Ao deseñar un PCB, unha das cuestións máis básicas a ter en conta é implementar os requisitos das funcións do circuíto en canto a capa de cableado, o plano de terra e o plano de potencia, e a capa de cableado do circuíto impreso, o plano de terra e a potencia. determinación plana do número de capas e da función do circuíto, integridade do sinal, EMI, EMC, custos de fabricación e outros requisitos.

Para a maioría dos deseños, hai moitos requisitos conflitivos sobre requisitos de rendemento de PCB, custo obxectivo, tecnoloxía de fabricación e complexidade do sistema. O deseño laminado de PCB adoita ser unha decisión de compromiso despois de considerar varios factores. Os circuítos dixitais de alta velocidade e os circuítos de bigotes adoitan deseñarse con placas multicapa.

Aquí tes oito principios para o deseño en cascada:

1. Delaminación

Nunha PCB multicapa, normalmente hai unha capa de sinal (S), un plano de fonte de alimentación (P) e un plano de conexión a terra (GND). O plano de potencia e o plano GROUND adoitan ser planos sólidos non segmentados que proporcionarán un bo camiño de retorno de corrente de baixa impedancia para a corrente das liñas de sinal adxacentes.

A maioría das capas de sinal están situadas entre estas fontes de enerxía ou capas do plano de referencia do chan, formando liñas de bandas simétricas ou asimétricas. As capas superior e inferior dun PCB multicapa adoitan usarse para colocar compoñentes e unha pequena cantidade de cableado. O cableado destes sinais non debe ser demasiado longo para reducir a radiación directa causada polo cableado.

2. Determine o plano de referencia de potencia único

O uso de capacitores de desacoplamento é unha medida importante para resolver a integridade da fonte de alimentación. Os capacitores de desacoplamento só se poden colocar na parte superior e inferior da PCB. O enrutamento do capacitor de desacoplamento, a almofada de soldadura e o paso do burato afectarán seriamente o efecto do condensador de desacoplamento, o que require que o deseño teña en conta que o enrutamento do capacitor de desacoplamento debe ser o máis curto e ancho posible e que o cable conectado ao burato debe tamén sexa o máis breve posible. Por exemplo, nun circuíto dixital de alta velocidade, é posible colocar o capacitor de desacoplamento na capa superior da PCB, asignar a capa 2 ao circuíto dixital de alta velocidade (como o procesador) como a capa de potencia, a capa 3. como a capa de sinal e a capa 4 como a terra do circuíto dixital de alta velocidade.

Ademais, é necesario asegurarse de que o enrutamento do sinal impulsado polo mesmo dispositivo dixital de alta velocidade tome a mesma capa de potencia que o plano de referencia, e esta capa de enerxía é a capa de alimentación do dispositivo dixital de alta velocidade.

3. Determine o plano de referencia multipotencia

O plano de referencia multipotencia dividirase en varias rexións sólidas con diferentes voltaxes. Se a capa de sinal está adxacente á capa de múltiples potencias, a corrente de sinal na capa de sinal próxima atopará un camiño de retorno insatisfactorio, o que provocará lagoas no camiño de retorno.

Para sinais dixitais de alta velocidade, este deseño non razoable do camiño de retorno pode causar problemas graves, polo que é necesario que o cableado do sinal dixital de alta velocidade estea lonxe do plano de referencia multipotencia.

4.Determinar varios planos de referencia do terreo

 Múltiples planos de referencia de terra (planos de conexión a terra) poden proporcionar un bo camiño de retorno de corrente de baixa impedancia, o que pode reducir a EMl de modo común. O plano de terra e o plano de potencia deben estar estreitamente acoplados e a capa de sinal debe estar estreitamente acoplada ao plano de referencia adxacente. Isto pódese conseguir reducindo o grosor do medio entre capas.

