Interne Stromversorgungs- & geteilte Ebenen

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Altium Essentials: PCB Routing

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Stromversorgungsebenen

Stromversorgungsebenen sind spezielle interne Schichten aus massivem Kupfer, die in der Regel dazu dienen, eine elektrisch stabile Masse- oder Spannungsreferenz auf der gesamten Leiterplatte bereitzustellen. 

Der Leiterplatten-Editor unterstützt bis zu 16 interne Stromversorgungsflächen. Sie können jeder dieser Schichten ein Netz zuweisen oder eine Stromversorgungsfläche für mehrere Netze gemeinsam nutzen, indem Sie sie in zwei oder mehr isolierte Bereiche aufteilen. Die Verbindungen von Pads und Durchkontaktierungen zu Stromversorgungsflächen werden durch die Plane Entwurfsregeln geregelt. Stromversorgungsflächen werden negativ erstellt. Objekte, die auf der Stromversorgungsfläche platziert werden, werden zu Hohlräumen im Kupfer; die verbleibenden Bereiche werden zu massivem Kupfer.

Leiterplatten werden aus einer geraden Anzahl von Kupferschichten gefertigt, daher müssen Sie möglicherweise eine weitere Signal- oder Ebene-Schicht hinzufügen, um wieder eine gerade Anzahl von Schichten zu erreichen.

Erstellen interner Versorgungsplanes

Interne Stromversorgungsflächen werden einem Leiterplattenentwurf über die Layer Stack Manager (Design » Layer Stack Manager). Um eine neue interne Ebene hinzuzufügen, markieren Sie die vorhandene Ebene, unter der die interne Ebene erstellt werden soll, klicken Sie dann mit der rechten Maustaste und wählen Sie Insert layer below » Plane im Kontextmenü. Eine neue interne Ebene wird dem Lagenstapel hinzugefügt. Verwenden Sie den Layer Stack Manager Modus des Properties Bedienfeld, um die Eigenschaften der ausgewählten internen Ebene zu definieren. Änderungen, die im Layer Stack Manager müssen gespeichert werden, damit sie im PCB-Editor verfügbar sind.

  • Wenn die Stack Symmetry Option im Properties Bedienfeld aktiviert ist, wird dem Lagerstapel ein Ebenenpaar hinzugefügt.
  • Der Lagerstapel-Manager dient zur Festlegung der Anordnung der physikalischen Lagen; die Netzzuordnung erfolgt im PCB-Editor.

Anzeigen von Ebenen

Um eine Ebene im Entwurfsbereich anzuzeigen, müssen Sie zunächst die Darstellung der Ebene auf der Layer & Colors Registerkarte im View Configuration Bedienfeld aktivieren. 

Einem Plan eine Netzleitung zuweisen

Die Zuordnung des Netzes zur Ebene erfolgt im PCB-Editor. So ordnen Sie ein Netz einer Ebenenebene zu:

  1. Machen Sie die Ebenenebene im Designbereich zur aktiven Ebene (klicken Sie auf eine Ebenenregisterkarte am unteren Rand des Editors, um diese Ebene zur aktiven Ebene zu machen).
  2. Doppelklicken Sie an einer beliebigen Stelle innerhalb des Umrisses der Leiterplattenform. 
  3. Es Split Plane Dialogfeld wird geöffnet; wählen Sie das gewünschte Netz aus der Connect to Net Liste aus. Beachten Sie, dass sich das Dialogfeld nicht öffnet, wenn die aktive Ebene keine Ebene ist.

Nachdem Sie eine Stromversorgungsebene ausgewählt haben, doppelklicken Sie an einer beliebigen Stelle auf dieser Ebene, um ein Netz zuzuweisen.Nachdem Sie eine Stromversorgungsebene ausgewählt haben, doppelklicken Sie an einer beliebigen Stelle auf dieser Ebene, um ein Netz zuzuweisen.

Im 3D-Ansichtsmodus (Tastenkombination 3) sehen Sie physikalische Darstellungen aller internen Ebeneobjekte. Neben der reinen Ansicht können Sie in der 3D-Ansicht durch Umschalten in den Ein-Ebenen-Modus und durch abwechselndes Anklicken der einzelnen Ebenen durch die Leiterplatte navigieren, was die Überprüfung der internen Ebenen erleichtert.

3D-Ansicht einer thermischen Entlastungsverbindung auf einer geteilten Ebene.
3D-Ansicht einer thermischen Entlastungsverbindung auf einer geteilten Ebene.

