Wewnętrzne zasilanie i dzielone płaszczyzny
Altium Essentials: PCB Routing
This content is part of the official Altium Professional Training Program. For full courses, materials and certification, visit Altium Training.
Płaszczyzny zasilające
Płaszczyzny zasilające to specjalne wewnętrzne warstwy wykonane z litej miedzi, które zazwyczaj służą do zapewnienia stabilnego elektrycznie uziemienia lub punktu odniesienia zasilania na całej płytce drukowanej.
Edytor płytek PCB obsługuje do 16 wewnętrznych płaszczyzn zasilających. Do każdej z tych warstw można przypisać sieć lub współdzielić płaszczyznę zasilającą między wieloma sieciami, dzieląc ją na dwa lub więcej izolowanych obszarów. Połączenia padów i przelotek z płaszczyznami zasilającymi są kontrolowane przez
Tworzenie płaszczyzn wewnętrznych
Wewnętrzne płaszczyzny zasilające dodaje się do projektu płytki PCB za pomocą
Wyświetlanie płaszczyzn
Aby wyświetlić warstwę płaszczyzny w przestrzeni projektowej, należy najpierw włączyć wyświetlanie tej warstwy w
Przypisywanie sieci do warstwy płaszczyzny
Sieć przypisuje się do płaszczyzny w edytorze PCB. Aby przypisać sieć do warstwy płaszczyzny:
- Ustaw warstwę płaszczyzny jako warstwę aktywną w przestrzeni projektowej (kliknij kartę warstwy u dołu edytora, aby ustawić tę warstwę jako aktywną).
- Kliknij dwukrotnie w dowolnym miejscu wewnątrz obrysu płytki.
-
Otworzy się
Split Plane Otworzy się okno dialogowe, w którym należy wybrać żądaną sieć zConnect to Net liście. Należy pamiętać, że okno dialogowe nie otworzy się, jeśli warstwa aktywna nie jest warstwą płaszczyzny.
Po wybraniu warstwy płaszczyzny zasilającej kliknij dwukrotnie w dowolnym miejscu tej warstwy, aby przypisać sieć.
W trybie widoku 3D (skrót

Widok 3D połączenia odciążającego termicznie na płaszczyźnie podzielonej.
Warstwy płaszczyzn można również dzielić lub rozdzielać na oddzielne obszary, a każdy obszar jest przypisany do innej sieci. Dowiedz się więcej o definiowaniu płaszczyzn dzielonych.
Cofnięcie warstwy płaszczyzny
Po dodaniu płaszczyzny zasilającej wokół kształtu płytki automatycznie tworzony jest zestaw ścieżek cofających, które odsuwają płaszczyznę od krawędzi płytki. Ścieżek cofających nie można edytować na ekranie, ponieważ ich szerokość jest definiowana jako właściwość „Odległość cofnięcia” w menedżerze stosu warstw (pokaż obrazek). Po zmianie wartości cofnięcia dla płaszczyzny wewnętrznej ścieżki te są automatycznie generowane ponownie.
Tworzenie sekcji wyciętych
Aby „wyciąć” sekcje płaszczyzny, tj. utworzyć obszary wolne od miedzi, można umieścić linie, łuki lub wypełnienia za pomocą poleceń
Łączenie padów i przelotek z warstwą płaszczyzny
Połączenia z padami i przelotkami są wyświetlane na płaszczyźnie zasilającej zgodnie z
Odciążenie termiczne i połączenia bezpośrednie
Pady i przelotki otworów przelotowych można połączyć z płaszczyzną zasilania za pomocą połączenia bezpośredniego lub połączenia zapewniającego izolację termiczną. Połączenia zapewniające izolację termiczną służą do termicznej izolacji podłączonego pinu od pełnej miedzianej płaszczyzny podczas lutowania płytki. Reguły projektowe w edytorze PCB pozwalają zdefiniować kształt izolacji termicznej dla każdego lub wszystkich pól lutowniczych połączonych z płaszczyzną zasilania.
