PCBのポリゴンと銅領域の定義

プリント基板において一般的な要求事項は、大きな銅の領域です。これは、アナログ設計におけるグラウンド銅のハッチング領域、重い電源電流を運ぶための大きな、固体の銅領域、またはEMCシールドのための固体グラウンド領域である可能性があります。Altium Designerでは、銅の領域は、フィル、ソリッドリージョン、ポリゴンプールの3つの異なる設計オブジェクトを使用して定義できます。ポリゴンプールの利点は、適用可能な電気的クリアランスおよびポリゴン接続スタイル設計ルールに従って、別のネットに属する銅オブジェクトの周りに自動的にプールすることです。

ポリゴンプールと銅領域

フィルとソリッド領域

選択されたソリッド領域の例

フィル（Place » Fill）は、銅（シグナル）層を含む任意の層に配置できる長方形のデザインオブジェクトです。フィルは長方形に限定され、パッド、ビア、トラック、領域、他のフィルやテキストなどの他のオブジェクトを避けることはありません。フィルがシグナル層に配置される場合、ネットに接続することができます。

領域（Place » Solid Region）は、多角形の形状を定義するために使用される設計オブジェクトです。固定領域（一般に領域と呼ばれる）は、信号（銅）層を含む任意の層に配置できます。フィルと同様に、領域はパッド、ビア、トラック、フィル、他の領域やテキストなどの他のオブジェクトを避けません。領域が信号層に配置される場合、ネットに接続することができます。

領域オブジェクトには、以下のような特別なプロパティがあり、それによって使用されます：

• ポリゴンカットアウト - 周囲のポリゴンが回り込む、基本的には負（空）のオブジェクトとして機能します。
• ボード形状のカットアウト - 不規則なカットアウトやボード内の穴を定義するために、また負（空）のオブジェクトとして機能します。
• カスタムパッド形状 - 通常とは異なるパッドの銅領域を定義し、自動的に一致する形状のはんだおよびペーストマスクの収縮/拡張を定義する能力を提供します。

ポリゴン構築

    

ポリゴンが実線とハッチングで示され、異なるクリアランスと制御された接続スタイル、エアギャップが示されています

ポリゴン構築（銅構築とも呼ばれます）は、PCB上に銅の領域を作成するために使用されます。

シグナルレイヤー上に配置されたポリゴン構築 (Place » Polygon Pour) は、実体またはハッチングされた多角形（多辺）の銅領域を作成します。ポリゴンは注がれると、異なるネットに属する電気的オブジェクトの周囲にクリアランスを自動的に設け、同じネットのオブジェクトに接続し、不規則な形状の領域を埋めます。クリアランスと接続プロパティは、適用される電気的クリアランスとポリゴン接続スタイルの設計ルールによって制御されます。

ポリゴン構築の配置

メインメニューからPlace » Polygon Pourコマンドを選択して、PCBエディタの現在のレイヤーにポリゴンを配置します。コマンドを実行すると、カーソルが十字線に変わり、ポリゴン構築配置モードに入ります。Tabキーを押して配置を一時停止し、PropertiesパネルのPolygon Pourモードにアクセスできます。ここで、充填およびネット接続オプションとプアラウンドプロパティを設定できます。

PropertiesパネルのPolygon Pourモード

ポリゴンを配置するとき、ポリゴンオブジェクトのアウトラインを定義しています。アウトラインが完成すると、ポリゴンはPropertiesパネルで選択されたFill Modeおよびその他のオプションに従って自動的に塗りつぶされます。

ポリゴン塗りつぶしモード

3つのサポートされている塗りつぶしモードがあります：Solid、Hatched、またはNone。

Solid - このモードが選択されると、ポリゴンは内部的にソリッドな領域オブジェクトから構築され、完成したポリゴンの各連続する銅の領域ごとに別々の領域があります。このタイプのポリゴンは、Gerber領域定義を使用してGerberに出力されます。円形のカットアウトはGerber領域定義ではサポートされていないため、円形のカットアウトのためのアーク（穴）は実際には直線の弦のセクションによって近似されます。これらの精度は、PropertiesパネルのArc Approx設定によって定義されます。このタイプのポリゴンは一般的に注ぎやすく、PCBおよびGerberファイルのサイズが小さくなります。

Hatched - このモードが選択されると、ポリゴンはトラックとアークオブジェクトから作成されます。トラック/アークオブジェクトのTrack WidthとGrid Sizeの設定を調整することで、完成したポリゴンはハッチングされた外観またはソリッドな外観のいずれかになります。このタイプのポリゴンは一般的に注ぎ込みが遅く、PCBおよびGerberファイルサイズが大きくなります。ハッチングされたポリゴンは、しばしばアナログ設計で使用されます。ハッチングされたポリゴンのアウトラインは、ポリゴンのユーザー定義エッジがアウトライントラックとアークの中心線になるように、トラックとアークから作成されることに注意してください。