Ebenen können auch in separate Bereiche unterteilt oder gespalten werden, wobei jeder Bereich einem anderen Netz zugeordnet wird. Erfahren Sie mehr über das Definieren von geteilten Ebenen.

Ebenen-Layer-Pullback

Wenn eine Stromversorgungsebene hinzugefügt wird, wird automatisch eine Reihe von Rückzugsspuren um die Leiterplattenform herum erstellt, um die Ebene vom Rand der Leiterplatte zurückzuversetzen. Rückzugsspuren können auf dem Bildschirm nicht bearbeitet werden, da ihre Breite durch die Eigenschaft „Rückzugsabstand“ im Layer-Stack-Manager definiert ist (siehe Abbildung). Wenn der Pullback-Wert für eine interne Ebene geändert wird, werden diese Leiterbahnen automatisch neu generiert.

Erstellen von Aussparungen

Um Abschnitte einer Ebene „auszublasen“, d. h. kupferfreie Bereiche zu erstellen, können Sie mithilfe der Place Befehle Linien, Bögen oder Füllungen platzieren, um den kupferfreien Bereich aufzubauen.

Verbinden von Pads und Vias mit einer Ebene

Verbindungen zu Pads und Durchkontaktierungen werden auf einer Stromversorgungsebene gemäß den Plane im PCB Rules and Constraints Editor Dialogfeld (Design » Rules). Sie können zusätzliche Regeln für Pads und Vias erstellen, für die bestimmte Anforderungen hinsichtlich der Verbindung oder Nichtverbindung gelten.

Wärmeentlastung und direkte Verbindungen

Durchkontaktierungs-Pads und Durchkontaktierungen können entweder über eine direkte Verbindung oder eine thermische Entlastungsverbindung mit einer Stromversorgungsebene verbunden werden. Thermische Entlastungsverbindungen dienen dazu, den angeschlossenen Pin beim Löten der Leiterplatte thermisch von der massiven Kupferebene zu isolieren. Mit den Designregeln im PCB-Editor können Sie die Form der thermischen Entlastung für jedes einzelne oder alle Pads definieren, die mit der Stromversorgungsebene verbunden sind.

Die Power Plane Connect Style Designregel legt die Art der Verbindung von einem Bauteilpin zu einer Stromversorgungsebene fest. Es stehen drei Verbindungsoptionen zur Verfügung

  • Relief Connect
  • Direct Connect
  • No Connect

Es wird außerdem spezielle Unterstützung für die Verbindung von SMD-Strompins mit Stromversorgungsebenen bereitgestellt. SMD-Pads auf einem Netz, das mit einer Stromversorgungsebene verbunden ist, werden automatisch als mit der entsprechenden Ebene verbunden gekennzeichnet. Der Auto-Router stellt die physikalische Verbindung für diese Pads her, indem er ein Fanout platziert – eine kurze Leiterbahn und eine Durchkontaktierung, die eine thermische Entlastung oder eine direkte Verbindung zur Stromversorgungsebene darstellt.

Thermische Entlastungsverbindung zu einem Pad auf einer Stromversorgungsebene. Die farbigen Bereiche kennzeichnen Bereiche ohne Kupfer.
Thermische Entlastungsverbindung zu einem Pad auf einer Stromversorgungsebene. Die farbigen Bereiche kennzeichnen Bereiche ohne Kupfer.

Wenn ein Netz einer Stromversorgungsebene zugewiesen wird, erscheint an jedem Pad des Netzes auf der entsprechenden Stromversorgungsebene ein kleines Kreuz. Das Kreuz wird als „+‘ für eine Entlastungsverbindung und als „x‘ bei einer direkten Verbindung. Da direkt verbundene Pads eine durchgehende Kupferverbindung zum Pin aufweisen, zeigen sie die Farbe der Stromebene bis zum Pad-Loch an.

Pads, die nicht mit einer Stromversorgungsebene verbunden sind

Pads, die nicht mit der Ebene verbunden sind, werden durch einen kupferfreien Bereich von dieser isoliert. Dieser kupferfreie Bereich wird in der Power Plane Clearance Designregel als radiale Erweiterung um das Pad-Loch herum festgelegt.

Designregeln sind hierarchisch aufgebaut, sodass Sie neue Regeln hinzufügen können, um andere zu überschreiben. Achten Sie darauf, die Prioritätsreihenfolge im PCB Rules and Constraints Editor Dialogfeld festlegen, d. h. die Reihenfolge, in der mehrere Designregeln desselben Typs angewendet werden.