5. Deseña unha combinación de cableado razoablemente

As dúas capas atravesadas por un camiño de sinal chámanse "combinación de cableado". A mellor combinación de cableado está deseñada para evitar que a corrente de retorno flúe dun plano de referencia a outro, senón que flúe dun punto (cara) dun plano de referencia a outro. Para completar a fiación complexa, a conversión da fiación entre capas é inevitable. Cando o sinal se converte entre capas, debe asegurarse que a corrente de retorno fluya suavemente dun plano de referencia a outro. Nun deseño, é razoable considerar as capas adxacentes como unha combinación de cableado.

Se un camiño de sinal necesita abarcar varias capas, normalmente non é un deseño razoable usalo como combinación de cableado, porque un camiño a través de varias capas non é irregular para as correntes de retorno. Aínda que o resorte pódese reducir colocando un capacitor de desacoplamento preto do orificio pasante ou reducindo o grosor do medio entre os planos de referencia, non é un bo deseño.

6.Axuste da dirección do cableado

Cando a dirección do cableado se establece na mesma capa de sinal, debe asegurarse de que a maioría das direccións do cableado sexan consistentes e que sexan ortogonais ás direccións do cableado das capas de sinal adxacentes. Por exemplo, a dirección do cableado dunha capa de sinal pódese establecer na dirección do "eixe Y" e a dirección do cableado doutra capa de sinal adxacente pódese configurar na dirección do "eixe X".

7. Aadoptou a estrutura de capas pares 

Pódese atopar a partir da laminación de PCB deseñada que o deseño de laminación clásico é case todas as capas pares, en lugar de capas impares, este fenómeno é causado por unha variedade de factores.

A partir do proceso de fabricación da placa de circuíto impreso, podemos saber que toda a capa condutora da placa de circuíto gárdase na capa central, o material da capa central é xeralmente placa de revestimento de dobre cara, cando o uso completo da capa central. , a capa condutora da placa de circuíto impreso é uniforme

Incluso as placas de circuíto impreso en capas teñen vantaxes de custo. Debido á ausencia dunha capa de medios e revestimento de cobre, o custo das capas impares de materias primas de PCB é lixeiramente inferior ao custo das capas pares de PCB. Non obstante, o custo de procesamento da PCB de capa ODd é obviamente maior que o da PCB de capa uniforme porque a PCB de capa ODd necesita engadir un proceso de unión da capa central laminada non estándar en función do proceso de estrutura da capa central. En comparación coa estrutura da capa central común, engadir un revestimento de cobre fóra da estrutura da capa central levará a unha menor eficiencia de produción e un ciclo de produción máis longo. Antes da laminación, a capa do núcleo exterior require un procesamento adicional, o que aumenta o risco de raiar e deteriorar a capa exterior. O aumento da manipulación exterior aumentará significativamente os custos de fabricación.

Cando as capas interior e exterior da placa de circuíto impreso se arrefrían despois do proceso de unión de circuítos multicapa, a tensión de laminación diferente producirá diferentes graos de flexión na placa de circuíto impreso. E a medida que aumenta o grosor da placa, aumenta o risco de dobrar unha placa de circuíto impreso composta con dúas estruturas diferentes. As placas de circuíto de capa impar son fáciles de dobrar, mentres que as placas de circuíto impreso de capa pare poden evitar dobrarse.

Se a placa de circuíto impreso está deseñada cun número impar de capas de potencia e un número par de capas de sinal, pódese adoptar o método de engadir capas de potencia. Outro método sinxelo é engadir unha capa de terra no medio da pila sen cambiar a outra configuración. É dicir, o PCB está conectado nun número impar de capas e, a continuación, duplícase unha capa de conexión a terra no medio.

8.  Consideración de custos

En termos de custo de fabricación, as placas de circuíto multicapa son definitivamente máis caras que as placas de circuíto de capa simple e dobre coa mesma área de PCB, e cantas máis capas, maior será o custo. Non obstante, ao considerar a realización das funcións de circuíto e a miniaturización da placa de circuíto, para garantir a integridade do sinal, EMl, EMC e outros indicadores de rendemento, débense utilizar placas de circuíto multicapa na medida do posible. En xeral, a diferenza de custo entre placas de circuíto multicapa e placas de circuíto de capa única e de dúas capas non é moito maior do esperado.