內(nèi)電層與內(nèi)電層分割

1、在系統(tǒng)提供的眾多工作層中，有兩層電性圖層，即信號(hào)層與內(nèi)電層，這兩種圖層有著完全不同的性質(zhì)和使用方法。信號(hào)層被稱為正片層，一般用于純線路設(shè)計(jì)，包括外層線路和內(nèi)層線路，而內(nèi)電層被稱為負(fù)片層，即不布線、不放置任何元件的區(qū)域完全被銅膜覆蓋，而布線或放置元件的地方則是排開(kāi)了銅膜的。在多層板的設(shè)計(jì)中，由于地層和電源層一般都是要用整片的銅皮來(lái)做線路（或作為幾個(gè)較大塊的分割區(qū)域），如果要用MidLayer（中間層）即正片層來(lái)做的話，必須采用敷銅的方法才能實(shí)現(xiàn)，這樣將會(huì)使整個(gè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)量非常大，不利于數(shù)據(jù)的交流傳遞，同時(shí)也會(huì)影響設(shè)計(jì)刷新的速度，而使用內(nèi)電層來(lái)做，則只需在相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)則中設(shè)定與外層的連接方式即可，非

2、常有利于設(shè)計(jì)的效率和數(shù)據(jù)的傳遞。Altium Designer 7.0系統(tǒng)支持多達(dá) 16層的內(nèi)電層，并提供了對(duì)內(nèi)電層連接的全面控制及 DRC校驗(yàn)。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以指定多個(gè)內(nèi)電層，而一個(gè)內(nèi)電層也可以分割成多個(gè)區(qū)域，以便設(shè)置多個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)。PCB設(shè)計(jì)中，內(nèi)點(diǎn)層的添加及編輯同樣是通過(guò)【圖層堆棧管理器】來(lái)完成的。下面以一個(gè)實(shí)際的設(shè)計(jì)案例來(lái)介紹內(nèi)電層的操作。請(qǐng)讀者先自己建立一個(gè)PCB設(shè)計(jì)文件或者打開(kāi)一個(gè)現(xiàn)成的 PCB設(shè)計(jì)文件。在 PCB編輯器中，執(zhí)行【Design】|【Layer Stack Manager】命令，打開(kāi)【Layer Stack Manager】。單擊選取信號(hào)層，新加的內(nèi)電層將位于其下方。在這

3、里選取的信號(hào)層，之后單擊【Add Layer】按鈕，一個(gè)新的內(nèi)電層即被加入到選定的信號(hào)層的下方。雙擊新建的內(nèi)電層，即進(jìn)入【EditLayer】對(duì)話框中，可對(duì)其屬性加以設(shè)置，如圖 7-13所示。在對(duì)話框內(nèi)可以設(shè)置內(nèi)電層的名稱、銅皮厚度、連接到的網(wǎng)絡(luò)及障礙物寬度等。這里的障礙物即“Pullback”，是在內(nèi)電層邊緣設(shè)置的一個(gè)閉合的去銅邊界，以保證內(nèi)電層邊界距離 PCB邊界有一個(gè)安全間距，根據(jù)設(shè)置，內(nèi)電層邊界將自動(dòng)從板體邊界回退。圖 7-13編輯內(nèi)電層執(zhí)行【Design】|【Board Layers & Colors】命令，在打開(kāi)的標(biāo)簽頁(yè)【Board Layers & Colors】，所中所添加的內(nèi)

4、電層的“Ground”后面的“Show”復(fù)選框，如圖 7-14所示，使其可以在 PCB工作窗口中顯示出來(lái)。圖 7-14選中內(nèi)電層“Show”的復(fù)選框打開(kāi)圖 7-14的【View Options】標(biāo)簽頁(yè)里面，在【Single Layer Mode】區(qū)域的下拉菜單中選擇【Hide Other Layers】，即單層顯示，如圖 7-15所示。圖 7-15設(shè)置單層顯示模式回到編輯窗口中，單擊板層標(biāo)簽中的“Ground”，所添加的內(nèi)電層即顯示出來(lái)，在其邊界圍繞了一圈 Pullback線，如圖 7-16所示。圖 7-16顯示內(nèi)電層打開(kāi)【PCB】面板，在類型選擇欄中選擇“Split Plane Editor

