Al diseñar PCB, una de las preguntas más básicas a considerar es implementar los requisitos de las funciones del circuito que necesitan cuánto una capa de cableado, el plano de tierra y el plano de energía, y la capa de cableado de la placa de circuito impreso, el plano de tierra y la potencia Determinación del plano del número de capas y la función del circuito, integridad de la señal, EMI, EMC, costos de fabricación y otros requisitos.

Para la mayoría de los diseños, existen muchos requisitos conflictivos sobre los requisitos de rendimiento de PCB, el costo objetivo, la tecnología de fabricación y la complejidad del sistema. El diseño laminado de PCB suele ser una decisión de compromiso después de considerar varios factores. Los circuitos digitales de alta velocidad y los circuitos de bigote generalmente están diseñados con tablas de multicapa.

Aquí hay ocho principios para el diseño en cascada:

1. Delaminación

En una PCB multicapa, generalmente hay capa (s) de señal (s), plano de fuente de alimentación (P) y plano de conexión a tierra (GND). El plano de potencia y el plano de tierra suelen ser planos sólidos no segmentados que proporcionarán una buena ruta de retorno de corriente de baja impedancia para la corriente de las líneas de señal adyacentes.

La mayoría de las capas de señal se encuentran entre estas fuentes de potencia o capas del plano de referencia de tierra, formando líneas con bandas simétricas o asimétricas. Las capas superior e inferior de una PCB multicapa generalmente se usan para colocar componentes y una pequeña cantidad de cableado. El cableado de estas señales no debe ser demasiado largo para reducir la radiación directa causada por el cableado.

2. Determinar el plano de referencia de potencia única

El uso de condensadores de desacoplamiento es una medida importante para resolver la integridad de la fuente de alimentación. Los condensadores de desacoplamiento solo se pueden colocar en la parte superior e inferior de la PCB. El enrutamiento del condensador de desacoplamiento, la almohadilla de soldadura y el pase de agujeros afectará seriamente el efecto del condensador de desacoplamiento, que requiere que el diseño debe considerar que el enrutamiento del condensador de desacoplamiento debe ser lo más corto y ancho posible, y el cable conectado al orificio debe También sea lo más corto posible. Por ejemplo, en un circuito digital de alta velocidad, es posible colocar el condensador de desacoplamiento en la capa superior de la PCB, asigne la capa 2 al circuito digital de alta velocidad (como el procesador) como la capa de alimentación, capa 3 Como la capa de señal, y la capa 4 como el circuito digital de alta velocidad.

Además, es necesario garantizar que el enrutamiento de señal impulsado por el mismo dispositivo digital de alta velocidad tome la misma capa de alimentación que el plano de referencia, y esta capa de potencia es la capa de fuente de alimentación del dispositivo digital de alta velocidad.

3. Determinar el plano de referencia de múltiples potencias

El plano de referencia de múltiples potencias se dividirá en varias regiones sólidas con diferentes voltajes. Si la capa de señal está adyacente a la capa múltiple, la corriente de señal en la capa de señal cercana encontrará una ruta de retorno insatisfactoria, que conducirá a espacios en la ruta de retorno.

Para las señales digitales de alta velocidad, este diseño de ruta de retorno irrazonable puede causar serios problemas, por lo que se requiere que el cableado de señal digital de alta velocidad debe estar lejos del plano de referencia de varias potencias.

4.Determinar múltiples planos de referencia de tierra

 Los planos de referencia de múltiples terrenos (planos de conexión a tierra) pueden proporcionar una buena ruta de retorno de corriente de baja impedancia, que puede reducir la EML en modo común. El plano de tierra y el plano de potencia deben estar firmemente acoplados, y la capa de señal debe acoplarse bien al plano de referencia adyacente. Esto se puede lograr reduciendo el grosor del medio entre las capas.

5. Diseño de combinación de cableado razonablemente

Las dos capas abarcadas por una ruta de señal se denominan "combinación de cableado". La mejor combinación de cableado está diseñada para evitar que la corriente de retorno fluya de un plano de referencia a otro, pero en cambio fluye desde un punto (cara) de un plano de referencia a otro. Para completar el cableado complejo, la conversión entre capas del cableado es inevitable. Cuando la señal se convierte entre las capas, la corriente de retorno debe asegurarse que fluya suavemente de un plano de referencia a otro. En un diseño, es razonable considerar las capas adyacentes como una combinación de cableado.