Ta
-
Relief Connect -
Direct Connect -
No Connect
Dostępna jest również specjalna obsługa łączenia pinów zasilających elementów SMD z warstwami płaszczyzny zasilania. Pady SMD w sieci połączonej z płaszczyzną zasilania są automatycznie oznaczane jako połączone z odpowiednią płaszczyzną. Automatyczny router uzupełnia fizyczne połączenie dla tych pól, umieszczając rozgałęźnik, który jest krótką ścieżką i przelotką stanowiącą połączenie odciążające lub bezpośrednie z warstwą płaszczyzny zasilania.

Połączenie z odciążeniem termicznym z padem na warstwie zasilającej. Kolorowe obszary wskazują miejsca bez miedzi.
Gdy sieć zostanie przypisana do płaszczyzny zasilania, przy każdym padzie w sieci na odpowiedniej warstwie płaszczyzny zasilania pojawi się mały krzyżyk. Krzyżyk ten jest wyświetlany jako „
Pady, które nie są połączone z płaszczyzną zasilania
Pady niepołączone z płaszczyzną są od niej odizolowane obszarem bez miedzi. Ten obszar bez miedzi jest określony w
Łączenie przelotek z płaszczyznami zasilania
Podobnie jak pady, przelotki automatycznie łączą się z wewnętrzną warstwą płaszczyzny zasilania o tej samej nazwie sieci. Przelotka zostanie połączona zgodnie z obowiązującą
Uwagi dotyczące produkcji
Należy skonsultować się z producentem w celu ustalenia odpowiednich parametrów wymiarowych dla wszelkich połączeń zapewniających odprowadzenie ciepła. Należy również sprawdzić, czy pady lub przelotki, które nie są połączone, nie otaczają całkowicie połączonego padu, ponieważ może to przypadkowo spowodować izolację i odłączenie połączonego padu. Należy upewnić się, że nie usuwa się zbyt dużej ilości miedzi oraz że zachowana jest równowaga między maksymalną ilością miedzi a opłacalnością produkcji.
Odłączanie pól stykowych i przelotek od płaszczyzny
Można użyć zapytań w
Określanie konkretnych padów i przelotek, które nie łączą się z płaszczyzną zasilania
Aby odłączyć na przykład tylko pady o określonej nazwie oznaczenia zaczynającej się od U7, można użyć (ObjectKind = 'Pad'Name Like 'U7-*'ObjectKind = 'Pad'HoleSize = 25
W przypadku pracy z przelotkami, których nie chcesz łączyć, możesz zmodyfikować je tak, aby zawierały specjalną właściwość umożliwiającą ich jednoznaczną identyfikację, np. inną średnicę przelotki, a następnie zdefiniować nową ObjectKind = 'Via'ViaDiameter = '24'InNet('VCC')IsVia
Alternatywnie, jeśli nie można wybrać przelotek przy użyciu powyższych metod, można je przekształcić w swobodne pady, a następnie użyć nazw padów do określenia zakresu. W tym celu należy zaznaczyć przelotki, których nie chcesz łączyć, przekształcić je w swobodne pady (NoPlaneConnectObjectKind = 'Pad'Name = 'Free‑NoPlaneConnect'NoPlaneConnect
Usuwanie płaszczyzny wewnętrznej
Aby usunąć płaszczyznę wewnętrzną, kliknij prawym przyciskiem myszy warstwę w
Płaszczyzny dzielące
Podzielona płaszczyzna to zamknięty obszar na płaszczyźnie wewnętrznej, który dzieli ją na oddzielne, izolowane elektrycznie obszary. Każdy obszar definiuje się poprzez umieszczenie linii granicznych tak, aby obejmowały wszystkie piny w tej sieci. Następnie każdy obszar jest przypisywany do innej sieci, co tworzy dwie lub więcej podzielonych płaszczyzn na jednej warstwie wewnętrznej płaszczyzny zasilającej.
Płaszczyzny zasilające można podzielić na dowolną liczbę oddzielnych obszarów. Proces ten przypomina cięcie lub dzielenie płaszczyzny na sekcje, przy czym szerokość umieszczonej linii określa odległość separacyjną. Płaszczyzny zasilające są konstruowane w trybie ujemnym, więc te specjalne linie graniczne stają się paskiem pozbawionym miedzi, tworząc w ten sposób separację między tą siecią a sąsiednimi sieciami na płaszczyźnie.