5、”，即進(jìn)入分割內(nèi)電層編輯器中，可詳細(xì)查看或編輯內(nèi)電層及層上的圖件，如圖7-17所示。圖 7-17 SplitPlane Editor在“Split PlaneEditor”中，有 3欄列表，其中上方的列表中列出了當(dāng)前 PCB文件中所有的內(nèi)電層；中間的列表列出了上方列表中選定的內(nèi)電層上包含的所有分割內(nèi)電層及其連接的網(wǎng)絡(luò)名、節(jié)點(diǎn)數(shù)；最后一欄列表則列出了連接到指定網(wǎng)絡(luò)的分割內(nèi)電層上所包含的過(guò)孔和焊盤(pán)的詳細(xì)信息，單擊選取其中的某項(xiàng)，即可在編輯窗口內(nèi)高亮顯示出來(lái)。要?jiǎng)h除某一個(gè)不需要的內(nèi)電層，首先應(yīng)該將該層上的全部圖件選中（使用快捷鍵 S+Y）后刪除，之后在【LayerStack Manager】中將內(nèi)電

6、層的網(wǎng)絡(luò)改名為“NoNet”，即斷開(kāi)與相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的連接，按Delete鍵即可刪除。焊盤(pán)和過(guò)孔與內(nèi)電層的連接方式可以在【Plane】（內(nèi)電層）中設(shè)置。打開(kāi)【PCBRules and ConstraintsEditor】對(duì)話框，在左邊窗口中，單擊【Plane】前面的 “+”符號(hào)，可以看到有三項(xiàng)子規(guī)則，如圖 7-18所示。圖 7-18內(nèi)層規(guī)則其中，【PowerPlane Connect Style】子規(guī)則與【Power Plane Clearance】子規(guī)則用于設(shè)置焊盤(pán)和過(guò)孔與內(nèi)電層的連接方式，而【Polygon Connect Style】子規(guī)則用于設(shè)置敷銅與焊盤(pán)的連接方式?！綪ower Plane

7、 ConnectStyle】子規(guī)則【Power PlaneConnect Style】規(guī)則主要用于設(shè)置屬于內(nèi)電層網(wǎng)絡(luò)的過(guò)孔或焊盤(pán)與內(nèi)電層的連接方式，設(shè)置窗口如圖7-19所示。圖 7-19【Power Plane Connect Style】規(guī)則設(shè)置【Constrain】區(qū)域內(nèi)提供了三種連接方式?！綬elief Connect】：輻射連接。即過(guò)孔或焊盤(pán)與內(nèi)電層通過(guò)幾根連接線相連接，是一種可以降低熱擴(kuò)散速度的連接方式，避免因散熱太快而導(dǎo)致焊盤(pán)和焊錫之間無(wú)法良好融合。在這種連接方式下，需要選擇連接導(dǎo)線的數(shù)目（2或者 4），并設(shè)置導(dǎo)線寬度、空隙間距和擴(kuò)展距離?！綝irect Connect】：直接連接

8、。在這種連接方式下，不需要任何設(shè)置，焊盤(pán)或者過(guò)孔與內(nèi)電層之間阻值會(huì)比較小，但焊接比較麻煩。對(duì)于一些有特殊導(dǎo)熱要求的地方，可采用該連接方式?！綨o Connect】：不進(jìn)行連接系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置為【Relief Connect】，這也是工程制版常用的方式?！綪ower Plane Clearance】子規(guī)則【Power Plane Clearance】規(guī)則主要用于設(shè)置不屬于內(nèi)電層網(wǎng)絡(luò)的過(guò)孔或焊盤(pán)與內(nèi)電層之間的間距，設(shè)置窗口如圖 7-20所示。圖 7-20【Power Plane Clearance】規(guī)則設(shè)置界面【Constraints】區(qū)域內(nèi)只需要設(shè)置適當(dāng)?shù)拈g距值即可?！綪olygon Connect

