Quan es dissenya PCB, una de les preguntes més bàsiques a tenir en compte és implementar els requisits de les funcions del circuit que necessiten la quantitat de capa de cablejat, el pla terrestre i el pla d’alimentació, i la capa de cablejat de la placa de circuit imprès, el pla terrestre i la determinació del pla d’energia del nombre de capes i la funció del circuit, la integritat del senyal, EMI, EMC, que fabrica costos i altres requeriments.

Per a la majoria de dissenys, hi ha molts requisits conflictius sobre els requisits de rendiment del PCB, el cost objectiu, la tecnologia de fabricació i la complexitat del sistema. El disseny laminat de PCB sol ser una decisió de compromís després de considerar diversos factors. Els circuits digitals d’alta velocitat i els circuits de bigot es dissenyen normalment amb taulers multicapa.

A continuació, es mostren vuit principis per al disseny en cascada:

1. Delamació

En un PCB multicapa, normalment hi ha capes de senyal (s), pla d’alimentació (P) i pla de posada a terra (GND). El pla de potència i el pla de terra solen ser avions sòlids no segmentats que proporcionaran una bona ruta de retorn de corrent de baixa impedància per al corrent de les línies de senyal adjacents.

La majoria de les capes de senyal es troben entre aquestes fonts de potència o capes de pla de referència del sòl, formant línies de banda simètriques o asimètriques. Les capes superiors i inferiors d’un PCB multicapa s’utilitzen normalment per col·locar components i una petita quantitat de cablejat. El cablejat d’aquests senyals no ha de ser massa llarg per reduir la radiació directa causada pel cablejat.

2 Determineu el pla de referència de potència única

L’ús de condensadors de desacoblament és una mesura important per resoldre la integritat de l’alimentació. Els condensadors de desacoblament només es poden col·locar a la part superior i inferior del PCB. L’encaminament del condensador de desacoblament, el coixinet de soldadura i el forat afectarà greument l’efecte del condensador de desacoblament, que requereix que el disseny hagi de considerar que l’encaminament del condensador de desacoblament hauria de ser el més curt i ampli possible, i el filferro connectat al forat també hauria de ser el més curt possible. Per exemple, en un circuit digital d’alta velocitat, és possible col·locar el condensador de desacoblament a la capa superior del PCB, assignar la capa 2 al circuit digital d’alta velocitat (com el processador) com a capa de potència, la capa 3 com a capa de senyal i la capa 4 com a terra de circuit digital d’alta velocitat.

A més, és necessari assegurar-se que l’encaminament del senyal impulsat pel mateix dispositiu digital d’alta velocitat pren la mateixa capa de potència que el pla de referència, i aquesta capa d’alimentació és la capa d’alimentació del dispositiu digital d’alta velocitat.

3. Determineu el pla de referència multi-potència

El pla de referència multi-poder es dividirà en diverses regions sòlides amb tensions diferents. Si la capa de senyal és contigua a la capa multi-potència, el corrent del senyal de la capa de senyal propera trobarà una ruta de retorn insatisfactòria, que provocarà buits a la ruta de retorn.

Per als senyals digitals d’alta velocitat, aquest disseny de ruta de retorn no raonable pot causar problemes greus, per la qual cosa es requereix que el cablejat de senyal digital d’alta velocitat estigui allunyat del pla de referència multi-potència.

4.Determineu diversos avions de referència del sòl

 Els plans de referència múltiples (plans de terra) poden proporcionar una bona ruta de retorn de corrent de baixa importància, que pot reduir l'EML de mode comú. El pla de terra i el pla de potència han d’estar estretament acoblats i la capa de senyal s’ha de combinar estretament al pla de referència contigu. Això es pot aconseguir reduint el gruix del medi entre capes.

5. Combinació de cablejat de disseny raonablement

Les dues capes que s’abracen per una ruta del senyal s’anomenen “combinació de cablejat”. La millor combinació de cablejat està dissenyada per evitar el corrent de retorn que surt d’un pla de referència a un altre, però en canvi flueix d’un punt (cara) d’un pla de referència a un altre. Per completar el cablejat complex, la conversió entre el cablejat és inevitable. Quan el senyal es converteix entre capes, el corrent de retorn s’hauria d’assegurar que flueixi bé d’un pla de referència a un altre. En un disseny, és raonable considerar les capes adjacents com una combinació de cablejat.

