PCB projekteerimisel on üks põhilisi küsimusi, mida kaaluda, on vooluahela funktsioonide nõuete rakendamine, kui palju vajab juhtmestiku kiht, alusplaat ja toitetasand ning trükkplaadi juhtmestiku kiht, alusplaat ja toide kihtide arvu ja vooluringi funktsiooni tasapinnaline määramine, signaali terviklikkus, EMI, EMC, tootmiskulud ja muud nõuded.

Enamiku disainilahenduste puhul on PCB jõudlusnõuete, sihthinna, tootmistehnoloogia ja süsteemi keerukuse osas palju vastuolulisi nõudeid. PCB lamineeritud disain on tavaliselt kompromissotsus pärast erinevate tegurite kaalumist. Kiired digitaalsed vooluringid ja vurrskeemid on tavaliselt projekteeritud mitmekihiliste plaatidega.

Siin on kaheksa kaskaaddisaini põhimõtet:

1. Delamineerimine

Mitmekihilises PCB-s on tavaliselt signaalikiht (S), toiteallika (P) tasapind ja maandustasand (GND). Toitetasand ja GROUND tasand on tavaliselt segmenteerimata tahked tasapinnad, mis tagavad hea madala takistusega voolu tagasitee külgnevate signaaliliinide voolule.

Enamik signaalikihte paikneb nende toiteallikate või maapealse tugitasandi kihtide vahel, moodustades sümmeetrilisi või asümmeetrilisi ribadega jooni. Mitmekihilise PCB ülemist ja alumist kihti kasutatakse tavaliselt komponentide ja väikese koguse juhtmestiku paigutamiseks. Nende signaalide juhtmestik ei tohiks olla liiga pikk, et vähendada juhtmestikust põhjustatud otsest kiirgust.

2. Määrake ühe võimsuse võrdlustasapind

Lahtisidestuskondensaatorite kasutamine on oluline meede toiteallika terviklikkuse lahendamiseks. Lahtisiduvaid kondensaatoreid saab paigutada ainult PCB üla- ja alaossa. Lahtisidestuskondensaatori, jootepadja ja ava läbipääsu marsruut mõjutab tõsiselt lahtisidestuskondensaatori mõju, mis eeldab, et projekteerimisel tuleb arvestada, et lahtisidestuskondensaatori marsruut peaks olema võimalikult lühike ja lai ning avaga ühendatud traat peaks olema olema ka võimalikult lühike. Näiteks kiires digitaalses vooluringis on võimalik paigutada lahtisidestuskondensaator PCB ülemisele kihile, määrata kiht 2 kiirele digiahelale (näiteks protsessorile) toitekihiks, kiht 3. signaalikihina ja kiht 4 kiire digitaalahela maandusena.

Lisaks on vaja tagada, et sama kiire digitaalseadme juhitav signaali marsruutimine võtaks sama toitekihi kui võrdlustasapind ja see toitekiht on kiire digitaalseadme toitekiht.

3. Määrake mitme võimsusega võrdlustasand

Mitme võimsusega võrdlustasand jagatakse mitmeks erineva pingega tahkeks piirkonnaks. Kui signaalikiht külgneb mitme võimsusega kihiga, satub lähedalasuva signaalikihi signaalivool ebarahuldavale tagasiteele, mis põhjustab lünki tagasivooluteel.

Kiirete digitaalsete signaalide puhul võib see ebamõistlik tagasitee disain põhjustada tõsiseid probleeme, mistõttu on nõutav, et kiire digitaalsignaali juhtmestik oleks mitme võimsusega võrdlustasandist eemal.

4.Määrake mitu maapinna võrdlustasapinda

 Mitu maandustasandit (maandustasapinda) võivad tagada hea madala takistusega voolu tagasitee, mis võib vähendada ühisrežiimi EMl. Alusplaat ja toitetasand peavad olema tihedalt ühendatud ning signaalikiht peab olema tihedalt ühendatud külgneva võrdlustasandiga. Seda on võimalik saavutada kihtidevahelise kandja paksuse vähendamisega.

5. Kavandage juhtmestiku kombinatsioon mõistlikult

Signaalitee kahte kihti nimetatakse "juhtmestiku kombinatsiooniks". Parim juhtmestiku kombinatsioon on loodud selleks, et vältida tagasivoolu voolamist ühelt võrdlustasandilt teisele, kuid selle asemel voolab see ühe võrdlustasandi ühest punktist (pinnast) teise. Kompleksse juhtmestiku lõpuleviimiseks on juhtmestiku kihtidevaheline muundamine vältimatu. Signaali teisendamisel kihtide vahel tuleks tagada, et tagasivooluvool voolaks sujuvalt ühelt võrdlustasandilt teisele. Projekteerimisel on mõistlik käsitleda kõrvuti asetsevaid kihte juhtmestiku kombinatsioonina.