None - このモードは、基本的にHatchedモードと同じです。境界を定義するためにトラックとアークを使用しますが、塗りつぶし用のトラックとアークは追加されません。このモードは、さまざまなポリゴンの構造とデザインを分析し、重なり合うポリゴンの相互作用を理解しようとしている場合に便利です。また、デザインの変更が行われていて、ポリゴンがプロセスを妨げている場合にも役立ちます。デザイン変更中にアウトラインを使用する代替方法として、ポリゴンをShelveすることがあります。これは、PCBファイル内に保持されるものの、ビューからは削除されます。

配置プロセス

Altium DesignerのPCBエディタでは、ソリッドリージョン、ボード形状、またはポリゴンなど、任意の多面体オブジェクトを定義するプロセスは同じです。ソリッドオブジェクトは閉じたオブジェクトなので、配置プロセスをどれだけ進めていても、ソフトウェアはカーソルからオブジェクトの開始位置に戻る線を表示します。この線は、Esc（または右クリック）を押して配置モードを終了すると、ソリッドオブジェクトの最後のエッジになります。配置プロセスは、利用可能なさまざまなコーナーモードを使用して、コーナーの位置を定義するプロセスです。

コーナーモード

ポリゴン配置中に利用可能なコーナーモードは5種類あります：45º、45ºアーク、90º、90ºアーク、および任意角度、下記の通りです。

    

ポリゴン配置時に利用可能なさまざまなコーナーモード。モードを切り替えるには、Shift+Spacebar を押します。

ポリゴンを配置する際のヒント：

• Shift+Spacebar を押して、コーナーモードを切り替えます

• 各コーナーモード内でSpacebarを押して、コーナーの方向を切り替えます（任意角度モードを除く）。

• Backspace を押して、最後のコーナーを削除します。

• Esc キーまたは右クリックで配置モードを終了します。ソフトウェアがポリゴンを完成させます。

• アークコーナーモードでは、"," および "." キーを使用してアークのサイズを変更できます。Shiftを押し続けると、サイズ変更プロセスが加速します。

先読み機能の理解

PCB設計中には、将来のトラックセグメントやオブジェクトの端がどこに行く必要があるかを予測できる必要がある状況が多くあります。この要件をサポートするために、Altium DesignerにはLook-Aheadと呼ばれる機能が含まれています。Look-Aheadが有効になっていると、クリックしたときにカーソルに現在接続されているトラック/オブジェクトの端は配置されず、前のセグメントのみが配置されます。言い換えると、最後のセグメントによって、将来のセグメントがどこに配置されるかを先読みすることができます。

オブジェクト配置中に1のショートカットキーを押して、Look-Aheadをオンまたはオフに切り替えます。各モードを表示する方法がどのように変わるかに注目してください。トラック配置では、次のクリックで配置されるセグメントがハッチング表示され、Look-Aheadセグメントは空または空洞として表示されます。固体オブジェクトの配置では、次のクリックで配置されるエッジが実線の白線として表示され、Look-Aheadエッジは点線の白線として表示されます。

次の画像は、Look-Ahead機能がオンとオフの場合にトラックセグメントの表示がどのように変わるかを示しています。

  トラック配置でのLook-Ahead機能のオン（最初の画像）とオフ（2番目の画像）。次のマウスクリックでハッチングされたトラックセグメントが配置されます。 Look-Ahead機能は、ポリゴン構築の配置中にも機能します。配置中に1のショートカットキーを押して、オンとオフを切り替えます。以下の画像は、ポリゴン構築の最初のコーナー配置を示しています。

  Look-Aheadがオンです。次のマウスクリックで、実線がポリゴンのエッジになりますが、点線はなりません。実線のリターンラインに注目してください。これは、ポリゴンの配置を終了した場合にポリゴンがどのように閉じられるかを示しています。   Look-Aheadがオフです。次にクリックすると、2つの実線がポリゴンのエッジになります。実際の戻り線に注目してください。これは、ポリゴンの配置を終了するとポリゴンがどのように閉じられるかを示しています。

ポリゴンをネットに接続する

ポリゴンはネットに接続できます。プロパティパネルのConnect to Netドロップダウンで必要なネットを選択します。ポリゴン構築は、ポリゴンのアウトライン内に見つかったこのネット上の各パッドに接続します。ポリゴンがパッドにどのように接続するかは、適用されるPolygon Connect Style設計ルールによって決まります。ポリゴンと他のネットに属するオブジェクト間のクリアランスは、適用されるElectrical Clearance設計ルールによって決まります。

同じネット上のオブジェクト、例えば配線トラックなどがポリゴンによってどのように扱われるかは、Pour Overドロップダウンで選択されたオプションによって決まります：

• Pour Over All Same Net Objects - ポリゴンが同じネット上の全てのオブジェクトに自動的に接続するようにしたい場合は、このオプションを選択してください。

• Pour Over Same Net Polygons Only - ポリゴンがその境界内にある同じネットに接続されたポリゴンオブジェクトにのみ自動的に接続するようにしたい場合は、このオプション（デフォルト）を選択してください。

• Don't Pour Over Same Net Objects - ポリゴンの注ぎ込みがこの（または他の）ネット上の他の非パッドオブジェクトに接続しないように特に望む場合は、このオプションを選択してください。