Verbindung von Durchkontaktierungen mit Stromversorgungsebenen

Wie Pads verbinden sich auch Durchkontaktierungen automatisch mit einer internen Stromversorgungsebene mit demselben Netznamen. Die Verbindung der Durchkontaktierung erfolgt gemäß der geltenden Power Plane Connect Style Designregel verbunden. Wenn Sie nicht möchten, dass Vias mit Power-Planes verbunden werden, fügen Sie eine Power Plane Connect Style Designregel mit dem Verbindungsstil No Connect und einer Geltungsbereichsabfrage von IsViahinzufügen.

Hinweise zur Fertigung

Erkundigen Sie sich bei Ihrem Fertigungsdienstleister nach geeigneten Maßangaben für thermische Entlastungsverbindungen. Stellen Sie außerdem sicher, dass nicht verbundene Pads oder Durchkontaktierungen ein verbundenes Pad nicht vollständig umschließen, da dies versehentlich dazu führen kann, dass das verbundene Pad isoliert und getrennt wird. Achten Sie darauf, nicht zu viel Kupfer zu entfernen, und sorgen Sie für ein Gleichgewicht zwischen maximalem Kupferanteil und kostengünstiger Fertigung.

Trennen von Pads und Durchkontaktierungen von der Ebene

Sie können Abfragen in den Power Plane Connect Style Designregeln verwenden, um weiter einzuschränken, welche Pads oder Durchkontaktierungen mit einer Stromversorgungsebene verbunden sind oder nicht. Pads können anhand des Bezeichners oder physikalischer Eigenschaften, wie z. B. der Pad-Größe, ausgewählt werden. Da Durchkontaktierungen keine Bezeichner haben, müssen sie anhand physikalischer Eigenschaften, wie z. B. des Durchkontaktierungsdurchmessers, ausgewählt werden.

Auswahl bestimmter Pads und Durchkontaktierungen, die nicht mit einer Stromversorgungsebene verbunden sind

Um beispielsweise nur Pads mit einem bestimmten Bezeichnernamen, der mit „U7“ beginnt, zu trennen, könnten Sie die (ObjectKind = 'Pad') und (Name Like 'U7-*') verwenden, um den Geltungsbereich für eine Power Plane Connect Style Designregel festlegen. Der Verbindungsstil würde auf No Connect. Eine weitere Abfrage wie (ObjectKind = 'Pad') und (HoleSize = 25) würde nur jene Pads ansprechen, deren Lochgröße 25 mil beträgt.

Wenn Sie mit Durchkontaktierungen arbeiten, die Sie nicht verbinden möchten, könnten Sie diese so ändern, dass sie eine spezielle Eigenschaft enthalten, anhand derer sie eindeutig identifiziert werden können – beispielsweise einen anderen Durchmesser –, und dann den Geltungsbereich einer neuen Power Plane Connect Style Designregel mit einem No Connect Verbindungsstil festlegen, der ausschließlich auf diese Vias zutrifft. Die Abfrage (ObjectKind = 'Via') und (ViaDiameter = '24') könnte beispielsweise verwendet werden, um Durchkontaktierungen mit einem Durchmesser von 24 mil anzusprechen. Die Abfrage InNet('VCC') und IsVia könnte verwendet werden, um nur Durchkontaktierungen auszuwählen, die mit dem Netz VCC verbunden sind.

Alternativ können Sie, falls Sie die Durchkontaktierungen mit den oben genannten Methoden nicht auswählen können, diese in freie Pads umwandeln und dann die Pad-Namen verwenden, um den Umfang festzulegen. Wählen Sie dazu die Durchkontaktierungen aus, die Sie nicht verbinden möchten, wandeln Sie sie in freie Pads um (Tools » Convert » Convert Selected Vias to Free Pads) und weisen Sie ihnen allen denselben Designator-Namen zu, z. B. NoPlaneConnect. Fügen Sie anschließend eine neue Power Plane Connect Style Designregel hinzu und legen Sie den Geltungsbereich (ObjectKind = 'Pad') und (Name = 'Free‑NoPlaneConnect') für die Regel festlegen. Wählen Sie außerdem No Connect als Connect Style. Alle freien Pads mit dem Namen NoPlaneConnect werden von allen Stromversorgungsebenen getrennt.