Podzielone płaszczyzny na płaszczyźnie wewnętrznej
Zazwyczaj sieć o największej liczbie padów jest najpierw przypisywana do płaszczyzny wewnętrznej, a następnie definiowane są (oddzielane) obszary dla pozostałych sieci, które mają być połączone za pośrednictwem tej płaszczyzny. Wszelkie pady, których nie można objąć w obszarze podzielonej płaszczyzny, nadal wyświetlają linię połączenia, co oznacza, że muszą być połączone na warstwie sygnałowej.
Analiza obszarów podzielonych płaszczyzn
Można również wybrać płaszczyzny wewnętrzne i ich zawartość do wyświetlenia, korzystając z
Skonfiguruj opcje podświetlania, a następnie kliknij raz, aby podświetlić obszar z podziałem oraz połączone pady i przelotki.
Konfigurując opcje podświetlania w górnej części panelu (Wybierz, Powiększ itp.), można – po ustawieniu warstwy aktywnej na interesującą nas warstwę płaszczyzny – jednym kliknięciem
Korzystanie z wielu płaszczyzn podzielonych w projekcie
Obsługiwane są podziały w ramach podziałów (podziały zagnieżdżone lub wyspy), więc nie ma potrzeby otaczania wewnętrznego podziału zewnętrznym podziałem. Jeśli chcesz dalej podzielić płaszczyznę z podziałem, możesz nadal dodawać obiekty na warstwie płaszczyzny zasilającej wewnątrz istniejącej płaszczyzny z podziałem, aby utworzyć inne regiony izolowane elektrycznie.
Wskazówki dotyczące wyświetlania podczas definiowania płaszczyzny podziału
Podczas definiowania obszaru podziału w płaszczyźnie zasilającej czasami trudno jest dostrzec wszystkie pady, które ten obszar musi obejmować. Aby pady sieci, którą chcesz podłączyć do płaszczyzny podziału, były lepiej widoczne, przed rozpoczęciem pracy zaleca się zastosowanie następujących technik.
-
Przelicz i narysuj ponownie płaszczyzny wewnętrzne, wybierając
Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer /Rebuild Split Planes on All Layers z menu głównego. -
Użyj trybu 3D (skrót
3 ), aby wyświetlić fizyczną reprezentację płaszczyzn, w tym obszary puste i połączenia termiczne. Aby ułatwić poruszanie się po płytce w 3D, skaluj grubość płytki, zwiększając odległość pionową między warstwami.Board thickness (Scale) element sterujący znajduje się w3D Settings obszarze naView Options zakładkiView Configuration panelu.
-
Wyświetlaj tylko minimalną liczbę warstw (np. warstwę „Keep Out”, warstwę „Multi-layer”, wszelkie niezbędne warstwy mechaniczne) oraz używaną warstwę zasilającą. Wyłącz pozostałe warstwy w
View Configuration panelu. -
Ukryj wszystkie linie połączeń (
View » Connections » Hide All ). Czasami przydatne może być wyświetlenie pojedynczej sieci, dla której chcesz utworzyć płaszczyznę podziału (View » Connections » Show Net ). -
Ustaw atrybut koloru każdej sieci na płaszczyźnie podziału na inny kolor, wybierając
Nets wPCB , a następnie kliknij dwukrotnie nazwę sieci, aby otworzyć okno dialogowe „Edytuj sieć”. -
Aby wyświetlić wszystkie pola związane z daną siecią, kliknij tę sieć na płaszczyźnie wewnętrznej w
PCB , aby ukryć wszystkie pozostałe pady. -
Przypisz sieć o największej liczbie padów do wewnętrznej płaszczyzny zasilania, a następnie użyj zapytań takich jak
lubInNet('A') wInNet('B')PCB List , aby wyświetlić sieci, np. niektóre z odciążeniem termicznym, a inne bez, w celu rozróżnienia padów, które mają zostać uwzględnione w nowej płaszczyźnie podziału. -
Aby wyświetlić tylko obiekty i elementy podstawowe na płaszczyznach wewnętrznych, należy użyć zapytania
OnPlane wPCB Filter panelu.