Si una ruta de señal necesita abarcar múltiples capas, generalmente no es un diseño razonable usarla como una combinación de cableado, porque una ruta a través de múltiples capas no es irregular para las corrientes de retorno. Aunque el resorte se puede reducir colocando un condensador de desacoplamiento cerca del orificio a través del orificio o reduciendo el grosor del medio entre los planos de referencia, no es un buen diseño.

6.Establecer dirección de cableado

Cuando la dirección de cableado se coloca en la misma capa de señal, debe asegurarse de que la mayoría de las direcciones de cableado sean consistentes y deben ser ortogonales a las instrucciones de cableado de las capas de señal adyacentes. Por ejemplo, la dirección de cableado de una capa de señal se puede configurar en la dirección del "eje y", y la dirección de cableado de otra capa de señal adyacente se puede establecer en la dirección del "eje x".

7. Adopó la estructura de capa uniforme 

Se puede encontrar en la laminación de PCB diseñada que el diseño de laminación clásica es casi todas las capas uniformes, en lugar de capas extrañas, este fenómeno es causado por una variedad de factores.

Desde el proceso de fabricación de la placa de circuito impreso, podemos saber que toda la capa conductora en la placa de circuito se guarda en la capa central, el material de la capa central generalmente es una placa de revestimiento de doble cara, cuando el uso completo de la capa del núcleo , la capa conductora de la placa de circuito impreso es incluso

Incluso las placas de circuito impreso en capa tienen ventajas de costos. Debido a la ausencia de una capa de medios y revestimiento de cobre, el costo de las capas impares de materias primas de PCB es ligeramente más bajo que el costo de las capas pares de PCB. Sin embargo, el costo de procesamiento de la PCB de capa impar es obviamente más alto que el de la PCB de capa uniforme porque la PCB de capa impar debe agregar un proceso de unión de capa de núcleo laminado no estándar sobre la base del proceso de estructura de la capa central. En comparación con la estructura de la capa de núcleo común, agregar revestimiento de cobre fuera de la estructura de la capa del núcleo conducirá a una menor eficiencia de producción y un ciclo de producción más largo. Antes de la laminación, la capa del núcleo externo requiere un procesamiento adicional, lo que aumenta el riesgo de rayar y maltratar la capa externa. El aumento del manejo externo aumentará significativamente los costos de fabricación.

Cuando las capas internas y externas de la placa de circuito impreso se enfrían después del proceso de unión de circuito de múltiples capas, la tensión de laminación diferente producirá diferentes grados de flexión en la placa de circuito impreso. Y a medida que aumenta el grosor de la placa, aumenta el riesgo de doblar una placa de circuito impreso compuesto con dos estructuras diferentes. Las placas de circuito de capa impar son fáciles de doblar, mientras que las placas de circuito impresas de capa par pueden evitar flexiones.

Si la placa de circuito impreso está diseñada con un número impar de capas de alimentación y un número par de capas de señal, se puede adoptar el método de agregar capas de alimentación. Otro método simple es agregar una capa de conexión a tierra en el medio de la pila sin cambiar la otra configuración. Es decir, el PCB está conectado en un número impar de capas, y luego una capa de conexión a tierra se duplica en el medio.

8.  Consideración de costo

En términos de costo de fabricación, las placas de circuito multicapa son definitivamente más caras que las placas de circuito de una sola y doble capa con el mismo área de PCB, y cuanto más capas, mayor será el costo. Sin embargo, al considerar la realización de las funciones del circuito y la miniaturización de la placa de circuito, para garantizar la integridad de la señal, EML, EMC y otros indicadores de rendimiento, se deben usar placas de circuito de múltiples capas en la medida de lo posible. En general, la diferencia de costo entre las placas de circuito de múltiples capas y las placas de circuito de una sola capa y de dos capas no es mucho mayor de lo esperado