Interne Ebene entfernen

Um eine interne Ebene zu entfernen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Ebene im Layer Stack Manager und wählen Sie Delete layer im Kontextmenü. Es öffnet sich ein Bestätigungsdialog, der darauf hinweist, dass alle Primitive auf der Ebene beim Löschen der Ebene entfernt werden. Klicken Sie Yes , um zu bestätigen.

Ebenen teilen

Eine geteilte Ebene ist ein umschlossener Bereich auf einer internen Ebene, der die Ebene in separate, elektrisch isolierte Bereiche unterteilt. Jeder Bereich wird durch das Platzieren von Begrenzungslinien definiert, die alle Pins dieses Netzes umfassen. Jeder Bereich wird dann einem anderen Netz zugeordnet, wodurch zwei oder mehr geteilte Ebenen auf einer internen Stromversorgungsebene entstehen.

Stromversorgungsebenen können in eine beliebige Anzahl separater Bereiche unterteilt werden. Dieser Unterteilungsprozess ähnelt dem Schneiden oder Zerschneiden der Ebene in Abschnitte, wobei die Breite der von Ihnen platzierten Linie den Trennabstand definiert. Stromversorgungsebenen werden negativ konstruiert, sodass diese speziellen Begrenzungslinien zu einem kupferfreien Streifen werden und somit die Trennung zwischen diesem Netz und den benachbarten Netzen auf der Ebene herstellen.

Geteilte Ebenen auf einer internen Ebene
Geteilte Ebenen auf einer internen Ebene

In der Regel wird zunächst das Netz mit der größten Anzahl an Pads der internen Ebene zugewiesen; anschließend werden Bereiche für die anderen Netze definiert (abgetrennt), die Sie über diese Ebene verbinden möchten. Alle Pads, die nicht in den Bereich der geteilten Ebene einbezogen werden können, zeigen weiterhin eine Verbindungslinie an, was darauf hinweist, dass sie auf einer Signalebene verbunden werden müssen.

Überprüfung der geteilten Ebenenbereiche

Sie können interne Ebenen und deren Inhalt auch zur Anzeige auswählen, indem Sie den Split Plane Editor Modus anzeigen, der im Dropdown-Menü oben im PCB Bedienfeld, wie unten dargestellt.

Konfigurieren Sie die Hervorhebungsoptionen und klicken Sie dann einmal, um einen geteilten Bereich sowie die verbundenen Pads und Durchkontaktierungen hervorzuheben.Konfigurieren Sie die Hervorhebungsoptionen und klicken Sie dann einmal, um einen geteilten Bereich sowie die verbundenen Pads und Durchkontaktierungen hervorzuheben.

Durch Konfigurieren der Hervorhebungsoptionen im oberen Bereich des Fensters (Auswählen, Zoomen usw.) können Sie – nachdem Sie die aktive Ebene auf die gewünschte Ebenenebene eingestellt haben – mit einem einfachen Klick Net Name , um einen geteilten Ebenenbereich sowie die damit verbundenen Pads und Durchkontaktierungen zu lokalisieren (der gesamte Bereich innerhalb der Pullback-/Split-Plane-Leiterbahnen wird hervorgehoben). Ein Doppelklick auf ein Net Name im Bedienfeld öffnet sich das Split Plane Dialogfeld, in dem das dieser geteilten Ebene zugewiesene Netz geändert werden kann.

  • Nach dem Verschieben oder Platzieren von Objekten im Entwurfsbereich kann sich die Form einer geteilten Ebene ändern, was in der Anzeige nicht automatisch aktualisiert wird. Wählen Sie Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer oder Rebuild Split Planes on All Layers , um die Ebenen neu zu berechnen und neu zu zeichnen. Möglicherweise ist es auch hilfreich, die Ebene „Pad-Löcher“ und „Multilayer“ anzuzeigen. Verwenden Sie die Shift+S Tastenkombinationen, um verschiedene Einstellungen des „Single Layer Mode“ umzuschalten, die dabei helfen, relevante Objekte hervorzuheben.

  • Geteilte Stromversorgungsebenen werden vom Design Rule Checker vollständig unterstützt. Sie werden jedoch von Signal Integrity nicht erkannt, da dort davon ausgegangen wird, dass die Stromversorgungsebene eine durchgehende Kupferschicht ist.

  • Die Netzlisten-Extraktion im CAM-Editor unterstützt die im Altium Designer-Modus geteilten Ebenen nicht, da sie die Polylinie, die den jeweiligen Bereich beschreibt, nicht definieren kann.

