Prilikom projektiranja PCB-a, jedno od najosnovnijih pitanja koje treba razmotriti je implementacija zahtjeva funkcija kruga za koliko sloj ožičenja, uzemljenje i naponski sloj, i sloj ožičenja tiskane ploče, uzemljenje i napajanje ravninsko određivanje broja slojeva i funkcije kruga, cjelovitost signala, EMI, EMC, troškovi proizvodnje i drugi zahtjevi.

Za većinu dizajna postoje mnogi proturječni zahtjevi u pogledu zahtjeva za performansama PCB-a, ciljne cijene, tehnologije proizvodnje i složenosti sustava. Laminirani dizajn PCB-a obično je kompromisna odluka nakon razmatranja različitih čimbenika. Digitalni sklopovi velike brzine i strujni krugovi obično su dizajnirani s višeslojnim pločama.

Evo osam principa za kaskadni dizajn:

1. Delaminacija

U višeslojnoj tiskanoj ploči obično postoji signalni sloj (S), ravnina napajanja (P) i ravnina uzemljenja (GND). Ravnina napajanja i ravnina UZEMLJANJA obično su nesegmentirane čvrste ravnine koje će osigurati dobar povratni put struje niske impedancije za struju susjednih signalnih linija.

Većina slojeva signala nalazi se između ovih izvora napajanja ili slojeva referentne ravnine tla, tvoreći simetrične ili asimetrične trake. Gornji i donji sloj višeslojnog PCB-a obično se koriste za postavljanje komponenti i male količine ožičenja. Ožičenje ovih signala ne smije biti predugo kako bi se smanjilo izravno zračenje uzrokovano ožičenjem.

2. Odredite referentnu ravninu pojedinačne snage

Korištenje kondenzatora za odvajanje važna je mjera za rješavanje integriteta napajanja. Kondenzatori za odvajanje mogu se postaviti samo na vrh i dno PCB-a. Usmjeravanje kondenzatora za odvajanje, podloge za lemljenje i prolaza otvora ozbiljno će utjecati na učinak kondenzatora za razdvajanje, što zahtijeva da dizajn mora uzeti u obzir da smjer kondenzatora za razdvajanje treba biti što kraći i širi, a žica spojena na otvor treba također biti što kraći. Na primjer, u digitalnom krugu velike brzine, moguće je postaviti kondenzator za odvajanje na gornji sloj PCB-a, dodijeliti sloj 2 digitalnom krugu velike brzine (kao što je procesor) kao sloj napajanja, sloj 3 kao sloj signala, a sloj 4 kao uzemljenje digitalnog kruga velike brzine.

Osim toga, potrebno je osigurati da usmjeravanje signala koje pokreće isti digitalni uređaj velike brzine ima isti sloj napajanja kao referentna ravnina, a ovaj sloj napajanja je sloj napajanja digitalnog uređaja velike brzine.

3. Odredite višestruku referentnu ravninu

Referentna ravnina s više snaga bit će podijeljena u nekoliko čvrstih područja s različitim naponima. Ako je sloj signala susjedan sloju s više snaga, struja signala na obližnjem sloju signala naići će na nezadovoljavajući povratni put, što će dovesti do praznina u povratnom putu.

Za digitalne signale velike brzine, ovaj nerazumni dizajn povratnog puta može uzrokovati ozbiljne probleme, stoga je potrebno da ožičenje digitalnog signala velike brzine bude udaljeno od referentne ravnine s više snaga.

4.Odredite više referentnih ravnina tla

 Višestruke referentne ravnine uzemljenja (ravnine uzemljenja) mogu pružiti dobar povratni put struje niske impedancije, što može smanjiti EMl zajedničkog načina rada. Uzemljena ravnina i elektroenergetska ravnina trebaju biti čvrsto povezane, a signalni sloj treba biti čvrsto povezan sa susjednom referentnom ravninom. To se može postići smanjenjem debljine medija između slojeva.

5. Dizajnirajte razumnu kombinaciju ožičenja

Dva sloja prevučena putem signala nazivaju se "kombinacija ožičenja". Najbolja kombinacija ožičenja dizajnirana je tako da izbjegne povratnu struju koja teče iz jedne referentne ravnine u drugu, već umjesto toga teče iz jedne točke (lice) jedne referentne ravnine u drugu. Kako bi se dovršilo složeno ožičenje, međuslojna konverzija ožičenja je neizbježna. Kada se signal pretvara između slojeva, potrebno je osigurati da povratna struja glatko teče iz jedne referentne ravnine u drugu. U dizajnu je razumno razmotriti susjedne slojeve kao kombinaciju ožičenja.