Kui signaalitee peab katma mitut kihti, ei ole tavaliselt mõistlik seda kasutada juhtmekombinatsioonina, kuna mitut kihti läbiv tee ei ole tagasivoolu jaoks ebaühtlane. Kuigi vedru saab vähendada, asetades lahtisidestuskondensaatori läbiva ava lähedusse või vähendades võrdlustasandite vahel oleva keskkonna paksust, ei ole see hea disain.

6.Juhtmete suuna määramine

Kui juhtmestiku suund on seatud samale signaalikihile, peaks see tagama, et enamik juhtmestiku suundi on järjepidev ja peaks olema külgnevate signaalikihtide juhtmestiku suundadega ortogonaalne. Näiteks saab ühe signaalikihi juhtmestiku suuna seada Y-telje suunas ja teise külgneva signaalikihi juhtmestiku suuna saab määrata X-telje suunas.

7. Adopteeris ühtlase kihi struktuuri 

Disainitud PCB lamineerimisest on näha, et klassikalise lamineerimise kujunduses on peaaegu kõik paariskihid, mitte paaritud kihid, seda nähtust põhjustavad mitmesugused tegurid.

Trükkplaadi tootmisprotsessist saame teada, et kogu trükkplaadi juhtiv kiht salvestatakse südamikukihile, südamikukihi materjal on üldiselt kahepoolne voodriplaat, kui südamikukihti kasutatakse täielikult. , on trükkplaadi juhtiv kiht ühtlane

Isegi kihilistel trükkplaatidel on kulueeliseid. Meediumikihi ja vaskkatte puudumise tõttu on paaritute numbritega PCB toorainete kihtide maksumus veidi madalam kui paaritute PCB kihtide maksumus. ODd-kihi PCB töötlemiskulud on aga ilmselgelt kõrgemad kui ühtlase kihi PCB omad, kuna ODd-kihi PCB-le tuleb lisada mittestandardne lamineeritud südamikukihi sidumisprotsess, mis põhineb põhikihi struktuuri protsessil. Võrreldes tavalise südamikukihi struktuuriga toob vaskkatte lisamine väljapoole südamikukihi struktuuri kaasa madalama tootmistõhususe ja pikema tootmistsükli. Enne lamineerimist vajab välimine südamikukiht täiendavat töötlemist, mis suurendab väliskihi kriimustamise ja valesti kokkukleepumise ohtu. Suurenenud väliskäitlemine suurendab oluliselt tootmiskulusid.

Kui trükkplaadi sisemine ja välimine kiht jahutatakse pärast mitmekihilist vooluahela sidumisprotsessi, põhjustab erinev lamineerimispinge trükkplaadil erineva paindeastmega. Ja kui plaadi paksus suureneb, suureneb kahe erineva struktuuriga komposiittrükkplaadi paindumise oht. Paariskihilisi trükkplaate on lihtne painutada, paariskihilisi trükkplaate aga saab vältida paindumist.

Kui trükkplaat on konstrueeritud paaritu arvu toitekihtidega ja paaritu arvu signaalikihtidega, võib kasutada toitekihtide lisamise meetodit. Teine lihtne meetod on maanduskihi lisamine virna keskele ilma teisi sätteid muutmata. See tähendab, et PCB on ühendatud paaritu arvu kihtidena ja seejärel dubleeritakse keskel maanduskiht.

8.  Kulude arvestamine

Tootmismaksumuse poolest on mitmekihilised trükkplaadid kindlasti kallimad kui ühe- ja kahekihilised sama trükkplaadi pindalaga trükkplaadid ning mida rohkem kihte, seda suurem on maksumus. Skeemifunktsioonide realiseerimise ja trükkplaadi miniaturiseerimise kaalumisel tuleks aga signaali terviklikkuse, EMl, EMC ja muude jõudlusnäitajate tagamiseks kasutada võimaluste piires mitmekihilisi trükkplaate. Üldiselt ei ole mitmekihiliste trükkplaatide ning ühe- ja kahekihiliste trükkplaatide kulude erinevus oodatust palju suurem