Verwendung mehrerer geteilter Ebenen in einem Entwurf

Aufteilungen innerhalb von Aufteilungen (verschachtelte Aufteilungen oder Inseln) werden unterstützt, sodass Sie keine äußere Aufteilung um die innere Aufteilung herum anlegen müssen. Wenn Sie eine geteilte Ebene weiter unterteilen möchten, können Sie weiterhin Objekte auf der Stromversorgungsebene innerhalb einer bestehenden geteilten Ebene hinzufügen, um weitere elektrisch isolierte Bereiche zu erstellen.

Anzeigetipps beim Definieren einer geteilten Ebene

Wenn Sie einen geteilten Bereich in einer Stromversorgungsebene definieren, kann es manchmal schwierig sein, alle Pads zu erkennen, die der geteilte Bereich umfassen muss. Um die Pads für das Netz, das Sie mit der geteilten Ebene verbinden möchten, besser sichtbar zu machen, werden vor Beginn die folgenden Techniken empfohlen.

  • Berechnen Sie interne Ebenen neu und zeichnen Sie sie neu, indem Sie Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer / Rebuild Split Planes on All Layers aus den Hauptmenüs.
  • Verwenden Sie den 3D-Modus (Tastenkombination 3), um die physikalische Darstellung der Ebenen einschließlich Hohlräumen und thermischer Entlastungsverbindungen anzuzeigen. Um die Navigation auf der Leiterplatte im 3D-Modus zu erleichtern, skalieren Sie die Leiterplattendicke, um den vertikalen Abstand zwischen den Schichten zu vergrößern. Die Board thickness (Scale) Einstellung befindet sich im 3D Settings Bereich auf der View Options Registerkarte des View Configuration Bedienfeld.

  • Zeigen Sie nur ein Minimum an Schichten an (z. B. die „Keep-Out“-Schicht, die „Multi-Layer“-Schicht sowie alle erforderlichen mechanischen Schichten) sowie die verwendete Stromversorgungsebene. Deaktivieren Sie die anderen Schichten im View Configuration Bedienfeld aus.
  • Blenden Sie alle Verbindungslinien aus (View » Connections » Hide All). Gelegentlich kann es sinnvoll sein, ein einzelnes Netz anzuzeigen, für das Sie eine geteilte Ebene erstellen möchten (View » Connections » Show Net).
  • Legen Sie das Farbattribut jedes Netzes auf der geteilten Ebene auf eine andere Farbe fest, indem Sie Nets im PCB Bedienfeld auswählen und anschließend auf einen Netznamen doppelklicken, um das Dialogfeld „Netz bearbeiten“ zu öffnen.
  • Um alle zu einem Netz gehörenden Pads anzuzeigen, klicken Sie auf dieses Netz auf der internen Ebene im PCB Bedienfeld, um alle anderen Pads auszublenden.
  • Weisen Sie das Netz mit der größten Anzahl an Pads der internen Stromversorgungsebene zu und verwenden Sie anschließend Abfragen wie InNet('A') oder InNet('B') im PCB List Bedienfeld, um die Netze anzuzeigen – z. B. einige mit thermischer Entlastung und andere ohne –, um zwischen den Pads zu unterscheiden, die in eine neue geteilte Ebene aufgenommen werden sollen.
  • Um nur die Objekte und Primitive auf internen Ebenen anzuzeigen, verwenden Sie die Abfrage OnPlane im PCB Filter Bedienfeld.

Definieren einer geteilten Ebene

In Altium Designer können Sie beliebige Konfigurationen aus Linien, Bögen, Leiterbahnen und Füllungen über eine interne Stromversorgungsebene legen, um eine geteilte Ebene zu definieren. Sobald diese einen Teil der Ebene vom Rest isolieren, wird eine neue geteilte Ebene erstellt. Dem neuen geteilten Stromversorgungsbereich wird dann ein Netz zugeordnet. Am einfachsten lassen sich geteilte Stromversorgungsbereiche mit dem Place » Line Befehl und anschließend die Begrenzung der geteilten Ebene auf der Stromversorgungsebene zu zeichnen.

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

Dadurch wird eine Linie im Layout erstellt, die Kupfer auslässt, wodurch die Ebenen geteilt werden. Die Linienbreite wird zur Trennbreite. Wenn Sie mit der rechten Maustaste klicken, um den Linienplatzierungsmodus zu verlassen, wird die Ebene analysiert und der unabhängige geteilte Bereich erstellt. Um die Trennbreite zwischen der geteilten Ebene und der internen Stromversorgungsebene während der Linienplatzierung zu ändern, drücken Sie Tab , um den Line Constraints Dialogfeld zu öffnen und den Line Width Wert.