Definiowanie płaszczyzny podziału
W programie Altium Designer można umieścić dowolną konfigurację linii, łuków, ścieżek i wypełnień na wewnętrznej płaszczyźnie zasilającej, aby zdefiniować płaszczyznę podziału. Gdy tylko elementy te odizolują część płaszczyzny od reszty, tworzona jest nowa płaszczyzna podziału. Następnie z nową płaszczyzną podziału kojarzona jest sieć. Najprostszym sposobem zdefiniowania płaszczyzn podziału jest użycie
Tworzenie płaszczyzny podziału za pomocą
Powoduje to utworzenie linii w projekcie, która pomija obszar pokryty miedzią, co z kolei powoduje podział płaszczyzn. Szerokość linii stanowi szerokość separacji. Po kliknięciu prawym przyciskiem myszy w celu wyjścia z trybu umieszczania linii płaszczyzna jest analizowana i tworzony jest niezależny region podziału. Aby zmienić szerokość separacji między płaszczyzną podziału a wewnętrzną płaszczyzną zasilającą podczas umieszczania linii, należy nacisnąć klawisz
Aby podzielić płaszczyznę zasilającą na dwie płaszczyzny podziału, można narysować linię prostą w poprzek płytki, od ścieżki pullback do ścieżki pullback. O ile linie łączą się ze ścieżkami pullback, utworzą one izolowany obszar, a tym samym obiekt typu wielokąta, który identyfikuje płaszczyznę podziału. Upewnij się, że linie się łączą; po połączeniu linii kursor zmienia się w duże koło w kształcie krzyża.
Można utworzyć zamknięty kształt z linii, łuków i wypełnień, aby zdefiniować płaszczyznę podziału o nietypowym kształcie. Można również wykorzystać istniejące linie, łuki, wypełnienia lub ścieżki na warstwie wewnętrznej do utworzenia części granicy. O ile elementy te łączą się, tworząc zamknięty obszar, powstaje płaszczyzna podziału.
Korzystanie z łuków, wypełnień i ścieżek
Zaleca się, aby w przypadku używania łuków do podziału płaszczyzny umieścić krótki segment ścieżki pomiędzy segmentami łuku. Należy pamiętać, że użycie wypełnienia (
Jeśli umieszczasz tory zamiast linii za pomocą polecenia
Przypisywanie sieci do płaszczyzny podziału
Aby sprawdzić, czy każdy region podziału jest poprawnie zdefiniowany, kliknij raz na podział; jeśli jest to region zamknięty, podświetli się tylko ten obszar.

Podświetlona płaszczyzna podziału.
Jeśli obszar zostanie podświetlony, kliknij go dwukrotnie, aby otworzyć okno dialogowe
Aktualizacja połączeń płaszczyzny podziału
Po przesunięciu lub umieszczeniu obiektów w przestrzeni projektowej kształt płaszczyzny podziału może ulec zmianie, co nie jest automatycznie odzwierciedlane na ekranie. Wybierz
Umieszczanie ścieżek na warstwie płaszczyzny
Ponieważ warstwy płaszczyzn są tworzone w trybie ujemnym, ścieżka umieszczona na warstwie płaszczyzny zasilającej tworzy pustkę w miedzi, a zatem nie dochodzi do połączenia. Z tego powodu nie można użyć pojedynczej ścieżki na warstwie płaszczyzny do poprowadzenia sieci. Jeśli chcesz poprowadzić sieć na warstwie płaszczyzny zasilającej, musisz utworzyć bardzo cienką wyspę miedzi o rozmiarze odpowiadającym ścieżce, której chcesz użyć. Tworząc obrys linii wokół obszaru, który będzie pełnił rolę ścieżki (
Alternatywnie, jeśli na tej samej warstwie co płaszczyzna zasilająca ma zostać poprowadzona większa liczba połączeń, prawdopodobnie bardziej efektywne będzie użycie warstwy sygnałowej do poprowadzenia tych połączeń, a następnie wykorzystanie płaszczyzny wielokątnej (wypełnienie miedzią) do utworzenia płaszczyzny zasilającej.
Sprawdzanie i edycja płaszczyzn podziałowych
Tryb
-
Layers - w tym obszarze wyświetlane są wszystkie wewnętrzne warstwy płaszczyzn obecnie zdefiniowane w projekcie oraz liczba podzielonych płaszczyzn na każdej warstwie. -
Split Planes - w tym obszarze wyświetlane są płaszczyzny podzielone zawarte w wybranej pozycji zLayers obszaru. -
Pads/Vias On Split Plane - ten obszar zawiera pola i przelotki z wybranego wpisu wSplit Planes regionu panelu.