デッドカッパーを削除する

ポリゴンが注がれると、他のトラック、パッドなどの存在により、ポリゴンの一部の領域（島）が接続されたネットから完全に孤立することがあります。このような孤立した銅の島を検出して削除するには、Remove Dead Copperオプションを有効にしてください。

ポリゴン接続スタイルの制御

メイン記事： ポリゴン接続スタイル設計ルール

ポリゴンが接続されているネット上のパッドにどのように接続するかは、適用されるPlane » Polygon Connect Style設計ルール（Design » Rules）によって制御されます。

ポリゴンがネット上のパッドにどのように接続するかは、Polygon Connect Styl設計ルールによって決定されます。

利用可能な接続オプションは3つあります：

• Relief Connect - スポークスタイルの接続が作成されます。Conductorsの数、これらの導体のAngle（90度または45度）、Conductor Width、およびAir Gap Width（パッドの端とパッドを囲むポリゴンの端との間のクリアランス）を定義します。

• Direct Connect - ポリゴンがパッドの上に効果的に流れ込み、ピンに対して固体の銅を作り出します。

• No Connect - ネット上のパッドはポリゴンから隔離されます。

ポリゴンのクリアランスを制御する

信号（銅）層に配置された任意のオブジェクトと同様に、ポリゴンが周囲のオブジェクトから持つクリアランスは、適用されるElectrical Clearanceの設計ルールによって制御されます。

ポリゴンと他のネット上のオブジェクトとのクリアランスは、Electrical Clearance設計ルールによって制御されます。

ポリゴンと他のネットオブジェクトとの間に大きなクリアランスを設けることは一般的な慣習です。これを実現するために、ポリゴン専用のElectrical Clearance設計ルールを定義することができます。これの例は上の画像に示されています。また、Polygon Clearanceルールは、任意の効果を持たせるためには、一般的なクリアランスルールよりも高い優先度を持つ必要があることを覚えておいてください。

ポリゴンの再構築

ポリゴンを再構築する方法はいくつかあります。

ポリゴンを再構築するには：

• ポリゴン上のどこかをダブルクリックして、プロパティパネルを開きます。必要に応じて設定を変更します。

• ポリゴン上で右クリックし、Polygon ActionsサブメニューからRepourコマンドを選択します。

• Polygon Pour Managerダイアログ（Tools » Polygon Pours » Polygon Manager）で、必要なポリゴンを選択し、Repourボタンをクリックします。

• Tools » Polygon Poursサブメニューで適切なRepourコマンドを使用します。

Confirmダイアログで変更を確認します。

ポリゴンカットアウト

Polygon Pour Cutoutは、基本的にポリゴン内に定義された空洞または穴である銅のない領域です。ポリゴン内にカットアウトを定義するには、メインメニューからPlace » Polygon Pour Cutoutを選択し、カットアウトの形状を定義するためにクリックします。カットアウトが定義されたら、ポリゴンを再構築する必要があります。そうすると、定義されたカットアウトの周りにポリゴンが構築されます。カットアウトは実際には固体の領域オブジェクトであり、選択するために一度クリックし、端または頂点をドラッグしてサイズを変更することができます。カットアウトのサイズを変更した後、ポリゴンを再プアする必要があります。

    切り抜きが配置されました（最初の画像）；ポリゴンが再び流されました（2番目の画像）。

トラックのセットからポリゴン構築を作成する

電気銅の領域を定義するだけでなく、ポリゴンやソリッド領域は、特別なシンボルや会社のロゴなど、他の多角形形状の設計オブジェクトを定義するためにも使用されます。必要な形状のアウトラインがAutoCADのような他の設計ツールで定義されている場合、DXFファイルとしてエクスポートしてからAltium Designerにインポートすることができます。そのアウトラインは、ポリゴンやソリッド領域に変換することができます。

トラックのセットをポリゴンに変換するには、トラックセグメントを選択し、メニューからTools » Convert » Create Polygon from Selected Primitivesを選択します。

注意点：

• ポリゴンは選択されたトラックがあるレイヤーではなく、現在の（またはアクティブな）レイヤーに作成されます。これは、形状をメカニカルレイヤーで定義し、その後シグナルレイヤーにポリゴンを作成できることを意味します。

• ポリゴンが作成された後も、選択されたトラックは存在し続け、選択されたままになります。

• ポリゴンが選択されたトラックと同じレイヤー上に作成される場合、適用されるElectrical Clearanceの設計ルールに従って、トラック内に流れます。

• ポリゴンはFill ModeがNoneに設定された状態で作成されます。必要なFill Modeで再度塗りつぶすには、ダブルクリックしてください。

ポリゴンの移動

選択したポリゴンをクリックしてドラッグすることで移動します。Shiftキーを押しながら複数のポリゴンを選択して移動できます。

ポリゴンの形状変更

90度のアークコーナーを持つポリゴンがリサイズされています。

既存のポリゴンは形を変えることができます。 ポリゴンの形状を変更するには：

• クリックして多角形を選択すると、その多角形の頂点が強調表示され、カーソルが十字線に変わります。

  • フルハンドルをクリックして押し続け、ドラッグすると、その角を移動できます。

  • 辺の上をクリックして押し続け、ドラッグすると、その全体の辺を移動できます。

  • 空のハンドルをクリックして押し続け、ドラッグすると、全体の側面（トラックおよびアークの場合）を移動できます。

  • 空のハンドル上でCtrl+クリックすると、その辺を二つの辺に分割できます。Ctrlは移動の開始時にのみ押し続ける必要があります。Shift+Spacebarのホットキーを使用して、モード（アーク、マイター、任意の角度）を切り替えることができます。