Um eine Stromversorgungsebene in zwei getrennte Ebenen zu unterteilen, können Sie eine Linie gerade über die Leiterplatte von Pullback-Leiterbahn zu Pullback-Leiterbahn ziehen. Solange die Linien mit den Pullback-Leitungen verbunden sind, bilden sie einen isolierten Bereich und erzeugen somit das polygonartige Objekt, das die geteilte Ebene kennzeichnet. Achten Sie darauf, dass die Linien verbunden sind; der Cursor verwandelt sich in einen großen Kreis in einem Kreuz, wenn die Linien verbunden sind.

Erkundigen Sie sich bei Ihrem Hersteller, wenn Sie sich bezüglich der Mindestgröße der kupferfreien Bereiche unsicher sind.

Sie können aus Linien, Bögen und Füllungen eine umschlossene Form erstellen, um eine ungewöhnlich geformte Teilungsebene zu definieren. Sie können auch vorhandene Linien, Bögen, Füllungen oder Leiterbahnen auf der internen Ebene verwenden, um einen Teil der Begrenzung zu bilden. Solange diese miteinander verbunden sind und einen umschlossenen Bereich bilden, entsteht eine Teilungsebene.

Verwendung von Bögen, Füllungen und Leiterbahnen

Es wird empfohlen, bei der Verwendung von Bögen zur Teilung der Ebene ein kurzes Leiterbahnsegment zwischen den Bogensegmenten zu platzieren. Beachten Sie, dass die Verwendung einer Füllung (Place » Fill) keine geteilte Ebene erzeugt, sondern lediglich einen leeren Bereich. Sie können Füllungen beispielsweise anstelle von Linien platzieren, um die Außenkanten der geteilten Ebene zu bilden.

Wenn Sie mit dem Befehl Place » Interactive Routing Befehls, stellen Sie sicher, dass die Leiterbahnen auf No Net eingestellt sind und die geteilte Ebene stattdessen dem entsprechenden Netznamen zugeordnet ist.

Zuweisung eines Netzes zu einer geteilten Ebene

Um zu überprüfen, ob jeder geteilte Bereich korrekt definiert ist, klicken Sie einmal auf eine Teilung; handelt es sich um einen geschlossenen Bereich, wird nur dieser Bereich hervorgehoben.

Eine hervorgehobene Trennebene.
Eine hervorgehobene Trennebene.

Wenn der Bereich markiert ist, doppelklicken Sie auf diesen Bereich, um das Split Plane Dialogfeld zu öffnen, um die Netzzuordnung zu überprüfen oder festzulegen. Wählen Sie den Netznamen der Trennebene aus der Dropdown-Liste im Dialogfeld aus, die alle derzeit für den Entwurf geladenen Netze enthält.

Die Farbe der Trennebene ist ein dunklerer, halbtransparenter Farbton der Netzfarbe. Ändern Sie die Netzfarben, indem Sie Nets im PCB Bedienfeld und doppelklicken Sie anschließend auf einen Netznamen, um das Edit Net Dialogfeld zu öffnen.

Aktualisieren der Verbindungen der Trennebene

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

Im 3D-Anzeigemodus (Tastenkombination 3) können Sie physikalische Darstellungen aller Objekte auf den internen Ebenen sehen. Neben der Ansicht ermöglicht Ihnen die 3D-Umgebung, sich durch die Leiterplatte zu bewegen, was die Überprüfung der internen Ebenen sehr vereinfacht. Wenn Sie auf die Registerkarte einer internen Ebene klicken, wird der gesamte Bereich innerhalb der Pullback-Spuren hervorgehoben. Sie können interne Ebenen und deren Inhalte auch auswählen, um sie im Split Plane Editor Modus, der über das Dropdown-Menü oben im PCB Bedienfelds. Verwenden Sie die Shift+S Tastenkombinationen, um verschiedene Einstellungen des Ein-Lagen-Modus umzuschalten, die dabei helfen, relevante Objekte hervorzuheben. Bei der Arbeit mit Ebenen im 2D-Modus kann es zudem nützlich sein, die Pad-Loch-Ebene und die Mehrschicht-Ebene anzuzeigen.

3D-Ansicht einer thermischen Entlastungsverbindung auf einer geteilten Ebene.3D-Ansicht einer thermischen Entlastungsverbindung auf einer geteilten Ebene.