Si una ruta del senyal necessita abastar diverses capes, normalment no és un disseny raonable utilitzar -lo com a combinació de cablejat, perquè una ruta a través de diverses capes no és incorrecta per als corrents de retorn. Tot i que la molla es pot reduir situant un condensador de desacoblament a prop del forat o reduint el gruix del medi entre els avions de referència, no és un bon disseny.

6.Configuració de la direcció del cablejat

Quan la direcció del cablejat s’estableixi a la mateixa capa de senyal, hauria de garantir que la majoria de les direccions de cablejat siguin consistents i que hagi de ser ortogonal a les direccions de cablejat de les capes de senyal adjacents. Per exemple, la direcció del cablejat d’una capa de senyal es pot configurar a la direcció “y-eix” i la direcció de cablejat d’una altra capa de senyal contigua es pot configurar a la direcció “eix x”.

7. Ava dopiar l'estructura de la capa uniforme 

Es pot trobar a partir de la laminació de PCB dissenyada que el disseny de laminació clàssica és gairebé totes les capes, en lloc de capes estranyes, aquest fenomen és causat per diversos factors.

A partir del procés de fabricació de la placa de circuit imprès, podem saber que tota la capa conductora de la placa de circuit es guarda a la capa central, el material de la capa del nucli és generalment un tauler de revestiment a doble cara, quan l’ús complet de la capa central, la capa conductora de la placa de circuit imprès és uniforme

Fins i tot les plaques de circuit imprès de capa tenen avantatges de cost. A causa de l'absència d'una capa de revestiment de suports i coure, el cost de les capes imparelles de matèries primeres PCB és lleugerament inferior al cost de les capes de PCB. Tot i això, el cost de processament de PCB de capa estranya és, òbviament, superior al del PCB de capa uniforme perquè el PCB de capa estranya ha d’afegir un procés d’enllaç de capa de nucli laminat no estàndard sobre la base del procés d’estructura de la capa central. En comparació amb l'estructura de la capa de nucli comuna, afegir un revestiment de coure fora de l'estructura de la capa del nucli comportarà una menor eficiència de producció i un cicle de producció més llarg. Abans de laminació, la capa del nucli exterior requereix un processament addicional, cosa que augmenta el risc de rascar i malmetre la capa exterior. L’augment de la manipulació exterior augmentarà significativament els costos de fabricació.

Quan les capes interiors i exteriors de la placa de circuit imprès es refreden després del procés d’enllaç de circuits de diverses capes, la diferent tensió de laminació produirà diferents graus de flexió a la placa de circuit imprès. I a mesura que augmenta el gruix del tauler, augmenta el risc de doblegar una placa de circuit imprès compost amb dues estructures diferents. Les taules de circuit de capa estranya són fàcils de doblar, mentre que les plaques de circuit impreses de capa uniforme poden evitar la flexió.

Si la placa de circuit imprès està dissenyada amb un nombre estrany de capes de potència i un nombre unit de capes de senyal, es pot adoptar el mètode per afegir capes de potència. Un altre mètode senzill és afegir una capa de posada a terra al mig de la pila sense canviar les altres configuracions. És a dir, el PCB està cablejat en un nombre estrany de capes i, a continuació, es duplica una capa de terra al centre.

8.  Consideració del cost

Pel que fa al cost de fabricació, les plaques de circuit multicapa són definitivament més cares que les taules de circuit de capa simples i dobles amb la mateixa àrea PCB i més capes, més gran és el cost. Tanmateix, quan es consideri la realització de les funcions del circuit i la miniaturització de la placa de circuit, per assegurar la integritat del senyal, EML, EMC i altres indicadors de rendiment, s’han d’utilitzar les plaques de circuit de diverses capes en la mesura del possible. En general, la diferència de cost entre les plaques de circuit de diverses capes i les plaques de circuit de dues capes i dues capes no és gaire superior al previst