   

• '任意の角度'の配置モードで望ましくない頂点が作成された場合、頂点をクリックして押し続け、その辺をドラッグして、その辺の頂点を一つに減らします。頂点を削除するには、それを移動するかのように頂点をクリックして押し続け、Deleteキーを押します。

• 終了したら、右クリックしてPolygon Actions » Repour Selectedを選択し、新しい形状のポリゴンを再注ぎします。

ポリゴンの分割

Place » Slice Polygon Pour コマンドは、単一のポリゴンを二つ以上の別々のポリゴンに分割するために使用されます。このコマンドを選択すると、スライスモード（トラック配置モードに似ている）になります。スライスラインを定義する一連の頂点点にアンカーを打つためにクリックします。スライスを定義する際には、Shift+Spacebar を押してコーナーモードを切り替え、Tab を押して幅を変更し、Spacebar を押してスタートとエンドのコーナーモードを切り替え、最後に配置したコーナーを削除するために Backspace キーを使用します。スライスの終わりをポリゴンの端を超えて配置します。スライスの定義が完了したら、右クリックまたは Esc を押します。

新しく作成されるポリゴンの数を示す確認ダイアログが開きます。Yes をクリックして、ポリゴンの再構築を確認します。

ポリゴン構築の保留

設計プロセス中に変更が発生するのは普通のことです - コンポーネントが追加または変更されるかもしれませんし、配線を更新する必要があるかもしれません等です。このプロセス中に既存のポリゴンを簡単に管理するために、保留することができます。これにより、エディターから一時的に隠されますが、PCBデータベースには保持されます。

• 現在の設計で全てのポリゴン構築を保留するには、メインメニューからTools » Polygon Pours » Shelve n Polygon(s)を選択します（nは設計内で検出されたポリゴンの数です）。

• 保留された全てのポリゴン構築を復元するには、メインメニューからTools » Polygon Pours » Restore n Shelved Polygon(s)コマンドを選択します（nは現在保留されているポリゴンの数です）。

• また、右クリックPolygon Actionsサブメニューコマンドやポリゴン構築マネージャーダイアログから、ポリゴンを選択的に保留することもできます。

非銅層でのポリゴン構築の使用

ポリゴン構築は非銅層にも使用できます。非シグナル層にポリゴン構築が配置された場合、それらがネットに割り当てられていないため、既存のオブジェクトの周りにはプアされません。

Polygon Pour Managerダイアログ

メイン記事： Polygon Pour Manager

Polygon Pour Managerダイアログは、PCB設計スペースに現在存在するすべてのポリゴンの高レベルビューを提供します。このダイアログでは、各ポリゴンの名前を命名/再命名する、ポリゴンのプア順序を設定する、選択したポリゴンに対して再構築または保留アクションを実行する、選択したポリゴンに対して設計ルールを追加/適用することもできます。

Polygon Pour Manager ダイアログは、設計内の全てのポリゴンを完全に制御することができます。

Polygon Pour Manager ダイアログについての注意点：

• Polygon Pour Managerダイアログは、Tools » Polygon Pours » Polygon Managerを選択することで起動します。

• ポリゴンは配置中に自動的に名前が付けられます。デザインに合わせて名前を変更することができます。なお、Nameはポリゴンを対象とする設計ルールを指定するために使用できます。

• Pour Order領域では、Move Up、Move Down、Auto Generateボタンを使用してポリゴンの構築順序を並べ替えることができます。また、多くのポリゴン構築を必要とする設計では、マウスのドラッグアンドドロップ機能を使用して順序を変更する方がはるかに迅速です。

• ポリゴンが別のポリゴンに完全に囲まれている場合、構築順序は重要になることがあります。通常、最小のポリゴンから最大のポリゴンへと順序を設定します。

• Auto Generateボタンは、レイヤーごとに最小の面積から最大の面積へとポリゴンを順序付けます。

• Repourボタンをクリックすると、変更されたポリゴン、選択されたポリゴン、違反があるポリゴン、またはすべてのポリゴン、あるいはForce Repour All Polygonsを選択できます。更新の進行状況はステータスバーで監視できます。

ポリゴンに関するレポート

PCB内のポリゴン構築についての詳細情報は、デザインスペースでオブジェクトが選択されていないときにアクセスできるプロパティパネルのBoard Information領域を使用するか、ポリゴン構築とその子のプロパティをリストアップしてください。PCB上で検出されたポリゴンの数は、Board Information領域のPrimitives & Others領域に表示されます。この合計には、ポリゴンだけでなく、内部プレーンや分割プレーンも含まれていることに注意してください。ポリゴンのプロパティの詳細リストについては、PCBリストパネルを使用してください。

