Internal Power & Split Planes

전원 평면

전원 평면은 일반적으로 PCB 전체에 전기적으로 안정된 접지 또는 전원 참조를 제공하기 위해 사용되는 특수한 단단한 구리 내부 층입니다.

PCB 편집기는 최대 16개의 내부 전원 평면을 지원합니다. 이러한 층 각각에 네트를 할당하거나, 하나의 전원 평면을 두 개 이상의 분리된 영역으로 나누어 여러 네트 간에 공유할 수 있습니다. 패드 및 비아 연결은 평면 설계 규칙에 의해 제어됩니다. 전원 평면은 부정에서 생성됩니다. 전원 평면 층에 배치된 객체는 구리에서 공백이 되며, 나머지 영역은 단단한 구리가 됩니다.

내부 평면 생성하기

내부 전원 평면은 레이어 스택 관리자(디자인 » 레이어 스택 관리자)를 통해 PCB 디자인에 추가됩니다. 새로운 내부 평면을 추가하려면, 내부 층을 생성하고자 하는 기존 층을 강조 표시한 다음, 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하고 컨텍스트 메뉴에서 아래에 층 삽입 » 평면을 선택합니다. 새로운 내부 평면이 레이어 스택에 추가됩니다. 레이어 스택 관리자 모드의 속성 패널을 사용하여 선택된 내부 평면 층의 속성을 정의합니다. 레이어 스택 관리자에서 이루어진 변경 사항은 PCB 편집기에서 사용 가능하도록 저장해야 합니다.

평면 보기

디자인 공간에서 평면 층을 보려면 먼저 레이어 & 색상 탭의 보기 구성 패널에서 층의 표시를 활성화해야 합니다.

평면에 네트 할당하기

네트는 PCB 편집기에서 평면에 할당됩니다. 평면 층에 네트를 할당하려면:

1. 디자인 공간에서 평면 층을 활성 층으로 만듭니다(편집기 하단의 층 탭을 클릭하여 해당 층을 활성 층으로 만듭니다).
2. 보드 형상의 윤곽선 내부의 아무 곳이나 더블 클릭합니다.
3. 분할 평면 대화 상자가 열리며, 네트에 연결 목록에서 필요한 네트를 선택합니다. 활성 층이 평면 층이 아닌 경우 대화 상자가 열리지 않습니다.

전원 평면 층을 선택한 후, 해당 층의 아무 곳이나 더블 클릭하여 네트를 할당합니다.

3D 보기 모드(단축키 3)에서는 모든 내부 평면 객체의 물리적 표현을 볼 수 있습니다. 보기 외에도, 단일 층 모드로 전환하고 차례대로 각 층을 클릭함으로써, 3D 보기는 내부 평면을 검사하는 작업을 돕기 위해 보드를 통해 이동할 수 있게 합니다.

분할 평면의 열린 연결에 대한 3D 보기.

평면 층은 또한 별도의 영역으로 나누거나 분할할 수 있으며, 각 영역은 다른 네트에 할당됩니다. 분할 평면 정의에 대해 자세히 알아보세요.

평면 층 후퇴

전원 평면이 추가되면, 보드 가장자리에서 평면을 후퇴시키기 위해 보드 형상 주변에 자동으로 후퇴 트랙 세트가 생성됩니다. 후퇴 트랙은 화면에서 편집할 수 없으며 그 너비는 후퇴 거리 속성으로 레이어 스택 관리자(이미지 보기)에서 정의됩니다. 내부 평면의 후퇴 값이 변경되면, 이 트랙들은 자동으로 재생성됩니다.

구리 없는 영역 만들기

평면의 섹션을 '제거'하려면, 즉 구리 없는 영역을 만들려면 배치 명령을 사용하여 선, 호 또는 채우기를 배치하여 구리 없는 영역을 구성할 수 있습니다.

패드 및 비아를 평면 층에 연결하기

패드 및 비아의 연결은 평면 설계 규칙에 따라 전원 평면에 따라 표시됩니다. 이 규칙은 PCB 규칙 및 제약 조건 편집기 대화 상자(디자인 » 규칙)에서 설정됩니다. 특정 연결 또는 비연결 요구 사항이 있는 패드 및 비아에 대한 추가 규칙을 생성할 수 있습니다.

