt, wird nur dieser hervorgehoben.

Eine hervorgehobene geteilte Versorgungsfläche.
Eine hervorgehobene geteilte Versorgungsfläche.

Wenn der Bereich hervorgehoben wird, doppelklicken Sie darauf, um den Dialog Split Plane zu öffnen und die Netzzuweisung zu prüfen oder festzulegen. Wählen Sie den Netznamen der geteilten Versorgungsfläche aus der Dropdown-Liste im Dialog, die alle aktuell für das Design geladenen Netze enthält.

Die Farbe der geteilten Versorgungsfläche ist ein dunklerer, halbtransparenter Farbton der Netzfarbe. Ändern Sie die Netzfarben, indem Sie Nets im Panel PCB wählen und anschließend auf einen Netznamen doppelklicken, um den Dialog Edit Net zu öffnen.

Aktualisieren der Verbindungen geteilter Versorgungsflächen

Nach dem Verschieben oder Platzieren von Objekten im Designbereich kann sich die Form einer geteilten Versorgungsfläche ändern. Diese Änderung wird in der Anzeige nicht automatisch aktualisiert. Wählen Sie Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer oder Rebuild Split Planes on All Layers, um die Flächen neu zu berechnen und neu zu zeichnen.

Im 3D-Anzeigemodus (Tastenkürzel 3) können Sie die physischen Darstellungen aller Objekte auf internen Versorgungslagen sehen. Neben der reinen Anzeige ermöglicht Ihnen die 3D-Umgebung auch, durch die Leiterplatte zu navigieren, was die Prüfung interner Versorgungslagen erheblich erleichtert. Wenn Sie auf die Registerkarte einer internen Versorgungslage klicken, wird der gesamte Bereich innerhalb der Randabstandsleiterbahnen hervorgehoben. Sie können interne Versorgungslagen und deren Inhalte auch über den Modus Split Plane Editor zur Anzeige auswählen, der im Dropdown-Menü oben im Panel PCB verfügbar ist. Verwenden Sie die Tastenkürzel Shift+S, um zwischen verschiedenen Einstellungen des Einzellagenmodus umzuschalten, mit denen sich relevante Objekte hervorheben lassen. Bei der Arbeit mit Versorgungslagen im 2D-Modus kann es auch hilfreich sein, die Lage für Pad-Bohrungen und die Multilayer-Lage anzuzeigen.

3D-Ansicht einer Wärmefallenverbindung auf einer geteilten Versorgungsfläche.3D-Ansicht einer Wärmefallenverbindung auf einer geteilten Versorgungsfläche.

Leiterbahnen auf einer Versorgungslage platzieren

Da Versorgungslagen als Negativ aufgebaut sind, erzeugt eine auf einer Versorgungslage platzierte Leiterbahn eine Aussparung im Kupfer und somit keine Verbindung. Daher können Sie ein Netz auf einer Versorgungslage nicht mit einer einzelnen Leiterbahn routen. Wenn Sie ein Netz auf einer Versorgungslage routen möchten, müssen Sie eine sehr schmale Kupferinsel mit den Abmessungen der gewünschten Leiterbahn erstellen. Indem Sie den Bereich, der als Leiterbahn dienen soll, mit Linien umgrenzen (Place » Line), erzeugen Sie eine Teilfläche, die anschließend dem gewünschten Netz zugewiesen werden kann.

Wenn auf derselben Lage wie der Versorgungsfläche mehrere Verbindungen geroutet werden sollen, ist es wahrscheinlich effizienter, dafür eine Signallage zu verwenden und die Versorgungsfläche anschließend als Polygonfläche (Kupferfüllung) zu erstellen.

Teilflächen prüfen und bearbeiten

Im Modus Split Plane Editor des PCB-Panels können Sie die Teilflächen des aktuellen Leiterplattendesigns bequem anzeigen und verwalten. Dieser Modus des Panels ist in drei Bereiche unterteilt:

  • Layers – Dieser Bereich zeigt alle derzeit im Design definierten internen Versorgungslagen sowie die Anzahl der Teilflächen pro Lage an.
  • Split Planes – Dieser Bereich zeigt die Teilflächen des im Bereich Layers ausgewählten Eintrags an.
  • Pads/Vias On Split Plane – Dieser Bereich zeigt die Pads und Vias des im Bereich Split Planes des Panels ausgewählten Eintrags an.