リストパネルを使用してポリゴンプロパティを表示・編集する

メイン記事: PCB Listパネル

PCB Listパネルは、ワークスペースに現在存在するすべての設計オブジェクトを表示および編集するための代替手段を提供します。PCB Listパネルを開くには、ワークスペースの右下にあるPanelsをクリックし、メニューからPCB Listを選択します。PCB Listパネルは、表形式またはスプレッドシートのような形式でデータを表示します。デフォルトでは、ワークスペース内のすべてのオブジェクトが表示されます。パネルの上部にあるコントロールを使用してリストをフィルタリングします。下の画像では、PCB ListパネルがEdit、all objects、そしてPolygonsのみに設定されていることがわかります。PCB Listパネルで、1つまたは複数のポリゴンのプロパティを編集できます。

PCB Listパネルは、ポリゴン構築のレビューと編集に使用できます。

内部電源と分割プレーンの使用

電源プレーン

電源プレーンは、通常、PCB全体に電気的に安定したグラウンドまたは電源リファレンスを提供するために使用される特別な固体銅の内部層です。

PCBエディタは、最大16の内部パワープレーンをサポートしています。これらのレイヤーのそれぞれにネットを割り当てることも、1つのパワープレーンを2つ以上の隔離されたエリアに分割して、複数のネット間で共有することもできます。パッドとビアのパワープレーンへの接続は、Plane設計ルールによって制御されます。パワープレーンはネガティブで作成されます。パワープレーンレイヤー上に配置されたオブジェクトは銅の空洞となり、残りの領域は固体の銅となります。

内部プレーンの作成

内部電源プレーンは、Layer Stack Manager（Design » Layer Stack Manager）を通じてPCB設計に追加されます。新しい内部プレーンを追加するには、内部レイヤーを作成したい既存のレイヤーをハイライトし、次にInsert layer below » Planeを選択します。新しい内部プレーンがレイヤースタックに追加されます。PropertiesパネルのLayer Stack Managerモードを使用して、選択した内部プレーンレイヤーのプロパティを定義します。

プレーンの表示

設計スペースで内部プレーン（電源タイプを含む）を表示するには、まずView ConfigurationパネルのLayer & Colorsタブでプレーンレイヤーの表示を有効にする必要があります。

必要に応じて、Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current LayerまたはRebuild Split Planes on All Layersを選択して、プレーンを再計算し、再描画します。パッドホールレイヤーやマルチレイヤーを表示すると便利かもしれません。任意のオブジェクトを強調表示するために、Shift+S ショートカットキーを使用して、さまざまなシングルレイヤーモード設定を切り替えることができます。

3D表示モード（ショートカット3）では、すべての内部プレーンオブジェクトの物理的表現を見ることができます。表示するだけでなく、3D環境を利用して基板を通過することができ、内部プレーンの検査が非常に簡単になります。内部プレーンをクリックすると、プルバックトラック内の全エリアがハイライト表示されます。Split Plane Editorモードも、PCBパネルの上部にあるドロップダウンメニューから選択して、内部プレーンとその内容を表示することができます。

分割プレーン上の熱リリーフ接続の3Dビュー。

プルバックとパワープレーン

パワープレーンが追加されると、ボードの端からプレーンを引き戻すために、プルバックトラックのセットがボード形状の周りに自動的に作成されます。プルバックトラックは、その幅がLayer Stack Managerで定義されているため、画面上で編集することはできません。内部プレーンのプルバック値が変更された場合、これらのトラックは自動的に再生成されます。

ブローアウトセクションの作成

プレーンのセクションを「ブローアウト」する、つまり銅のない領域を作成するには、Placeコマンドを使用して線、アーク、または塗りつぶしを配置し、銅のない領域を構築できます。

パッドとビアをパワープレーンに接続する

パッドとビアへの接続は、PCB Rules and Constraints Editorダイアログ（Design » Rules）で設定されたPlane設計ルールに従って、パワープレーン上に表示されます。特定の接続または非接続要件を持つパッドとビアに対して、追加のルールを作成することができます。

サーマルリリーフと直接接続

スルーホールパッドとビアは、直接接続またはサーマルリリーフ接続のいずれかでパワープレーンに接続できます。サーマルリリーフ接続は、ボードがはんだ付けされるときに、接続されたピンを固体銅プレーンから熱的に隔離するために使用されます。PCBエディタの設計ルールでは、パワープレーンに接続する各パッドまたはすべてのパッドのサーマルリリーフ形状を定義できます。

Power Plane Connect Styleの設計ルールは、コンポーネントのピンからパワープレーンへの接続スタイルを指定します。3つの接続オプションが利用可能です

• Relief Connect

• Direct Connect

• No Connect

SMDパワーピンをパワープレーンレイヤーに接続するための特別なサポートも提供されています。パワープレーンに接続されているネット上のSMDパッドは、適切なプレーンに接続されていると自動的にタグ付けされます。オートルーターは、これらのパッドの物理的な接続を完成させるために、ファンアウトを配置します。これは、プレーンレイヤーへのレリーフまたはダイレクト接続である短いトラックとビアです。

