內電層設計
多層板相對於普通雙層板和單層板的一個非常重要的優勢就是信號線和電源可以分佈在不同的板層上，提高信號的隔離程度和抗干擾性能。內電層爲一銅膜層，該銅膜被分割爲幾個相互隔離的區域，每個區域的銅膜通過過孔與特定的電源或地線相連，從而簡化電源和地網絡的走線，同時可以有效減小電源內阻。
4.1 內電層設計相關設置
內電層通常爲整片銅膜，與該銅膜具有相同網絡名稱的焊盤在通過內電層的時候系統會自動將其與銅膜連接起來。焊盤/過孔與內電層的連接形式以及銅膜和其他不屬於該網絡的焊盤的安全間距都可以在Power Plane Clearance 選項中設置。選擇【Design】/【Rules…】命令，單擊Manufacturing 選項，其中的Power Plane Clearance 和Power Plane Connect Style選項與內電層相關，其內容介紹如下。
1．Power Plane Clearance
該規則用於設置內電層安全間距，主要指與該內電層沒有網絡連接的焊盤和過孔與該內電層的安全間距，如圖11-11 所示。在製造的時候，與該內電層沒有網絡連接的焊盤在通過內電層時其周圍的銅膜就會被腐蝕掉，腐蝕的圓環的尺寸即爲該約束中設置的數值。
2．Power Plane Connect Style
該規則用於設置焊盤與內電層的形式。主要指與該內電層有網絡連接的焊盤和過孔與該內電層連接時的形式。如圖11-12 所示：
單擊Properties（屬性）按鈕，彈出其規則設置對話框，如圖11-13 所示。對話框左側爲規則的適用範圍，在右側的Rule Attributes 下拉列表中可以選擇連接方式：Relief Connect、Direct Connect 和No connect。Direct Connect 即直接連接，焊盤在通過內電層的時候不把周圍的銅膜腐蝕掉，焊盤和內電層銅膜直接連接；No connect 指沒有連接，即與該銅膜網絡同名的焊盤不會被連接到內電層；設計人員一般採用系統默認的Relief Connect 連接形式，該規則的設置對話框如圖11-13 所示。
這種焊盤連接形式通過導體擴展和絕緣間隙與內電層保持連接，其中在Conductor Width 選項中設置導體出口的寬度；Conductors 選項中選擇導體出口的數目，可以選擇2 個或4 個；Expansion 選項中設置導體擴展部分的寬度；Air-Gap 選項中設置絕緣間隙的寬度。
4.2 內電層分割方法
在本章的前幾節已經介紹了多層板的層疊結構的選擇，內電層的建立和相關的設置，在本小節中將主要介紹多層板內電層的分割方法和步驟，供讀者參考。
（1）在分割內電層之前，首先需要定義一個內電層，這在前面的章節中已經有了介紹，本處不再贅述。選擇【Design】/【Split Planes…】命令，彈出如圖11-14 所示的內電層分割對話框。該對話框中的Current split planes 欄中指內電層已經分割的區域。在本例中，內電層尚未被分割，所以圖11-14 所示的Current split planes 欄爲空白。Current split planes 欄下的Add、Edit、Delete 按鈕分別用於添加新的電源區域，編輯選中的網絡和刪除選中的網絡。按鈕下方的Show Selected Split Plane View 選項用於設置是否顯示當前選擇的內電層分割區域的示意圖。如果選擇該選項，則在其下方的框中將顯示內電層中該區域所劃分網絡區域的縮略圖，其中與該內電層網絡同名的引腳、焊盤或連線將在縮略圖中高亮顯示，不選擇該選項則不會高亮顯示。Show Net For 選項，選擇該選項，如果定義內電層的時候已經給該內電層指定了網絡，則在該選項上方的方框中顯示與該網絡同名的連線和引腳情況。
（2）單擊Add 按鈕，彈出如圖11-15 所示的內電層分割設置對話框。
在如圖11-15 所示的對話框中，Track Width 用於設置繪製邊框時的線寬，同時也是同一內電層上不同網絡區域之間的絕緣間距，所以通常將Track Width 設置的比較大。建議讀者在輸入數值時也要輸入單位。如果在該處只輸入數字，不輸入單位，那麼系統將默認使用當前PCB 編輯器中的單位。
Layer 選項用於設置指定分割的內電層，此處可以選擇Power 和GND 內電層。本例中有多種電壓等級存在，所以需要分割Power 內電層來爲元器件提供不同等級的電壓。
Connect to Net 選項用於指定被劃分的區域所連接的網絡。通常內電層用於電源和地網絡的佈置，但是在Connect to Net 下拉列表中可以看到，可以將內層的整片網絡連接到信號網絡，用於信號傳輸，只是一般設計者不這樣處理。信號所要求的信號電壓和電流弱，對導線要求小，而電源電流大，需要更小的等效內阻。所以一般信號在信號層走線，內電層專用於電源和地網絡連線。