9、Style】子規(guī)則【Polygon ConnectStyle】規(guī)則的設(shè)置窗口如圖 7-21所示。圖 7-21【Polygon Connect Style】設(shè)置界面可以看到，與【Power PlaneConnect Style】規(guī)則設(shè)置窗口基本相同。只是在【Relief Connect】方式中多了一項(xiàng)角度控制，用于設(shè)置焊盤(pán)和敷銅之間連接方式的分布方式，即采用“45 Angle”時(shí)，連接線呈“”形狀；采用“90 Angle”時(shí)，連接線呈“+”形狀。內(nèi)電層分割如果在多層板的 PCB設(shè)計(jì)中，需要用到不止一種電源或者不止一組地，那么可以在電源層或接地層中使用內(nèi)電層分割來(lái)完成不同網(wǎng)絡(luò)的分配。內(nèi)電層可分割成

10、多個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，而每個(gè)區(qū)域可以指定連接到不同的網(wǎng)絡(luò)，分割內(nèi)電層，可以使用畫(huà)直線、弧線等命令來(lái)完成，只要畫(huà)出的區(qū)域構(gòu)成了一個(gè)獨(dú)立的閉合區(qū)域，內(nèi)電層就被分割開(kāi)了。下面就簡(jiǎn)單介紹一下內(nèi)電層分割操作：?jiǎn)螕舭鍖訕?biāo)簽中的內(nèi)電層標(biāo)簽“Ground”，切換為當(dāng)前的工作層并單層顯示。執(zhí)行【Place】|【Line】命令，光標(biāo)變?yōu)槭中危胖霉鈽?biāo)在一條“Pullback”線上，可打開(kāi)【Line Constrains】對(duì)話框設(shè)置線寬，如圖 7-22所示。圖 7-22放置直線單擊鼠標(biāo)右鍵退出直線放置狀態(tài)，此時(shí)內(nèi)電層被分割成了兩個(gè)，連接網(wǎng)絡(luò)都為“GND”，在【PCB】面板中可明確地看到，如圖 7-23所示。圖 7-23

11、分割為兩個(gè)內(nèi)電層雙擊其中的某一區(qū)域，會(huì)彈出【Split Plane】對(duì)話框，如圖 7-24所示，在該對(duì)話框內(nèi)可為分割后的內(nèi)電層選擇指定網(wǎng)絡(luò)。圖 7-24選擇指定網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行【Edit】|【Move】|【MoveResize Tracks】命令，可以對(duì)所分割的內(nèi)電層的形狀重新修改編輯。內(nèi)電層分割基本原則（1）在同一個(gè)內(nèi)電層中繪制不同的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域邊界時(shí)，這些區(qū)域的邊界線可以相互重合，這也是通常采用的方法。因?yàn)樵?PCB 板的制作過(guò)程中，邊界是銅膜需要被腐蝕的部分，也就是說(shuō)， 一條絕緣間隙將不同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的銅膜給分割開(kāi)來(lái)了， 這樣既能充分利用內(nèi)電層的銅膜 區(qū)域，也不會(huì)造成電氣隔離沖突。（2）在繪制邊界時(shí)，盡