열린 연결 및 직접 연결

스루홀 패드 및 비아는 직접 연결 또는 열린 연결을 통해 전원 평면에 연결할 수 있습니다. 열린 연결은 보드가 납땜될 때 연결된 핀을 단단한 구리 평면에서 열적으로 격리하는 데 사용됩니다. PCB 편집기의 설계 규칙을 사용하여 전원 평면에 연결되는 각 패드 또는 모든 패드의 열린 연결 형태를 정의할 수 있습니다.

전원 평면 연결 스타일 설계 규칙은 구성 요소 핀에서 전원 평면으로의 연결 스타일을 지정합니다. 세 가지 연결 옵션이 있습니다

• 열린 연결
• 직접 연결
• 연결 안 함

SMD 전원 핀을 전원 평면 층에 연결하기 위한 특별 지원도 제공됩니다. 전원 평면에 연결된 네트에 있는 SMD 패드는 해당 평면에 연결된 것으로 자동 태그됩니다. 오토 라우터는 이러한 패드에 대한 물리적 연결을 완료하기 위해 팬아웃을 배치합니다. 팬아웃은 평면 층에 대한 열린 또는 직접 연결인 짧은 트랙과 비아입니다.

전원 평면의 패드에 대한 열린 연결. 색상 영역은 구리가 없는 영역을 나타냅니다.

네트가 전원 평면에 할당되면, 해당 전원 평면 층의 네트에 있는 각 패드에 작은 십자가가 나타납니다. 십자가는 열린 연결의 경우 '+'로, 직접 연결의 경우 'x'로 표시됩니다. 직접 연결된 패드는 핀까지 단단한 구리를 가지므로, 패드 홀까지 평면 색상을 보여줍니다.

전원 평면에 연결되지 않는 패드

평면에 연결되지 않는 패드는 구리가 없는 영역으로 격리됩니다. 이 구리 없는 영역은 전원 평면 클리어런스 설계 규칙에서 패드 홀 주변의 방사형 확장으로 지정됩니다.

전원 평면에 비아 연결하기

패드와 마찬가지로, 비아는 자동으로 동일한 네트 이름의 내부 전원 평면 층에 연결됩니다. 비아는 적용 가능한 전원 평면 연결 스타일 설계 규칙에 따라 연결됩니다. 전원 평면에 비아를 연결하고 싶지 않다면, 연결 스타일이 연결 안 함이고 범위 쿼리가 IsVia인 전원 평면 연결 스타일 설계 규칙을 추가하십시오.

제작 고려 사항

열 완화 연결에 적합한 치수 속성에 대해 제작업체와 확인하세요. 또한 연결되지 않는 패드나 비아가 연결된 패드를 완전히 둘러싸지 않도록 확인하여 연결된 패드가 우연히 고립되어 연결이 끊어지지 않도록 합니다. 너무 많은 구리를 제거하지 않고 최대 구리와 제조 가능성 사이의 균형을 맞추세요.

평면에서 패드 및 비아 연결 해제

파워 평면에 연결되거나 연결되지 않는 패드나 비아를 더 제한하기 위해 파워 평면 연결 스타일 설계 규칙에서 쿼리를 사용할 수 있습니다. 패드는 지정자 이름이나 물리적 속성(예: 패드 크기)으로 대상을 지정할 수 있습니다. 비아는 지정자가 없으므로 물리적 속성(예: 비아 직경)으로 대상을 지정해야 합니다.

파워 평면에 연결되지 않는 특정 패드 및 비아 범위 지정

예를 들어, U7로 시작하는 특정 지정자 이름을 가진 패드만 연결 해제하려면 (ObjectKind = 'Pad') 및 (Name Like 'U7-*') 쿼리를 사용하여 파워 평면 연결 스타일 설계 규칙의 범위를 설정할 수 있습니다. 연결 스타일은 No Connect으로 설정됩니다. 또 다른 쿼리인 (ObjectKind = 'Pad') 및 (HoleSize = 25)는 구멍 크기가 25mil인 패드만 대상으로 합니다.