Region warstw
W
Obszar płaszczyzn podziału
Po zaznaczeniu pozycji w
Dla każdej pozycji
Kliknij dwukrotnie (lub kliknij prawym przyciskiem myszy i wybierz
Pady/przelotki w obszarze z rozdzieloną płaszczyzną
Kliknięcie prawym przyciskiem myszy na polu przyłączeniowym lub przelotce w
Usuwanie płaszczyzny z podziałem
Ponieważ podział powstaje w wyniku wyodrębnienia obszaru na płaszczyźnie, usunięcie dowolnego obiektu tworzącego granicę podziału spowoduje usunięcie tego podziału. Dlatego aby usunąć płaszczyzny podziału, należy usunąć elementy ograniczające, np. linie lub inne elementy tworzące kontur płaszczyzny podziału. Należy pamiętać, że ścieżki cofnięcia można usunąć jedynie poprzez usunięcie płaszczyzny wewnętrznej ze stosu warstw.
Sprawdzanie płaszczyzn podziału pod kątem reguł projektowych
Podczas zbiorczej kontroli zgodności z regułami projektowymi (DRC) można sprawdzić i zgłosić płaszczyzny podziału pod kątem następujących reguł:
- Przerwane płaszczyzny
- Martwe obszary miedziane
- Niewystarczające połączenia termiczne.
Opcje te są dostępne w
Po utworzeniu raportu wszelkie naruszenia tych reguł zostaną w nim wyświetlone. Kliknij w raporcie, aby wyświetlić powiązany błąd w edytorze PCB.
Przerwane płaszczyzny
Przerwane płaszczyzny występują, gdy obszar płaszczyzny połączony z siecią zostaje elektrycznie odłączony od reszty płaszczyzny. Przykładem takiej sytuacji może być złącze umieszczone w poprzek podzielonej płaszczyzny, ale niepołączone z nią. Puste przestrzenie wokół pinów łączą się, całkowicie przecinając miedź płaszczyzny, skutecznie dzieląc ją na dwie części.

Przerwana płaszczyzna z błędem DRC (jasnozielona).
Martwa miedź
Nieaktywna miedź odnosi się do odcinków miedzi, które nie mają połączenia z siecią i które również zostają elektrycznie odłączone od pierwotnej płaszczyzny. Przykładem sytuacji, w której może to wystąpić, jest złącze (niepołączone z płaszczyzną) z gęsto rozmieszczonymi pinami, w którym puste przestrzenie wokół pinów łączą się, izolując obszary miedzi płaszczyzny od reszty płaszczyzny.

Obszar martwej miedzi z błędem DRC (jasnozielony).
Niedostateczne połączenia termiczne
Połączenia termiczne to połączenia z płaszczyzną, wokół których znajdują się „wycięcia” zapewniające odciążenie termiczne w celu zmniejszenia przewodności cieplnej do miedzi płaszczyzny. Połączenia termiczne mogą stać się „niedostateczne”, gdy powierzchnia miedzianych ramion łączących je z płaszczyzną zostanie zmniejszona przez obszary pustych przestrzeni. Reguła ta sprawdza również powierzchnię połączenia termicznego (nie tylko ramion) pod kątem wszelkich obszarów pustych przestrzeni, które wkraczają na obszar połączenia termicznego.

Połączenie termiczne z niedostatecznym kontaktem z płaszczyzną, wskazujące błąd DRC (jasnozielony).
Uwagi dotyczące podzielonych płaszczyzn
- Sprawdzanie DRC dla płaszczyzn dzielonych odbywa się wyłącznie w trybie wsadowym.
-
Aby usunąć znaczniki błędów, należy ponownie uruchomić DRC w trybie wsadowym lub wybrać
Tools » Reset Error Markers z menu głównego. -
Aby ponownie obliczyć i narysować płaszczyzny wewnętrzne po edycji, należy wybrać opcję
Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer/ Rebuild Split Planes on All Layers z menu głównego. -
Sprawdzanie przerwanych płaszczyzn i martwej miedzi wymaga
Un-Routed Net zasadę (Electrical kategoria)Batch włączona.