A NYÁK tervezésénél az egyik legalapvetőbb megfontolandó kérdés az, hogy az áramköri funkciók követelményeit kell megvalósítani, hogy mekkora a kábelezési réteg, az alaplap és a teljesítménysík, valamint a nyomtatott áramköri lap bekötési rétege, az alaplap és a teljesítmény. a rétegek számának síkbeli meghatározása és az áramkör funkciója, a jel integritása, az EMI, az EMC, a gyártási költségek és egyéb követelmények.

A legtöbb terv esetében sok egymásnak ellentmondó követelmény van a NYÁK-teljesítményre, a célköltségre, a gyártási technológiára és a rendszer összetettségére vonatkozóan. A NYÁK laminált kialakítása általában kompromisszumos döntés, különféle tényezők mérlegelése után. A nagy sebességű digitális áramkörök és a whisker áramkörök általában többrétegű kártyákkal készülnek.

Íme a lépcsőzetes tervezés nyolc alapelve:

1. Delaminálás

A többrétegű PCB-ben általában van jelréteg (S), tápegység (P) sík és földelő (GND) sík. A teljesítménysík és a GROUND sík általában szegmentálatlan szilárd síkok, amelyek jó kis impedanciájú áram-visszatérési utat biztosítanak a szomszédos jelvezetékek áramának.

A jelrétegek többsége ezen áramforrások vagy földi referenciasík rétegek között helyezkedik el, szimmetrikus vagy aszimmetrikus sávos vonalakat képezve. A többrétegű PCB felső és alsó rétegét általában alkatrészek és kis mennyiségű vezeték elhelyezésére használják. Ezeknek a jeleknek a bekötése nem lehet túl hosszú, hogy csökkentse a vezetékek által okozott közvetlen sugárzást.

2. Határozza meg az egyetlen teljesítmény referenciasíkot

A szétválasztó kondenzátorok használata fontos intézkedés a tápegység integritásának megoldására. A leválasztó kondenzátorok csak a nyomtatott áramköri lap tetején és alján helyezhetők el. A leválasztó kondenzátor, a forrasztópárna és a lyukátmenet elrendezése súlyosan befolyásolja a leválasztó kondenzátor hatását, ami megköveteli, hogy a tervezés során figyelembe kell venni, hogy a leválasztó kondenzátor vezetékének a lehető legrövidebbnek és szélesebbnek kell lennie, és a furathoz csatlakoztatott vezetéknek legyen a lehető legrövidebb is. Például egy nagy sebességű digitális áramkörben lehetőség van arra, hogy a szétválasztó kondenzátort a NYÁK felső rétegére helyezzük, a 2. réteget hozzárendeljük a nagy sebességű digitális áramkörhöz (például a processzorhoz) teljesítményrétegként, 3. réteg mint a jelréteg, és a 4. réteg mint a nagy sebességű digitális áramkör földelése.

Ezenkívül biztosítani kell, hogy az ugyanazon nagy sebességű digitális eszköz által vezérelt jelútválasztás ugyanazt a teljesítményréteget vegye fel, mint a referenciasík, és ez a teljesítményréteg a nagy sebességű digitális eszköz tápellátási rétege.

3. Határozza meg a több teljesítményű referenciasíkot

A több teljesítményű referenciasík több, különböző feszültségű szilárd területre lesz felosztva. Ha a jelréteg szomszédos a többteljesítményű réteggel, akkor a közeli jelrétegen lévő jeláram nem kielégítő visszatérési útba ütközik, ami hézagokhoz vezet a visszatérési úton.

A nagy sebességű digitális jelek esetében ez az ésszerűtlen visszatérési út-kialakítás komoly problémákat okozhat, ezért a nagy sebességű digitális jelvezetékeknek távol kell lenniük a többteljesítményű referenciasíktól.

4.Határozzon meg több földi referenciasíkot

 A több földelési referenciasík (földelési sík) jó alacsony impedanciájú áram visszatérési utat biztosíthat, ami csökkentheti a közös módú EMl-t. Az alapsíkot és a teljesítménysíkot szorosan, a jelréteget pedig szorosan a szomszédos referenciasíkhoz kell csatolni. Ez a rétegek közötti közeg vastagságának csökkentésével érhető el.

5. A kábelezési kombinációt ésszerűen tervezze meg

A jelút által átívelt két réteget „huzalozási kombinációnak” nevezzük. A legjobb huzalozási kombinációt úgy tervezték, hogy elkerülje a visszatérő áramot az egyik referenciasíkról a másikra, hanem az egyik referenciasík egyik pontjáról (felületéről) a másikra. A komplex huzalozás befejezéséhez elkerülhetetlen a vezetékek rétegközi átalakítása. Amikor a jelet rétegek között alakítják át, a visszatérő áramot biztosítani kell, hogy egyenletesen áramoljon egyik referenciasíkról a másikra. Egy tervezésnél ésszerű a szomszédos rétegeket kábelezési kombinációnak tekinteni.