연결하고 싶지 않은 비아를 작업할 때는 비아에 특별한 속성을 포함시켜 고유하게 식별할 수 있습니다. 예를 들어 다른 비아 직경을 사용한 다음 새로운 파워 평면 연결 스타일 설계 규칙의 범위를 지정하고 No Connect 연결 스타일로만 해당 비아와 일치시킬 수 있습니다. 쿼리 (ObjectKind = 'Via') 및 (ViaDiameter = '24')는 예를 들어 직경이 24mil인 비아를 대상으로 사용할 수 있습니다. 쿼리 InNet('VCC') 및 IsVia는 VCC 네트에 연결된 비아만 대상으로 사용할 수 있습니다.

위의 방법으로 비아를 선택할 수 없는 경우, 비아를 자유 패드로 변환한 다음 패드 이름을 사용하여 범위를 설정할 수 있습니다. 이를 위해 연결하고 싶지 않은 비아를 선택하고, 자유 패드로 변환(도구 » 변환 » 선택한 비아를 자유 패드로 변환)하고, 모두에게 동일한 지정자 이름을 할당합니다. 예를 들어, NoPlaneConnect. 그런 다음 새로운 파워 평면 연결 스타일 설계 규칙을 추가하고 범위(ObjectKind = 'Pad') 및 (Name = 'Free‑NoPlaneConnect')를 규칙에 지정합니다. 또한 No Connect를 연결 스타일로 선택합니다. 모든 자유 패드 이름 NoPlaneConnect는 모든 파워 평면 층에서 연결이 해제됩니다.

내부 평면 제거

내부 평면을 제거하려면 레이어 스택 관리자에서 레이어를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 다음 컨텍스트 메뉴에서 레이어 삭제를 선택합니다. 모든 기본 도형이 레이어 삭제와 함께 제거될 것이라고 경고하는 확인 대화 상자가 열립니다. 예를 클릭하여 확인합니다.

분할 평면

분할 평면은 내부 평면에 있는 폐쇄된 영역으로, 평면을 별도의 전기적으로 분리된 영역으로 나눕니다. 각 영역은 해당 네트의 모든 핀을 포함하도록 경계선을 배치하여 정의됩니다. 그런 다음 각 영역을 다른 네트에 할당하여 하나의 내부 파워 평면 층에 두 개 이상의 분할 평면을 생성합니다.

파워 평면은 원하는 만큼 별도의 영역으로 분할될 수 있습니다. 이 분할 과정은 평면을 섹션으로 자르거나 나누는 것과 유사하며, 배치하는 선의 너비가 분리 거리를 정의합니다. 파워 평면은 부정적으로 구성되므로, 이 특별한 경계선은 구리가 없는 스트립이 되어, 이 네트와 평면의 인접 네트(들) 사이의 분리를 생성합니다.

내부 평면의 분할 평면

일반적으로, 가장 많은 패드를 가진 네트가 먼저 내부 평면에 할당되고, 그런 다음 이 평면을 통해 연결하고자 하는 다른 네트에 대해 영역이 정의(분할)됩니다. 분할 평면 영역에 포함될 수 없는 패드는 연결선을 계속 표시하여 신호 층에서 연결해야 함을 나타냅니다.

분할 평면 영역 검사

내부 평면과 그 내용을 보려면 분할 평면 편집기 모드를 PCB 패널 상단의 드롭다운 메뉴에서 선택할 수 있습니다.

강조 표시 옵션을 구성한 다음, 분할 영역과 연결된 패드 및 비아를 강조 표시하려면 한 번 클릭하세요.

패널 상단에서 강조 표시 옵션(선택, 확대 등)을 구성한 후 관심 있는 평면 층을 활성 층으로 설정하고 네트 이름을 한 번 클릭하면 분할 평면 영역과 그에 연결된 패드 및 비아(분할 평면 트랙 내의 전체 영역이 강조 표시됨)을 찾을 수 있습니다. 패널에서 네트 이름을 더블 클릭하면 해당 분할 평면에 할당된 네트를 변경할 수 있는 분할 평면 대화 상자가 열립니다.

디자인에서 여러 분할 평면 사용하기

분할 내의 분할(중첩된 분할 또는 섬)은 지원되므로 내부 분할 주위에 외부 분할을 감쌀 필요가 없습니다. 분할 평면을 더 나누고 싶다면, 기존 분할 평면 내부의 전원 평면 레이어에 객체를 계속 추가하여 다른 전기적으로 격리된 영역을 만들 수 있습니다.