（3）單擊圖11-15 內電層分割設置對話框中的OK 按鈕，進入網絡區域邊框繪製狀態。在繪製內電層邊框時，用戶一般將其他層面的信息隱藏起來，只顯示當前所編輯的內電層，方便進行邊框的繪製。選擇【Tools】/【Preferences…】命令，彈出如圖11-16 所示的對話框。選擇Display 選項，再選擇Single Layer Mode 複選框，如圖11-16 所示。這樣，除了當前工作層Power 之外，其餘層都被隱藏起來了，顯示效果如圖11-17 所示。
在分割內電層時，因爲分割的區域將所有該網絡的引腳和焊盤都包含在內，所以用戶通常需要知道與該電源網絡同名的引腳和焊盤的分佈情況，以便進行分割。在左側Browse PCB 工具中選擇VCC 網絡（如圖11-18 所示），單擊Select 按鈕將該網絡點亮選取。
圖11-19 所示爲將VCC 網絡點亮選取後，網絡標號爲VCC 的焊盤和引腳與其他網絡標號的焊盤和引腳的對比。
選擇了這些同名的網絡焊盤後，在繪製邊界的時候就可以將這些焊盤都包含到劃分的區域中去。此時這些電源網絡就可以不通過信號層連線而是直接通過焊盤連接到內電層。
（4）繪製內電層分割區域。
選擇【Design】/【Split Planes…】命令，彈出如圖11-14 所示的內電層分割對話框，單擊Add 按鈕，彈出如圖11-15 所示的內電層分割設置對話框。首先選擇12V 網絡，單擊OK按鈕，光標變爲十字狀，此時就可以在內電層開始分割工作了。
在繪製邊框邊界線時，可以按“Shift+空格鍵”來改變走線的拐角形狀，也可以按Tab 鍵來改變內電層的屬性。在繪製完一個封閉的區域後（起點和終點重合），系統自動彈出如圖11-20所示的內電層分割對話框，在該對話框中可以看到一個已經被分割的區域，在PCB 編輯界面中顯示如圖11-21 所示。
在添加完內電層後，放大某個12V 焊盤，可以看到該焊盤沒有與導線相連接（如圖11-22（a）所示），但是在焊盤上出現了一個“+”字標識，表示該焊盤已經和內電層連接。將當前工作層切換到Power 層，可以看到該焊盤在內電層的連接狀態。由於內電層通常是整片銅膜，所以圖11-22（b）中焊盤周圍所示部分將在製作過程中被腐蝕掉，可見GND 和該內電層是絕緣的。
在內電層添加了12V 區域後，還可以根據實際需要添加別的網絡，就是說將整個Power 內電層分割爲幾個不同的相互隔離的區域，每個區域連接不同的電源網絡。最後完成效果如圖11-23 所示。
在完成內電層的分割之後，可以在如圖11-20 所示的對話框中編輯和刪除已放置的內電層網絡。單擊Edit 按鈕可以彈出如圖11-15 所示的內電層屬性對話框，在該對話框中可以修改邊界線寬、內電層層面和連接的網絡，但不能修改邊界的形狀。如果對邊界的走向和形狀不滿意，則只能單擊Delete 按鈕，重新繪製邊界；或者選擇【Edit】/【Move】/【Split PlaneVertices】命令來修改內電層邊界線，此時可以通過移動邊界上的控點來改變邊界的形狀，如圖11-24 所示。完成後在彈出的確認對話框中單擊Yes 按鈕即可完成重繪。
4.3 內電層分割基本原則
在完成內電層的分割之後，本節再介紹幾個在內電層分割時需要注意的問題。
（1）在同一個內電層中繪製不同的網絡區域邊界時，這些區域的邊界線可以相互重合，這也是通常採用的方法。因爲在PCB 板的製作過程中，邊界是銅膜需要被腐蝕的部分，也就是說，一條絕緣間隙將不同網絡標號的銅膜給分割開來了，如圖11-25 所示。這樣既能充分利用內電層的銅膜區域，也不會造成電氣隔離衝突。
（2）在繪製邊界時，儘量不要讓邊界線通過所要連接到的區域的焊盤，如圖11-26 所示。由於邊界是在PCB 板的製作過程中需要被腐蝕的銅膜部分，有可能出現因爲製作工藝的原因導致焊盤與內電層連接出現問題。所以在PCB 設計時要儘量保證邊界不通過具有相同網絡名稱的焊盤。
3）在繪製內電層邊界時，如果由於客觀原因無法將同一網絡的所有焊盤都包含在內，那麼也可以通過信號層走線的方式將這些焊盤連接起來。但是在多層板的實際應用中，應該儘量避免這種情況的出現。因爲如果採用信號層走線的方式將這些焊盤與內電層連接，就相當於將一個較大的電阻（信號層走線電阻）和較小的電阻（內電層銅膜電阻）串聯，而採用多層板的重要優勢就在於通過大面積銅膜連接電源和地的方式來有效減小線路阻抗，減小PCB接地電阻導致的地電位偏移，提高抗干擾性能。所以在實際設計中，應該儘量避免通過導線連接電源網絡。
（4）將地網絡和電源網絡分佈在不同的內電層層面中，以起到較好的電氣隔離和抗干擾的效果。
（5）對於貼片式元器件，可以在引腳處放置焊盤或過孔來連接到內電層，也可以從引腳處引出一段很短的導線（引線應該儘量粗短，以減小線路阻抗），並且在導線的末端放置焊盤和過孔來連接，如圖11-27 所示。
（6）關於去耦電容的放置。前面提到在芯片的附近應該放置0.01μF 的去耦電容，對於電源類的芯片，還應該放置10uf 或者更大的濾波電容來濾除電路中的高頻干擾和紋波，並用儘可能短的導線連接到芯片的引腳上，再通過焊盤連接到內電層。
（7）如果不需要分割內電層，那麼在內電層的屬性對話框中直接選擇連接到網絡就可以了，不再需要內電層分割工具。