パワープレーンに接続されたパッドのサーマルリリーフ接続。色付きの領域は銅がない部分を示しています。

ネットがパワープレーンに割り当てられると、該当するパワープレーンレイヤー上の各パッドに小さな十字が表示されます。十字は、リリーフ接続の場合は「+」として、直接接続の場合は「x」として表示されます。直接接続されたパッドはピンに固体の銅があるため、パッドホールまでプレーンの色が表示されます。

パワープレーンに接続しないパッド

パッドがプレーンに接続していない場合、そのパッドは銅がない領域によってプレーンから隔離されます。この銅がない領域は、Power Plane Clearance設計ルールで、パッド穴の周りの放射状拡張として指定されます。

パワープレーンへのビアの接続

パッドと同様に、ビアは同じネット名の内部電源プレーン層に自動的に接続します。ビアは適用されるPower Plane Connect Style設計ルールに従って接続します。ビアを電源プレーンに接続したくない場合は、接続スタイルがNo Connectで、スコープクエリがIsViaのPower Plane Connect Style設計ルールを追加してください。

製造上の考慮事項

サーマルリリーフ接続に適した寸法特性については、製造業者に確認してください。また、接続されていないパッドやビアが接続されたパッドを完全に囲まないようにしてください。これは、接続されたパッドが偶然に孤立して切断される原因となる可能性があります。銅を取りすぎず、最大限の銅と手頃な製造のバランスを取るようにしてください。

プレーンからのパッドとビアの切断

Power Plane Connect Styleの設計ルールでは、クエリを使用して、どのパッドやビアがパワープレーンに接続するか、または接続しないかをさらに制限できます。パッドは、指定子の名前や物理的特性（例えば、パッドのサイズ）によって対象とすることができます。ビアには指定子がないため、ビアの直径などの物理的特性によって対象とする必要があります。

特定のパッドとビアがパワープレーンに接続しないようにする

例えば、特定の指定子名がU7で始まるパッドのみを切断する場合、(ObjectKind = 'Pad') および (Name Like 'U7-*') のクエリを使用してPower Plane Connect Styleの設計ルールの範囲を設定できます。接続スタイルはNo Connectに設定されます。別のクエリである (ObjectKind = 'Pad') および (HoleSize = 25) は、穴のサイズが25ミルのパッドのみを対象とします。

接続したくないビアを扱う場合、特別なプロパティを含むようにビアを変更して、それらを一意に識別できるようにすることができます。例えば、異なるビア直径を使用し、新しいPower Plane Connect Style設計ルールをスコープして、No Connect接続スタイルをそれらのビアにのみ一致させることができます。クエリ(ObjectKind = 'Via') そして (ViaDiameter = '24')は、例えば、直径が24milのビアを対象とするために使用できます。クエリ InNet('VCC') と IsVia は、ネットVCCに接続されているビアのみを対象とするために使用できます。

上記の方法でビアを選択できない場合は、それらをフリーパッドに変換してから、パッド名を使用して範囲を設定することもできます。これを行うには、接続したくないビアを選択し、それらをフリーパッドに変換します（Tools » Convert » Convert Selected Vias to Free Pads）し、すべてに同じ指定名を割り当てます。例：NoPlaneConnect。次に、新しいPower Plane Connect Styleの設計ルールを追加し、範囲（ObjectKind = 'Pad'）および（Name = 'Free‑NoPlaneConnect'）をルールに指定します。また、Connect StyleとしてNo Connectを選択します。NoPlaneConnectと名付けられたすべてのフリーパッドは、すべてのパワープレーン層から切断されます。

内部パワープレーンの削除

内部プレーンを削除するには、Layer Stack Managerでレイヤーを右クリックし、コンテキストメニューからDelete layerを選択します。レイヤーの削除でそのレイヤー上の全てのプリミティブが削除されることを警告する確認ダイアログが表示されます。Yesをクリックして確認します。

分割プレーン

分割プレーンは、内部プレーン上の囲まれた領域で、プレーンを電気的に隔離された複数のエリアに分割します。各領域は、そのネット上の全てのピンを囲む境界線を配置することで定義されます。次に、各エリアが異なるネットに割り当てられ、1つの内部電源プレーンレイヤー上に2つ以上の分割プレーンが作成されます。 電源プレーンは任意の数の別々の領域に分割することができます。この分割プロセスは、プレーンをセクションに切り分けるようなもので、配置する線の幅が分離距離を定義します。電源プレーンはネガティブで構築されるため、これら特別な境界線は銅のないストリップとなり、このネットとプレーン上の隣接するネット（複数可）との間の分離を作り出します。

内部プレーン上の分割プレーン

通常、最も多くのパッドを持つネットが最初に内部プレーンに割り当てられ、その後、このプレーンを介して接続したい他のネットのために領域が定義（分割）されます。分割プレーン領域に含めることができないパッドは、接続ラインが表示され続け、それらがシグナル層上で接続されなければならないことを示します。