분할 평면 정의 시 디스플레이 팁

전원 평면에서 분할 영역을 정의할 때, 분할 영역이 포함해야 할 모든 패드를 보기 어려울 수 있습니다. 분할 평면에 연결하려는 넷의 패드를 더 잘 보이게 하려면 시작하기 전에 다음 기술을 사용하는 것이 좋습니다.

• 메인 메뉴에서 도구 » 분할 평면 » 현재 레이어의 분할 평면 다시 만들기 / 모든 레이어의 분할 평면 다시 만들기를 선택하여 내부 평면을 다시 계산하고 그리세요.
• 3D 모드(단축키 3)를 사용하여 평면의 물리적 표현을 보고, 공백 영역과 열 완화 연결을 포함합니다. 보드를 3D로 이동하기 쉽게 하려면 보드 두께를 확대하여 레이어 간의 수직 거리를 늘리세요. 보드 두께(스케일) 조절은 3D 설정 영역의 보기 옵션 탭의 보기 구성 패널에 있습니다.

• 최소한의 레이어만 표시하세요(예: 킵 아웃 레이어, 멀티 레이어, 필요한 기계적 레이어) 및 사용 중인 전원 평면. 보기 구성 패널에서 다른 레이어를 비활성화하세요.
• 모든 연결선을 숨기세요(보기 » 연결 » 모두 숨기기). 경우에 따라 분할 평면을 만들고자 하는 개별 넷을 표시하는 것이 유용할 수 있습니다(보기 » 연결 » 넷 표시).
• 분할 평면의 각 넷의 색상 속성을 다른 색상으로 설정하려면 넷 을 PCB 패널에서 선택한 다음 넷 이름을 더블 클릭하여 넷 편집 대화상자를 엽니다.
• 넷과 관련된 모든 패드를 표시하려면 PCB 패널에서 내부 평면의 해당 넷을 클릭하여 다른 모든 패드를 마스킹하세요.
• 내부 전원 평면에 패드가 가장 많은 넷을 할당한 다음 InNet('A') 또는 InNet('B')와 같은 쿼리를 PCB 목록 패널에서 사용하여 넷을 표시하세요. 예를 들어, 열 완화가 있는 넷과 없는 넷을 구분하여 새로운 분할 평면에 포함될 패드를 구별할 수 있습니다.
• 내부 평면의 객체와 원시물만 표시하려면 OnPlane 쿼리를 PCB 필터 패널에서 사용하세요.

분할 평면 정의하기

Altium Designer에서는 선, 호, 트랙 및 채우기의 모든 구성을 내부 전원 평면에 배치하여 분할 평면을 정의할 수 있습니다. 이들이 평면의 일부를 나머지와 분리하자마자 새로운 분할 평면이 생성됩니다. 그런 다음 새 분할 평면에 넷이 연결됩니다. 분할 평면을 정의하는 가장 쉬운 방법은 배치 » 선 명령을 사용한 다음 전원 평면에 분할 평면의 경계를 그리는 것입니다.

배치 » 선 명령을 사용하여 분할 평면을 생성합니다.

이는 구리를 남기지 않는 선을 작품에 생성하여 평면을 분할합니다. 선 너비가 분리 너비가 됩니다. 선 배치 모드를 종료할 때 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하면 평면이 분석되고 독립적인 분할 영역이 생성됩니다. 선 배치 중에 분할 평면과 내부 전원 평면 사이의 분리 너비를 변경하려면 Tab 을 눌러 선 제약 조건 대화상자를 열고 선 너비 값을 변경하세요.

전원 평면을 두 개의 분할 평면으로 나누려면, 보드를 가로질러 풀백 트랙에서 풀백 트랙까지 직선을 그리세요. 선이 풀백 트랙에 연결되면 격리된 영역을 형성하고, 따라서 분할 평면을 식별하는 다각형 유형 객체를 생성합니다. 선이 연결되도록 하세요; 선이 연결될 때 커서는 큰 원형 십자가로 변경됩니다.