Verlegen von Leiterbahnen auf einer Ebenenebene

Da Ebenenebenen negativ konstruiert sind, erzeugt eine auf einer Stromversorgungsebene platzierte Leiterbahn einen Hohlraum im Kupfer, sodass keine Verbindung hergestellt wird. Aus diesem Grund können Sie keine einzelne Leiterbahn auf einer Ebenenebene verwenden, um ein Netz zu verlegen. Wenn Sie ein Netz auf einer Stromebenen-Ebene verlegen möchten, müssen Sie eine sehr dünne Kupferinsel erstellen, die genau die Größe der gewünschten Leiterbahn hat. Indem Sie eine Begrenzung aus Linien um den Bereich erstellen, der wie eine Leiterbahn fungieren soll (Place » Line), erzeugen Sie eine geteilte Ebene, die dann dem gewünschten Netz zugewiesen werden kann.

Alternativ ist es, wenn mehrere Verbindungen auf derselben Ebene wie die Stromversorgungsebene verlegt werden müssen, wahrscheinlich effizienter, eine Signalebene für die Verlegung der Verbindungen zu verwenden und anschließend eine Polygonebene (Kupferfüllung) zur Erstellung der Stromversorgungsebene zu nutzen.

Überprüfen und Bearbeiten von geteilten Ebenen

DerModus Split Plane Editor ermöglicht es Ihnen, geteilte Ebenen des aktuellen Leiterplattenentwurfs einfach anzuzeigen und zu verwalten. Dieser Modus des Panels ist in drei Bereiche unterteilt:

  • Layers - In diesem Bereich werden alle im Entwurf derzeit definierten internen Ebenen sowie die Anzahl der geteilten Ebenen pro Ebene angezeigt.
  • Split Planes - Dieser Bereich enthält die geteilten Ebenen eines ausgewählten Eintrags aus dem Layers Bereich enthalten sind.
  • Pads/Vias On Split Plane - Dieser Bereich wird mit Pads und Vias aus einem ausgewählten Eintrag im Split Planes Region des Bedienfelds.

Ebenen-Region

Der Layers Bereich des Bedienfelds zeigt alle derzeit für den Entwurf definierten internen Ebenen an. Innerhalb dieses Bereichs gibt die Split Count Spalte an, wie viele geteilte Ebenen für die entsprechende Ebenenebene vorhanden sind. Eine Teilungsanzahl von „1“ bedeutet, dass die Ebene nicht geteilt wurde und die Ebene selbst als eine einzige Teilung betrachtet wird.

Bereich „Geteilte Ebenen“

Nach Auswahl eines Eintrags im Layers Bereichs werden alle geteilten Ebenen dieser Ebenenebene und die ihnen zugewiesenen Netze in den Split Planes Bereich des Fensters geladen.

Um in diesem Bereich nur die mit Teilungsebenen verbundenen Netze anzuzeigen, stellen Sie sicher, dass die Show Split Plane Nets Only Option im Kontextmenü aktiviert ist.

Für jeden Eintrag wird ein Node Count . Dieser Wert gibt die Gesamtzahl der Pads und Durchkontaktierungen an, die mit diesem Split-Plane-Bereich verbunden sind.

Doppelklicken Sie (oder klicken Sie mit der rechten Maustaste und wählen Sie Properties im Kontextmenü) auf ein Netz mit Split-Planes, um den Split Plane Dialogfeld zu öffnen, in dem Sie ändern können, welchem Netz die geteilte Ebene zugewiesen ist.

Beachten Sie: Wenn das ausgewählte Netz keine geteilten Ebenen enthält, wird stattdessen der Dialog „Netz bearbeiten“geöffnet.

Pads/Vias auf dem Bereich mit geteilter Ebene

Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf „Pad“ oder „Via“ im Split Planes Bereich des Panels und anschließend die Auswahl von Properties aus dem Kontextmenü, wird das zugehörige Properties Bedienfeld für dieses Element.

Im 3D-Anzeigemodus (Tastenkombination 3) sehen Sie physikalische Darstellungen aller internen Ebenenobjekte. Die 3D-Umgebung ermöglicht es Ihnen, sich mühelos durch die Leiterplatte zu bewegen, was die Überprüfung der tatsächlichen Ebenen sehr vereinfacht. Berechnen Sie interne Ebenen nach der Bearbeitung neu und zeichnen Sie sie neu, indem Sie Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer oder Rebuild Split Planes on All Layers.