12、量不要讓邊界線通過(guò)所要連接到的區(qū)域的焊盤(pán)，由于邊界是在 PCB 板的制作過(guò)程中需要被腐蝕的銅膜部分， 有可能出現(xiàn)因?yàn)橹谱鞴に嚨脑驅(qū)е潞副P(pán)與內(nèi)電層 連接出現(xiàn)問(wèn)題。所以在 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)要盡量保證邊界不通過(guò)具有相同網(wǎng)絡(luò)名稱的焊盤(pán)。（3）在繪制內(nèi)電層邊界時(shí)，如果由于客觀原因無(wú)法將同一網(wǎng)絡(luò)的所有焊盤(pán)都包含在內(nèi)，那 么也可以通過(guò)信號(hào)層走線的方式將這些焊盤(pán)連接起來(lái)。 但是在多層板的實(shí)際應(yīng)用中， 應(yīng)該盡 量避免這種情況的出現(xiàn)。 因?yàn)槿绻捎眯盘?hào)層走線的方式將這些焊盤(pán)與內(nèi)電層連接， 就相當(dāng) 于將一個(gè)較大的電阻（信號(hào)層走線電阻）和較小的電阻（內(nèi)電層銅膜電阻）串聯(lián)，而采用多 層板的重要優(yōu)勢(shì)就在于通過(guò)大面積銅膜連

13、接電源和地的方式來(lái)有效減小線路阻抗，減小 PCB 接地電阻導(dǎo)致的地電位偏移，提高抗干擾性能。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡量避免通 過(guò)導(dǎo)線連接電源網(wǎng)絡(luò)。（4）將地網(wǎng)絡(luò)和電源網(wǎng)絡(luò)分布在不同的內(nèi)電層層面中，以起到較好的電氣隔離和抗干擾的 效果。（5）對(duì)于貼片式元器件，可以在引腳處放置焊盤(pán)或過(guò)孔來(lái)連接到內(nèi)電層，也可以從引腳處 引出一段很短的導(dǎo)線（引線應(yīng)該盡量粗短，以減小線路阻抗） ，并且在導(dǎo)線的末端放置焊盤(pán) 和過(guò)孔來(lái)連接。 或者更大的濾波電容來(lái)濾除電路中的高頻干擾和紋波， 并用盡可能短的導(dǎo)線 連接到芯片的引腳上，再通過(guò)焊盤(pán)連接到內(nèi)電層。（6）關(guān)于去耦電容的放置。前面提到在芯片的附近應(yīng)該放置 0.01uF

14、的去耦電容，對(duì)于電源 類的芯片，還應(yīng)該放置 10uF（7） 如果不需要分割內(nèi)電層， 那么在內(nèi)電層的屬性對(duì)話框中直接選擇連接到網(wǎng)絡(luò)就可以了， 不再需要內(nèi)電層分割工具。作者：秋天的太陽(yáng)寫(xiě)在前面：Protel99分割內(nèi)電層，好像很簡(jiǎn)單，在DXP中搞老半天才搞出一下東西南北來(lái)，現(xiàn)在總結(jié)和匯總一下網(wǎng)絡(luò)上前人寫(xiě)的東東讓大家有一個(gè)參考，歡迎拍磚，哥為這文章整理兩天時(shí)間。一）內(nèi)電層與內(nèi)電層分割 在系統(tǒng)提供的眾多工作層中，有兩層電性圖層，即信號(hào)層與內(nèi)電層，這兩種圖層有著完全不同的性質(zhì)和使用方法。信號(hào)層被稱為正片層，一般用于純線路設(shè)計(jì)，包括外層線路和內(nèi)層線路，而內(nèi)電層被稱為負(fù)片層，即不布線、不放置任何元件的區(qū)域完