선, 호, 채우기를 사용하여 이례적인 모양의 분할 평면을 정의할 수 있는 닫힌 모양을 만들 수 있습니다. 또한 경계의 일부를 형성하기 위해 내부 레이어의 기존 선, 호, 채우기 또는 트랙을 사용할 수 있습니다. 연결되어 닫힌 영역을 형성하는 한, 분할 평면이 형성됩니다.

호, 채우기 및 트랙 사용하기

호를 사용하여 평면을 분할하는 경우, 호 세그먼트 사이에 짧은 트랙 세그먼트를 배치하는 것이 좋습니다. 채우기(배치 » 채우기)를 사용하면 분할 평면이 생성되지 않고 공백 영역만 생성됩니다. 예를 들어, 선 대신 채우기를 배치하여 분할 평면의 외부 가장자리를 만들 수 있습니다.

배치 » 인터랙티브 라우팅 명령을 사용하여 선 대신 트랙을 배치하는 경우, 트랙이 넷 없음으로 설정되어 있고 분할 평면이 적절한 넷 이름과 연결되어 있는지 확인하세요.

분할 평면에 넷 할당하기

각 분할 영역이 올바르게 정의되었는지 확인하려면 분할을 한 번 클릭하세요; 닫힌 영역이면 해당 영역만 강조 표시됩니다.

강조 표시된 분할 평면.

영역이 강조 표시되면 해당 영역을 더블 클릭하여 분할 평면 대화상자를 열고 넷 할당을 확인하거나 설정하세요. 대화상자에서 드롭다운 목록에서 분할 평면의 넷 이름을 선택하세요. 이 목록에는 디자인에 현재 로드된 모든 넷이 포함됩니다.

분할 평면 연결 업데이트하기

디자인 공간에서 객체를 이동하거나 배치한 후에는 분할 평면의 모양이 변경될 수 있으며, 이는 디스플레이에서 자동으로 업데이트되지 않습니다. 도구 » 분할 평면 » 현재 레이어의 분할 평면 다시 만들기 또는 모든 레이어의 분할 평면 다시 만들기를 선택하여 평면을 다시 계산하고 그리세요.

평면 레이어에 트랙 배치하기

평면 레이어는 부정적으로 구성되므로, 전원 평면 레이어에 배치된 트랙은 구리에서 공극을 생성하며, 따라서 연결이 이루어지지 않습니다. 이 때문에, 평면 레이어에서 넷을 라우팅하기 위해 단일 트랙을 사용할 수 없습니다. 전원 평면 레이어에서 넷을 라우팅하려면 사용하려는 트랙의 크기와 같은 매우 얇은 구리 섬을 생성해야 합니다. (배치 » 선) 주변 영역에 선의 경계를 생성함으로써, 그 후에 필요한 넷에 할당될 수 있는 분할 평면을 생성합니다.

대안적으로, 평면과 동일한 레이어에 여러 연결을 라우팅해야 하는 경우, 연결을 라우팅하기 위해 신호 레이어를 사용하고 다음에 구리 붓기(다각형 평면)를 사용하여 전원 평면을 생성하는 것이 더 효율적일 수 있습니다.

분할 평면 검토 및 편집하기

PCB 패널의 분할 평면 편집기 모드를 사용하면 현재 PCB 설계의 분할 평면을 쉽게 보고 관리할 수 있습니다. 패널의 이 모드는 세 영역으로 나뉩니다:

• 레이어 - 이 영역은 현재 설계에서 정의된 모든 내부 평면 레이어와 각 레이어당 존재하는 분할 평면의 수를 표시합니다.
• 분할 평면 - 이 영역은 레이어 영역에서 선택된 항목에 포함된 분할 평면으로 채워집니다.
• 분할 평면의 패드/비아 - 이 영역은 패널의 분할 평면 영역에서 선택된 항목의 패드와 비아로 채워집니다.

레이어 영역

패널의 레이어 영역은 설계에 현재 정의된 모든 내부 평면 레이어를 표시합니다. 이 영역 내에서, 분할 수 열은 해당 평면 레이어에 존재하는 분할 평면의 수를 나타냅니다. 분할 수가 '1'이면 그 레이어가 분할되지 않았으며, 레이어 자체가 단일 분할로 간주됩니다.