Ako put signala treba obuhvatiti više slojeva, obično nije razuman dizajn koristiti ga kao kombinaciju ožičenja, jer put kroz više slojeva nije nerazvrstan za povratne struje. Iako se opruga može smanjiti postavljanjem kondenzatora za odvajanje blizu prolaznog otvora ili smanjenjem debljine medija između referentnih ravnina, to nije dobar dizajn.

6.Postavljanje smjera ožičenja

Kada je smjer ožičenja postavljen na istom sloju signala, trebao bi osigurati da je većina smjerova ožičenja dosljedna i trebala bi biti okomita na smjerove ožičenja susjednih slojeva signala. Na primjer, smjer ožičenja jednog signalnog sloja može se postaviti na smjer "Y-osi", a smjer ožičenja drugog susjednog signalnog sloja može se postaviti na smjer "X-osi".

7. Aodbacio ravnomjernu strukturu slojeva 

Iz dizajnirane PCB laminacije može se zaključiti da se klasična laminacija sastoji od gotovo svih parnih slojeva, a ne neparnih slojeva, a ovu pojavu uzrokuju različiti čimbenici.

Iz proizvodnog procesa tiskane ploče možemo znati da je sav vodljivi sloj u tiskanoj ploči spremljen na sloju jezgre, materijal sloja jezgre je općenito dvostrana ploča za oblaganje, kada se puna upotreba sloja jezgre , vodljivi sloj tiskane ploče je ravnomjeran

Ravnoslojne tiskane ploče imaju prednosti u pogledu cijene. Zbog nepostojanja sloja medija i bakrene obloge, cijena neparnih slojeva PCB sirovina nešto je niža od cijene parnih slojeva PCB-a. Međutim, trošak obrade PCB-a Odd-sloja očito je viši od troška PCB-a ravnog sloja jer PCB-u Odd-sloja treba dodati nestandardni postupak spajanja laminiranog sloja jezgre na temelju procesa strukture sloja jezgre. U usporedbi s uobičajenom strukturom sloja jezgre, dodavanje bakrene obloge izvan strukture sloja jezgre dovest će do niže učinkovitosti proizvodnje i duljeg proizvodnog ciklusa. Prije laminiranja, vanjski sloj jezgre zahtijeva dodatnu obradu, što povećava rizik od grebanja i pogrešnog zarezivanja vanjskog sloja. Povećano vanjsko rukovanje značajno će povećati troškove proizvodnje.

Kada se unutarnji i vanjski sloj tiskane ploče ohlade nakon procesa spajanja višeslojnog kruga, različita napetost laminacije proizvest će različite stupnjeve savijanja na tiskanoj ploči. A kako se debljina ploče povećava, rizik od savijanja kompozitne tiskane ploče s dvije različite strukture raste. Neparne ploče se lako savijaju, dok parne ploče mogu izbjeći savijanje.

Ako je tiskana ploča dizajnirana s neparnim brojem slojeva napajanja i parnim brojem slojeva signala, može se usvojiti metoda dodavanja slojeva napajanja. Još jedna jednostavna metoda je dodavanje sloja uzemljenja u sredinu hrpe bez mijenjanja ostalih postavki. To jest, PCB je ožičen u neparan broj slojeva, a zatim se sloj uzemljenja duplicira u sredini.

8.  Razmatranje troškova

Što se tiče troškova proizvodnje, višeslojne pločice su definitivno skuplje od jednoslojnih i dvoslojnih pločica s istom površinom PCB-a, a što je više slojeva, to je veći trošak. Međutim, kada se razmatra realizacija funkcija strujnog kruga i minijaturizacija sklopovske ploče, kako bi se osigurao integritet signala, EMl, EMC i drugi pokazatelji performansi, trebalo bi koristiti višeslojne strujne ploče koliko god je to moguće. Općenito, razlika u cijeni između višeslojnih sklopnih ploča i jednoslojnih i dvoslojnih sklopnih ploča nije puno veća od očekivane