Ha egy jelútnak több réteget kell átívelnie, általában nem ésszerű a kábelezés kombinációjaként használni, mert a több rétegen áthaladó út nem foltos a visszatérő áramok számára. Bár a rugó csökkenthető, ha egy leválasztó kondenzátort helyezünk az átmenő lyuk közelébe, vagy csökkentjük a közeg vastagságát a referenciasíkok között, ez nem jó kialakítás.

6.A huzalozás irányának beállítása

Ha a bekötési irány ugyanazon a jelrétegen van beállítva, akkor biztosítania kell, hogy a legtöbb huzalozási irány konzisztens legyen, és merőleges legyen a szomszédos jelrétegek huzalozási irányaira. Például az egyik jelréteg huzalozási iránya beállítható az „Y-tengely” irányába, a másik szomszédos jelréteg bekötési iránya pedig az „X-tengely” irányába.

7. Aaz egyenletes rétegű szerkezetet doptálta 

A tervezett NYÁK laminálásból megállapítható, hogy a klasszikus laminálási kialakítás szinte minden páros, nem pedig páratlan rétegből áll, ezt a jelenséget többféle tényező okozza.

A nyomtatott áramköri lap gyártási folyamatából tudhatjuk, hogy az áramköri lap összes vezető rétege a magrétegen van mentve, a magréteg anyaga általában kétoldalas burkolólap, amikor a magréteg teljes felhasználása , a nyomtatott áramköri lap vezető rétege egyenletes

Még a réteges nyomtatott áramköri lapoknak is vannak költségelőnyök. A közegréteg és a rézburkolat hiánya miatt a páratlan számú PCB-nyersanyag-rétegek költsége valamivel alacsonyabb, mint a páros PCB-rétegek költsége. Az ODd-rétegű PCB-k feldolgozási költsége azonban nyilvánvalóan magasabb, mint az egyenletes rétegű PCB-ké, mivel az ODd-rétegű PCB-nek a magréteg szerkezeti folyamata alapján nem szabványos laminált magréteg-kötési eljárást kell hozzáadnia. A közös magréteg-szerkezettel összehasonlítva a magréteg szerkezetén kívüli rézburkolat hozzáadása alacsonyabb termelési hatékonysághoz és hosszabb gyártási ciklushoz vezet. A laminálás előtt a külső magréteg további feldolgozást igényel, ami növeli a külső réteg karcolódásának és összekeverésének kockázatát. A megnövekedett külső kezelhetőség jelentősen megnöveli a gyártási költségeket.

Ha a nyomtatott áramköri lap belső és külső rétegét lehűtik a többrétegű áramköri kötési folyamat után, a különböző laminálási feszültség különböző fokú hajlítást eredményez a nyomtatott áramköri lapon. És ahogy a tábla vastagsága növekszik, növekszik a két különböző szerkezetű kompozit nyomtatott áramköri lap meghajlásának kockázata. A páratlan rétegű áramköri lapok könnyen hajlíthatók, míg a páros rétegű nyomtatott áramkörök elkerülhetik a hajlítást.

Ha a nyomtatott áramköri lapot páratlan számú teljesítményréteggel és páros számú jelréteggel tervezték, akkor a teljesítményrétegek hozzáadásának módszere alkalmazható. Egy másik egyszerű módszer az, hogy egy földelő réteget ad hozzá a verem közepéhez anélkül, hogy megváltoztatná a többi beállítást. Vagyis a PCB páratlan számú rétegben van bekötve, majd középen egy földelőréteg duplikálódik.

8.  Költség mérlegelés

Ami a gyártási költséget illeti, a többrétegű áramköri lapok határozottan drágábbak, mint az egy- és kétrétegű áramköri kártyák, amelyeknek ugyanaz a NYÁK területe, és minél több réteg van, annál magasabbak a költségek. Az áramköri funkciók megvalósításának és az áramköri lap miniatürizálásának mérlegelésekor azonban a jelintegritás, az EMl, az EMC és egyéb teljesítménymutatók biztosítása érdekében lehetőség szerint többrétegű áramköri lapokat kell használni. Összességében a többrétegű áramköri kártyák és az egyrétegű és kétrétegű áramkörök közötti költségkülönbség nem sokkal magasabb a vártnál