15、全被銅膜覆蓋，而布線或放置元件的地方則是排開(kāi)了銅膜的。在多層板的設(shè)計(jì)中，由于地層和電源層一般都是要用整片的銅皮來(lái)做線路（或作為幾個(gè)較大塊的分割區(qū)域），如果要用MidLayer（中間層）即正片層來(lái)做的話，必須采用敷銅的方法才能實(shí)現(xiàn)，這樣將會(huì)使整個(gè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)量非常大，不利于數(shù)據(jù)的交流傳遞，同時(shí)也會(huì)影響設(shè)計(jì)刷新的速度，而使用內(nèi)電層來(lái)做，則只需在相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)則中設(shè)定與外層的連接方式即可，非常有利于設(shè)計(jì)的效率和數(shù)據(jù)的傳遞。Altium Designer 系統(tǒng)支持多達(dá)16層的內(nèi)電層，并提供了對(duì)內(nèi)電層連接的全面控制及DRC校驗(yàn)。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以指定多個(gè)內(nèi)電層，而一個(gè)內(nèi)電層也可以分割成多個(gè)區(qū)域，以便設(shè)置多個(gè)不同的網(wǎng)

16、絡(luò)。 PCB設(shè)計(jì)中，內(nèi)點(diǎn)層的添加及編輯同樣是通過(guò)【圖層堆棧管理器】來(lái)完成的。下面以一個(gè)實(shí)際的設(shè)計(jì)案例來(lái)介紹內(nèi)電層的操作。請(qǐng)讀者先自己建立一個(gè)PCB設(shè)計(jì)文件或者打開(kāi)一個(gè)現(xiàn)成的PCB設(shè)計(jì)文件。在PCB編輯器中，執(zhí)行【Design】|【Layer Stack Manager】命令，打開(kāi)【Layer Stack Manager 】。單擊選取信號(hào)層，新加的內(nèi)電層將位于其下方。在這里選取的信號(hào)層，之后單擊【Add Layer】按鈕，一個(gè)新的內(nèi)電層即被加入到選定的信號(hào)層的下方。雙擊新建的內(nèi)電層，即進(jìn)入【Edit Layer】對(duì)話框中，可對(duì)其屬性加以設(shè)置，如【圖1】所示。在對(duì)話框內(nèi)可以設(shè)置內(nèi)電層的名稱、銅皮厚

17、度、連接到的網(wǎng)絡(luò)及障礙物寬度等。這里的障礙物即“Pullback”，是在內(nèi)電層邊緣設(shè)置的一個(gè)閉合的去銅邊界，以保證內(nèi)電層邊界距離PCB邊界有一個(gè)安全間距，根據(jù)設(shè)置，內(nèi)電層邊界將自動(dòng)從板體邊界回退。【圖1】二）編輯內(nèi)電層）執(zhí)行L【Design】|【Board Layers & Colors】命令，在打開(kāi)的標(biāo)簽頁(yè)【Board Layers & Colors】，所中所添加的內(nèi)電層的“VCC”后面的“Show”復(fù)選框，如【圖2】所示，使其可以在PCB工作窗口中顯示出來(lái)。【圖2】）打開(kāi)【圖2】的【View Options】標(biāo)簽頁(yè)里面，在【Single LayerMode】區(qū)域的下拉菜單中選擇【Hide

18、Other Layers】，即單層顯示，如【圖3】所示?！緢D3】）設(shè)置單層顯示模式回到編輯窗口中，單擊板層標(biāo)簽中的“VCC”，所添加的內(nèi)電層即顯示出來(lái)，在其邊界圍繞了一圈紅色【顏色可以改】Pullback 線（注：最外層的粗粗的分割線必須留著！要不然制板的時(shí)候內(nèi)電層銅皮就伸出板邊了。），如【圖4】所示?！緢D4】）顯示內(nèi)電層打開(kāi)【PCB】(操作：V+W+P+P) 面板，在類型選擇欄中選擇“Split Plane Editor”，即進(jìn)入分割內(nèi)電層編輯器中，可詳細(xì)查看或編輯內(nèi)電層及層上的圖件，如【圖5】所示。【圖5】）在“Split Plane Editor”中，有3欄列表，其中上方的列表中列出了當(dāng)