Bereich „Layers“

Der Bereich Layers des Panels zeigt alle derzeit für das Design definierten internen Versorgungslagen an. Die Spalte Split Count in diesem Bereich gibt an, wie viele Teilflächen auf der jeweiligen Versorgungslage vorhanden sind. Die Anzahl „1“ bedeutet, dass die Lage nicht unterteilt wurde und die gesamte Lage als eine einzige Teilfläche betrachtet wird.

Bereich „Split Planes“

Nach der Auswahl eines Eintrags im Bereich Layers werden alle Teilflächen auf dieser Versorgungslage und die ihnen zugewiesenen Netze in den Bereich Split Planes des Panels geladen.

Um in diesem Bereich nur Netze anzuzeigen, die Teilflächen zugeordnet sind, aktivieren Sie die Option Show Split Plane Nets Only im Kontextmenü.

Für jeden Eintrag wird ein Node Count angezeigt. Dieser Wert entspricht der Gesamtzahl der Pads und Vias, die mit dieser Teilfläche verbunden sind.

Doppelklicken Sie auf ein Netz mit Teilflächen (oder klicken Sie mit der rechten Maustaste darauf und wählen Sie Properties im Kontextmenü), um den Dialog Split Plane zu öffnen. Darin können Sie ändern, welchem Netz die Teilfläche zugewiesen ist.

Beachten Sie, dass stattdessen der Dialog „Netz bearbeiten“ geöffnet wird, wenn das ausgewählte Netz keine Teilflächen besitzt.

Bereich „Pads/Vias On Split Plane“

Wenn Sie im Bereich Split Planes des Panels mit der rechten Maustaste auf ein Pad oder Via klicken und anschließend Properties im Kontextmenü auswählen, wird das zugehörige Properties Panel für dieses Grundelement geöffnet.

Im 3D-Ansichtsmodus (Tastenkürzel 3) können Sie die physische Darstellung aller Objekte auf internen Versorgungslagen sehen. In der 3D-Umgebung können Sie sich problemlos durch die Leiterplatte bewegen, wodurch sich die Versorgungslagen besonders einfach inspizieren lassen. Wählen Sie nach der Bearbeitung Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer oder Rebuild Split Planes on All Layers, um interne Versorgungslagen neu zu berechnen und darzustellen.

Eine Teilfläche löschen

Da eine Teilfläche entsteht, wenn ein Bereich auf einer Versorgungslage isoliert wird, wird die Unterteilung aufgehoben, sobald ein Objekt ihrer Begrenzung entfernt wird. Um Teilflächen zu löschen, löschen Sie daher die begrenzenden Grundelemente, beispielsweise die Linien oder anderen Grundelemente, die den Umriss der Teilfläche bilden. Beachten Sie, dass Leiterbahnen zur Randfreistellung nur gelöscht werden können, indem die interne Versorgungslage aus dem Lagenaufbau entfernt wird.

Designregelprüfung für Teilflächen

Bei der Batch-Designregelprüfung (DRC) können Sie Teilflächen auf die folgenden Regelverletzungen prüfen und diese im Bericht ausgeben lassen:

  • Unterbrochene Versorgungsflächen
  • Unverbundene Kupferbereiche
  • Unzureichende Wärmefallenanbindungen.

Diese Optionen sind im DRC Report Options des Dialogs „Designregelprüfung“ verfügbar, den Sie über Tools » Design Rule Check in den Hauptmenüs öffnen. Aktivieren Sie die gewünschten Optionen, damit sie bei der Batch-DRC geprüft und im Bericht aufgeführt werden.

Beim Erstellen des Berichts werden alle Verstöße gegen diese Regeln darin aufgeführt. Klicken Sie auf einen Eintrag im Bericht, um den zugehörigen Fehler im PCB-Editor anzuzeigen.