分割電源プレーンは、デザインルールチェッカーによって完全にサポートされています。しかし、シグナルインテグリティでは、電源プレーンが連続した銅層であると仮定されているため、認識されません。CAMエディターでのネットリスト抽出は、各領域を記述するポリラインを定義できないため、Altium Designerモードの分割プレーンをサポートしていません。

設計で複数の分割プレーンを使用する

分割内の分割（ネストされた分割または島）はサポートされているため、内側の分割を囲む外側の分割を作成する必要はありません。分割プレーンをさらに分割したい場合は、既存の分割プレーン内の電源プレーンレイヤー上にオブジェクトを追加し続けることで、他の電気的に隔離された領域を作成できます。

分割プレーンを定義する際の表示のヒント

電源プレーンで分割エリアを定義するとき、分割エリアが包含する必要があるすべてのパッドを見るのが難しい場合があります。分割プレーンに接続したいネットのパッドをより見やすくするために、開始する前に以下の技術が推奨されます。

• 内部プレーンを再計算および再描画するには、メインメニューからTools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer / Rebuild Split Planes on All Layersを選択します。

• 3Dモード（ショートカット3）を使用して、ボイドエリアや熱リリーフ接続を含むプレーンの物理的表現を表示します。3Dでボードを移動しやすくするために、レイヤー間の垂直距離を増やすためにボードの厚さをスケールアップします。Board thickness (Scale)コントロールは、View ConfigurationパネルのView Optionsタブの3D Settings領域にあります。

• 使用しているパワープレーンと、必要な機械層、マルチレイヤー、キープアウトレイヤーなど、最小限のレイヤーのみを表示します。他のレイヤーは表示設定パネルで無効にします。

• すべての接続線を隠します（View » Connections » Hide All）。場合によっては、分割プレーンを作成したい個別のネットを表示すると便利かもしれません（View » Connections » Show Net）。

• 分割プレーン上の各ネットの色属性を、PCBパネルのNetsを選択し、ネット名をダブルクリックしてEdit Netダイアログを開くことで異なる色に設定します。

• ネットに関連付けられたすべてのパッドを表示するには、PCBパネルの内部プレーンでそのネットをクリックして、他のすべてのパッドをマスクアウトします。

• 最も多くのパッドを持つネットを内部パワープレーンに割り当て、PCBリストパネルでInNet('A')やInNet('B')などのクエリを使用してネットを表示します。例えば、サーマルリリーフがあるものとないものを区別し、新しい分割プレーンに含めるパッドを区別します。

• 内部プレーン上のオブジェクトとプリミティブのみを表示するには、PCBフィルターパネルでOnPlaneクエリを使用します。

分割プレーンの定義

Altium Designerでは、内部電源プレーン上に線、アーク、トラック、塗りつぶしを任意の配置で配置することで、分割プレーンを定義できます。これらがプレーンの一部を残りから隔離するとすぐに、新しい分割プレーンが作成されます。次に、新しい分割プレーンにネットが関連付けられます。分割プレーンを定義する最も簡単な方法は、Place » Lineコマンドを使用して、電源プレーン上に分割プレーンの境界を描画することです。

配置 » 線 コマンドを使用して分割プレーンを作成する。

これにより、アートワークに線が作成され、銅を残さないようにし、その結果、プレーンが分割されます。線幅が分離幅になります。右クリックして線の配置モードを終了すると、プレーンが分析され、独立した分割領域が作成されます。線の配置中に分割プレーンと内部電源プレーンの間の分離幅を変更するには、Tabキーを押してLine Constraintsダイアログを開き、Line Widthの値を変更します。

電源プレーンを2つの分割プレーンに分けるには、プルバックトラックからプルバックトラックまで基板を横切るように直線を引くことができます。線がプルバックトラックに接続している限り、隔離されたエリアを形成し、それによって分割プレーンを識別するポリゴンタイプのオブジェクトを作成します。線が接続していることを確認してください。線が接続すると、カーソルは大きな円の中に十字が表示されます。

線、アーク、塗りつぶしを使用して、通常とは異なる形状の分割プレーンを定義するための閉じた形状を作成できます。また、内部層にある既存の線、アーク、塗りつぶし、またはトラックを境界の一部として使用することもできます。それらが接続して閉じたエリアを形成する限り、分割プレーンが形成されます。

アーク、塗りつぶし、トラックの使用

平面を分割するためにアークを使用する場合は、アークセグメントの間に短いトラックセグメントを配置することをお勧めします。なお、Place » Fillを使用しても分割平面は作成されず、空白領域のみが作成されます。例えば、線の代わりにそれらを配置することで、分割平面の外側のエッジを塗りつぶしで作成することができます。

Place » Interactive Routingコマンドを使用して線の代わりにトラックを配置する場合は、トラックがNo Netに設定されていること、そして分割平面が適切なネット名に関連付けられていることを確認してください。