19、前PCB文件中所有的內(nèi)電層；中間的列表列出了上方列表中選定的內(nèi)電層上包含的所有分割內(nèi)電層及其連接的網(wǎng)絡(luò)名、節(jié)點(diǎn)數(shù)；最后一欄列表則列出了連接到指定網(wǎng)絡(luò)的分割內(nèi)電層上所包含的過(guò)孔和焊盤(pán)的詳細(xì)信息，單擊選取其中的某項(xiàng)，即可在編輯窗口內(nèi)高亮顯示出來(lái)。要?jiǎng)h除某一個(gè)不需要的內(nèi)電層，首先應(yīng)該將該層上的全部圖件選中（使用快捷鍵S+Y）后刪除，之后在【Layer Stack Manager】中將內(nèi)電層的網(wǎng)絡(luò)改名為“No Net”，即斷開(kāi)與相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的連接，按Delete鍵即可刪除。三）連接方式設(shè)置 焊盤(pán)和過(guò)孔與內(nèi)電層的連接方式可以在【Plane】（內(nèi)電層）中設(shè)置。打開(kāi)【PCB RulesandConstraint

20、sEditor】對(duì)話框，在左邊窗口中，單擊【Plane】前面的“+”符號(hào)，可以看到有三項(xiàng)子規(guī)則，如【圖6】所示?！緢D6】?jī)?nèi)層規(guī)則其中，【Power Plane Connect Style】子規(guī)則與【Power Plane Clearance】子規(guī)則用于設(shè)置焊盤(pán)和過(guò)孔與內(nèi)電層的連接方式，而【Polygon Connect Style】子規(guī)則用于設(shè)置敷銅與焊盤(pán)的連接方式?！綪ower Plane Connect Style】子規(guī)則【Power Plane Connect Style】規(guī)則主要用于設(shè)置屬于內(nèi)電層網(wǎng)絡(luò)的過(guò)孔或焊盤(pán)與內(nèi)電層的連接方式，設(shè)置窗口如【圖7】所示?！緢D6】其中，【PowerPl

21、aneConnectStyle】子規(guī)則與【PowerPlaneClearance】子規(guī)則用于設(shè)置焊盤(pán)和過(guò)孔與內(nèi)電層的連接方式，而【PolygonConnectStyle】子規(guī)則用于設(shè)置敷銅與焊盤(pán)的連接方式?！綪owerPlaneConnectStyle】子規(guī)則【PowerPlaneConnectStyle】規(guī)則主要用于設(shè)置屬于內(nèi)電層網(wǎng)絡(luò)的過(guò)孔或焊盤(pán)與內(nèi)電層的連接方式，設(shè)置窗口如【圖7】所示。【圖7】【Constrain】區(qū)域內(nèi)提供了三種連接方式。 【Relief Connect】：輻射連接。即過(guò)孔或焊盤(pán)與內(nèi)電層通過(guò)幾根連接線相連接，是一種可以降低熱擴(kuò)散速度的連接方式，避免因散熱太快而導(dǎo)致焊盤(pán)和焊錫之間無(wú)法良好融合。在這種連接方式下，需要選擇連接導(dǎo)線的數(shù)目（2或者4），并設(shè)置導(dǎo)線寬度、空隙間距和擴(kuò)展距離。 【Direct Connect】：直接連接。在這種連接方式下，不需要任何設(shè)置，焊盤(pán)或者過(guò)孔與內(nèi)電層之間阻值會(huì)比較小，但焊接比較麻煩。對(duì)于一些有特殊導(dǎo)熱要求的地方，可采用該連接方式。 【No Connect】 ：不進(jìn)行連接系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置為 【Relief Connect】：這也是工程制版常用的方式。 【 Power Plane Clearance】：子規(guī)則【Power Plane Clearance】規(guī)則主要用于設(shè)置不屬于內(nèi)電層網(wǎng)絡(luò)的過(guò)孔或焊盤(pán)與內(nèi)電層之間的間距，