Unterbrochene Versorgungsflächen

Eine unterbrochene Versorgungsfläche entsteht, wenn ein Bereich der Fläche, der mit dem Netz verbunden ist, elektrisch vom Rest der Fläche getrennt wird. Dies kann beispielsweise bei einem Steckverbinder auftreten, der quer über einer Teilfläche platziert, aber nicht mit ihr verbunden ist. Die Aussparungen um die Pins gehen ineinander über und durchtrennen das Kupfer der Versorgungsfläche vollständig, sodass diese in zwei Teile zerfällt.

Unterbrochene Versorgungsfläche mit angezeigtem DRC-Fehler (hellgrün).
Unterbrochene Versorgungsfläche mit angezeigtem DRC-Fehler (hellgrün).

Unverbundenes Kupfer

Als unverbundenes Kupfer werden Kupferbereiche bezeichnet, die keine Verbindung zum Netz haben und zudem elektrisch von der ursprünglichen Versorgungsfläche getrennt sind. Dies kann beispielsweise bei einem nicht mit der Versorgungsfläche verbundenen Steckverbinder mit eng beieinanderliegenden Pins auftreten, wenn die Aussparungen um die Pins ineinander übergehen und dadurch Kupferbereiche vom Rest der Versorgungsfläche isolieren.

Unverbundener Kupferbereich mit angezeigtem DRC-Fehler (hellgrün).
Unverbundener Kupferbereich mit angezeigtem DRC-Fehler (hellgrün).

Wenn die Versorgungsfläche Bereiche mit unverbundenem Kupfer aufweist, könnten Sie Verwenden Sie stattdessen ein Polygon auf der Versorgungslage. Dadurch kann die Software diese Bereiche mit isoliertem Kupfer automatisch erkennen und entfernen.

Thermische Anbindungen mit unzureichendem Kupferquerschnitt

Thermische Anbindungen sind Verbindungen zur Kupferfläche, die von thermischen Freistellungen umgeben sind, um die Wärmeleitung zum Kupfer der Lage zu verringern. Ihr Kupferquerschnitt kann unzureichend werden, wenn Aussparungen die Fläche der Kupferstege verkleinern, über die sie mit der Kupferfläche verbunden sind. Diese Regel prüft außerdem die Fläche der thermischen Anbindung selbst (nicht nur die Stege) auf Aussparungen, die in die thermische Anbindung hineinragen.

Thermische Anbindung mit unzureichendem Kupferquerschnitt und DRC-Fehlermarkierung (hellgrün).
Thermische Anbindung mit unzureichendem Kupferquerschnitt und DRC-Fehlermarkierung (hellgrün).

Weitere Informationen finden Sie unter Designvorgaben festlegen – Designregeln.

Hinweise zu geteilten Kupferflächen

  • DRC-Prüfungen für geteilte Kupferflächen sind nur im Batch-Modus verfügbar.
  • Um Fehlermarkierungen zu entfernen, müssen Sie die Batch-DRC erneut ausführen oder Tools » Reset Error Markers in den Hauptmenüs auswählen.
  • Berechnen und zeichnen Sie interne Kupferflächen nach der Bearbeitung neu, indem Sie Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer/Rebuild Split Planes on All Layers in den Hauptmenüs auswählen.
  • Für die Prüfung auf unterbrochene Kupferflächen und isoliertes Kupfer muss die Regel Un-Routed Net (Kategorie Electrical ) für Batch aktiviert sein.
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Funktionsverfügbarkeit

Die Ihnen zur Verfügung stehenden Funktionen hängen davon ab, über welche Altium-Lösung Sie verfügen – Altium Develop, Altium Agile Teams, Altium Agile Enterprise oder Altium Designer (mit aktivem Laufzeitvertrag).

Wenn Sie eine dokumentierte Funktion in Ihrer tatsächlich verwendeten Software nicht sehen, wenden Sie sich an den Altium-Vertrieb, um mehr zu erfahren.

Legacy-Dokumentation

Die Dokumentation von Altium Designer wird nicht mehr versioniert. Wenn Sie auf Dokumentation für ältere Versionen von Altium Designer zugreifen müssen, besuchen Sie den Abschnitt Legacy-Dokumentation auf der Seite Andere Installer.

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