Löschen einer geteilten Ebene

Da eine Teilung entsteht, wenn ein Bereich auf einer Ebene isoliert wird, wird diese Teilung durch das Entfernen eines beliebigen Objekts, das die Teilungsgrenze bildet, aufgehoben. Um geteilte Ebenen zu löschen, löschen Sie daher die umschließenden Primitive, z. B. die Linien oder andere Primitive, die den Umriss der geteilten Ebene bilden. Beachten Sie, dass Pullback-Leiterbahnen nur gelöscht werden können, indem die interne Ebene aus dem Ebenenstapel entfernt wird.

Design-Regelprüfung für Teilungsebenen

Sie können Trennebenen während der batchweisen Designregelprüfung (DRC) anhand der folgenden Regeln prüfen und melden:

  • Unterbrochene Ebenen
  • Tote Kupferbereiche
  • Unterversorgte thermische Verbindungen.

Diese Optionen sind im DRC Report Options im Dialogfeld „Design Ruler Checker“, das Sie über Tools » Design Rule Check im Hauptmenü. Aktivieren Sie die gewünschten Optionen, damit diese während der Batch-DRC-Prüfung überprüft und gemeldet werden.

Bei der Erstellung des Berichts werden alle Verstöße gegen diese Regeln im Bericht angezeigt. Klicken Sie im Bericht, um den zugehörigen Fehler im Leiterplatten-Editor anzuzeigen.

Unterbrochene Ebenen

Unterbrochene Ebenen treten auf, wenn ein Bereich der Ebene, der eine Verbindung zum Netz aufweist, elektrisch vom Rest der Ebene getrennt wird. Ein Beispiel hierfür ist ein Steckverbinder, der über eine geteilte Ebene platziert, aber nicht mit dieser verbunden ist. Die Hohlräume um die Pins verbinden sich und durchtrennen das Kupfer der Ebene vollständig, wodurch diese effektiv in zwei Teile geteilt wird.

Unterbrochene Ebene mit DRC-Fehler (hellgrün).
Unterbrochene Ebene mit DRC-Fehler (hellgrün).

Totes Kupfer

Unter „totem Kupfer“ versteht man Kupferbereiche, die keine Verbindung zum Netz haben und zudem elektrisch von der ursprünglichen Ebene getrennt sind. Ein Beispiel hierfür ist ein Steckverbinder (der nicht mit der Ebene verbunden ist) mit eng beieinanderliegenden Pins, bei dem sich die Lücken um die Pins herum verbinden und so Bereiche des Ebenenkupfers vom Rest der Ebene isolieren.

Bereich mit totem Kupfer, der einen DRC-Fehler anzeigt (hellgrün).
Bereich mit totem Kupfer, der einen DRC-Fehler anzeigt (hellgrün).

Wenn die Ebene Bereiche mit „Dead Copper“ aufweist, könnten Sie stattdessenein Polygon auf der Stromversorgungsebene verwenden. Auf diese Weise kann die Software diese Bereiche mit „Dead Copper“ automatisch erkennen und entfernen.

Thermalverbindungen mit unzureichender Wärmeableitung

Thermals sind Verbindungen zur Ebene mit umgebenden „Aussparungen“ zur thermischen Entlastung, um die Wärmeleitfähigkeit zum Kupfer der Ebene zu verringern. Thermalverbindungen können „unterversorgt“ werden, wenn die Oberfläche der Kupferspeichen, die sie mit der Ebene verbinden, durch Hohlräume verringert wird. Diese Regel prüft auch die Oberfläche der Thermalverbindung (nicht nur die Speichen) auf Hohlräume, die in die Thermalverbindung hineinragen.

Unterversorgte thermische Verbindung mit DRC-Fehler (hellgrün).
Unterversorgte thermische Verbindung mit DRC-Fehler (hellgrün).

Weitere Informationen finden Sie unter„Einschränkungen des Designs – Designregeln “.

Hinweise zu geteilten Ebenen

  • DRC-Prüfungen für geteilte Ebenen sind nur im Batch-Modus möglich.
  • Sie müssen die Batch-DRC erneut ausführen, um Fehlermarkierungen zu entfernen, oder Tools » Reset Error Markers im Hauptmenü auswählen.
  • Berechnen Sie interne Ebenen nach der Bearbeitung neu und zeichnen Sie sie neu, indem Sie Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer/Rebuild Split Planes on All Layers aus den Hauptmenüs.
  • Für die Überprüfung auf unterbrochene Ebenen und nicht vermittelte Kupferflächen ist die Un-Routed Net Regel (Electrical Kategorie) 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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