분할 평면 영역

레이어 영역에서 항목을 선택한 후, 해당 평면 레이어의 모든 분할 평면과 그에 할당된 넷이 분할 평면 패널의 영역으로 로드됩니다.

각 항목에 대해, 노드 수가 표시됩니다. 이 값은 해당 분할 평면 영역에 연결된 패드와 비아의 총 수를 반영합니다.

분할 평면이 있는 넷을 더블 클릭하거나(또는 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하고 컨텍스트 메뉴에서 속성을 선택)하여 분할 평면 대화 상자를 열어 분할 평면이 할당된 넷을 변경할 수 있습니다.

분할 평면 영역의 패드/비아

패널의 분할 평면 영역에서 패드 또는 비아를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 다음, 컨텍스트 메뉴에서 속성을 선택하면 해당 기본 요소에 대한 속성 패널이 열립니다.

분할 평면 삭제

분할은 평면의 영역이 격리될 때 형성되므로, 분할 경계를 형성하는 객체를 제거하면 해당 분할이 제거됩니다. 따라서 분할 평면을 삭제하려면, 분할 평면의 윤곽을 생성하는 선이나 기타 기본 요소를 삭제하세요. 내부 평면을 레이어 스택에서 제거하지 않으면 풀백 트랙은 삭제할 수 없습니다.

분할 평면의 설계 규칙 검사

다음 규칙에 대해 배치 설계 규칙 검사(DRC) 중에 분할 평면을 검사하고 보고할 수 있습니다:

• 끊어진 평면
• 죽은 구리 영역
• 영양실조 열 연결.

이 옵션들은 DRC 보고서 옵션에서 설계 규칙 검사기 대화 상자에 액세스하여 도구 » 설계 규칙 검사를 선택함으로써 사용할 수 있습니다. 원하는 옵션을 활성화하여 배치 DRC 중에 검사하고 보고하도록 합니다.

보고서가 생성되면, 이러한 규칙의 어떤 위반도 보고서에 표시됩니다. 보고서에서 클릭하여 PCB 편집기에서 관련 오류를 표시합니다.

끊어진 평면

끊어진 평면은 평면의 영역이 넷과 연결되어 있지만 나머지 평면으로부터 전기적으로 분리될 때 발생합니다. 이러한 상황은 분할 평면을 가로지르지만 연결되지 않은 커넥터가 배치될 때 발생할 수 있습니다. 핀 주변의 공극이 합쳐져 평면 구리를 완전히 절단하여 두 부분으로 나눕니다.

DRC 오류를 보여주는 끊어진 평면(밝은 녹색).

죽은 구리

죽은 구리는 넷과 연결되지 않고 원래 평면으로부터 전기적으로 분리된 구리 섹션을 말합니다. 이러한 상황은 평면에 연결되지 않은 커넥터(핀이 밀집된)에서 핀 주변의 공극이 합쳐져 평면 구리의 영역을 나머지 평면으로부터 격리시킬 때 발생할 수 있습니다.

DRC 오류를 보여주는 죽은 구리 영역(밝은 녹색).

영양실조 열 연결

열 연결은 평면 구리로의 열 전도성을 줄이기 위해 주변에 열 완화 '컷아웃'이 있는 평면과의 연결입니다. 열 연결은 공극 영역에 의해 평면과 연결하는 구리 스포크의 표면적이 감소될 때 '영양실조'가 될 수 있습니다. 이 규칙은 열(스포크뿐만 아니라)의 표면적을 열로 침범하는 어떤 공극 영역과도 비교하여 검사합니다.

DRC 오류를 보여주는 영양실조 열 연결(밝은 녹색).

분할 평면에 대한 참고 사항

• 분할 평면 DRC 검사는 배치 모드에서만 가능합니다.
• 오류 마커를 제거하거나 도구 » 오류 마커 재설정을 메인 메뉴에서 선택해야 합니다.
• 편집 후 내부 평면을 다시 계산하고 그리려면 도구 » 분할 평면 » 현재 레이어의 분할 평면 다시 빌드/모든 레이어의 분할 평면 다시 빌드를 메인 메뉴에서 선택하세요.
• 끊어진 평면과 죽은 구리 검사는 미연결 넷 규칙(전기 카테고리)이 배치 활성화되어 있어야 합니다.