分割プレーンにネットを割り当てる

各分割領域が正しく定義されているか確認するには、分割された領域を一度クリックします。閉じた領域であれば、その領域のみがハイライト表示されます。

分割されたプレーンがハイライトされています。

エリアがハイライトされたら、ダブルクリックしてSplit Planeダイアログを開き、ネット割り当てを確認または設定します。ダイアログのドロップダウンリストから分割プレーンのネット名を選択します。

電源プレーンにトラックを配置する

電源プレーン層はネガティブで構成されているため、電源プレーン層に配置されたトラックは銅の空洞を作り、その結果、接続が行われません。このため、プレーン層上でネットを配線するために単一のトラックを使用することはできません。電源プレーン層上でネットを配線したい場合は、使用したいトラックのサイズと同じ非常に薄い銅の島を作成する必要があります。トラックのように機能するエリアの周囲に線の境界を作成することで（Place » Line）、必要なネットに割り当てられる分割プレーンを作成します。

また、同じ層に多数の接続を配線する必要がある場合は、接続を配線するために信号層を使用し、その後でポリゴンプレーン（銅注ぎ）を使用して電源プレーンを作成する方が効率的かもしれません。

分割プレーンのレビューと編集

PCBパネルで分割プレーンをレビューおよび編集するには、パネルの上部にあるドロップダウンからSplit Plane Editorを選択します。その電源プレーン上の分割プレーンとそのネットを表示するために、ネット/レイヤーをクリックします。

Split Plane(s)およびNet(s)領域の分割プレーンをクリックすると、その分割プレーン上のパッドとビアが表示されます。分割プレーン名をダブルクリックすると、分割プレーンに関連付けられたネットを編集できるSplit Planeダイアログが開きます。または、デザインスペース内を右クリックして、ポップアップメニューからオプションを選択します。

3D表示モード（ショートカット3）では、すべての内部プレーンオブジェクトの物理的表現を見ることができます。3D環境を使用すると、ボードを簡単に移動でき、真のプレーン検査を非常に簡単に行うことができます。編集後に内部プレーンを再計算して再描画するには、Tools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current LayerまたはRebuild Split Planes on All Layersを選択します。

分割プレーンの削除

プレーン上の領域が隔離されるとスプリットが形成されるため、スプリット境界を形成するオブジェクトを削除すると、そのスプリットが削除されます。したがって、分割プレーンを削除するには、分割プレーンの輪郭を作成する線やその他のプリミティブなど、境界プリミティブを削除します。プルバックトラックは、レイヤースタックから内部プレーンを削除することによってのみ削除できることを覚えておいてください。

分割プレーンの設計ルールチェック

バッチ設計ルールチェック（DRC）中に、以下のルールについて分割プレーンをチェックして報告することができます：

• 壊れたプレーン
• デッドカッパーエリア
• スターブドサーマル接続

これらのオプションは、メインメニューからTools » Design Rule Checkを選択してアクセスする、DRC Report OptionsのDesign Ruler Checkerダイアログで利用可能です。バッチDRC中にこれらのオプションがチェックされ、報告されるように望ましいオプションを有効にします。

レポートが作成されると、これらのルールの違反がレポートに表示されます。レポート内でクリックすると、PCBエディターで関連するエラーが表示されます。

壊れたプレーン

壊れたプレーンは、ネットに接続性を持つプレーンの領域が残りのプレーンから電気的に切断されたときに発生します。これが発生する可能性のある例は、分割プレーンをまたいで配置されたがそれに接続されていないコネクタです。ピンの周りの空隙が結合してプレーン銅を完全に切断し、実質的にそれを二つの部分に分割します。

DRCエラーを示す破損した平面（明るい緑色）。

デッドカッパー

デッドカッパーとは、ネットに接続されておらず、元の平面からも電気的に切断された銅のセクションを指します。この現象が発生する例としては、ピンが密接に配置されているコネクタ（平面に接続されていない）で、ピンの周りの空隙が結合して、平面の銅の領域を残りの平面から隔離する場合があります。

DRCエラーを示すデッドカッパーエリア（明るい緑色）。

スターブドサーマルコネクション

サーマルとは、プレーン銅への熱伝導を減らすために周囲に熱リリーフの「カットアウト」が施されたプレーンへの接続のことです。サーマルは、それをプレーンに接続する銅のスポークの表面積がボイドエリアによって減少した場合に「スターブド（飢餓状態）」になることがあります。このルールは、サーマル（スポークだけでなく）の表面積を、サーマルに侵入するボイドエリアに対してもチェックします。

スターブドサーマル接続がDRCエラーを示しています（明るい緑色）。

分割プレーンについての注意点

• 分割プレーンのDRCチェックはバッチモードのみです。

• エラーマーカーを削除するには、バッチDRCを再実行するか、メインメニューからTools » Reset Error Markersを選択してください。

• 編集後の内部プレーンを再計算および再描画するには、メインメニューからTools » Split Planes » Rebuild Split Planes on Current Layer/Rebuild Split Planes on All Layersを選択します。

• 壊れたプレーンとデッドカッパーチェックには、Un-Routed Netルール（Electricalカテゴリー）がBatchで有効になっている必要があります。