Projektuojant PCB, vienas iš pagrindinių klausimų, į kurį reikia atsižvelgti, yra įgyvendinti grandinės funkcijų reikalavimus, kad reikia, kiek laidų sluoksnis, įžeminimo plokštuma ir galios plokštuma bei spausdintos grandinės plokštės laidų sluoksnis, žemės plokštumos ir kitų sluoksnių skaičiaus nustatymas bei grandinės funkcija, signalo integravimas, EMC, EMC, gamybos išlaidos ir kiti reikalavimai.

Daugeliui dizainų yra daugybė prieštaringų reikalavimų dėl PCB veiklos reikalavimų, tikslinių sąnaudų, gamybos technologijos ir sistemos sudėtingumo. Laminuotas PCB dizainas paprastai yra kompromisinis sprendimas, svarstant įvairius veiksnius. Didelės spartos skaitmeninės grandinės ir ūso grandinės paprastai yra suprojektuotos su daugiasluoksnėmis lentomis.

Čia yra aštuoni kaskadinių dizaino principai:

1. DELAMATION

Daugiasluoksniame PCB paprastai yra signalo sluoksnio (-ų), maitinimo šaltinio (P) plokštumos ir įžeminimo (GND) plokštuma. Maitinimo plokštuma ir žemės plokštuma paprastai yra nesegmentinės kietos plokštumos, kurios užtikrins gerą mažos varžos srovės grąžinimo kelią gretimų signalo linijų srovei.

Dauguma signalo sluoksnių yra tarp šių galios šaltinių arba antžeminės atskaitos plokštumos sluoksnių, sudarančių simetriškas arba asimetrines juostines linijas. Daugiasluoksnio PCB viršutiniai ir apatiniai sluoksniai paprastai naudojami komponentams dedant ir nedidelį kiekį laidų. Šių signalų laidai neturėtų būti per ilgi, kad būtų sumažinta tiesioginė laidų radiacija.

2. Nustatykite vieną galios atskaitos plokštumą

Naudojant atsiejimo kondensatorius yra svarbi priemonė, norint išspręsti energijos tiekimo vientisumą. Kondensatorių atsiejimo kondensatorius gali būti dedamas tik PCB viršuje ir apačioje. Atsiejimo kondensatoriaus, litavimo pagalvėlės ir skylių pravažiavimo maršrutas turės didelę įtaką atsiejimo kondensatoriaus poveikiui, todėl reikia, kad dizainas turi atsižvelgti, kad atsiejimo kondensatoriaus maršrutas turėtų būti kuo trumpesnis, o prie skylės prijungtos viela taip pat turėtų būti kuo trumpesnė. Pvz., Greitoje skaitmeninėje grandinėje galima pastatyti atsiejimo kondensatorių ant viršutinio PCB sluoksnio, priskirti 2 sluoksnį greitaeigiai skaitmeninei grandinei (pavyzdžiui, procesoriui) kaip galios sluoksnį, 3 sluoksnį kaip signalo sluoksnį ir 4 sluoksnį kaip greitą skaitmeninę grandinę.

Be to, būtina įsitikinti, kad to paties greitojo skaitmeninio įrenginio nukreiptas signalo maršrutas užima tą patį galios sluoksnį kaip ir etaloninė plokštuma, o šis galios sluoksnis yra greitojo skaitmeninio įrenginio maitinimo sluoksnis.

3. Nustatykite kelių galių atskaitos plokštumą

Kelių galių etaloninė plokštuma bus padalyta į keletą kietų regionų, kurių įtampa yra skirtinga. Jei signalo sluoksnis yra greta daugialypės galios sluoksnio, signalo srovė, esanti netoliese esančiame signalo sluoksnyje, susidurs su nepatenkinamu grįžimo keliu, kuris sukels grįžimo kelio trūkumą.

Didelės spartos skaitmeniniams signalams šis nepagrįstas grįžimo kelio dizainas gali sukelti rimtų problemų, todėl reikalaujama, kad greitaeigių skaitmeninių signalų laidai turėtų būti atokiau nuo kelių galių atskaitos plokštumos.

4.Nustatykite kelis žemės atskaitos plokštumas

 Kelios antžeminės atskaitos plokštumos (įžeminimo plokštumos) gali suteikti gerą mažo varžybos srovės kelią, kuris gali sumažinti bendrojo režimo EML. Žemės plokštuma ir galios plokštuma turi būti sandariai sujungta, o signalo sluoksnis turėtų būti sandariai sujungtas su gretimu atskaitos plokštuma. Tai galima pasiekti sumažinus terpės storią tarp sluoksnių.

5. Projektavimo laidų derinys pagrįstai

Du sluoksniai, apimti signalo keliu, yra vadinami „laidų deriniu“. Geriausias laidų derinys yra skirtas išvengti grąžinimo srovės, tekančios iš vienos atskaitos plokštumos į kitą, tačiau vietoj to teka iš vieno atskaitos plokštumos taško (paviršiaus) į kitą. Norint užbaigti sudėtingą laidą, laidų tarpsluoksnio konvertavimas yra neišvengiamas. Kai signalas konvertuojamas tarp sluoksnių, grąžinimo srovė turėtų būti užtikrinta sklandžiai tekėti iš vienos atskaitos plokštumos į kitą. Projekte pagrįstai gretimų sluoksnių yra laidų derinio.

Jei signalo kelias turi apimti kelis sluoksnius, paprastai tai nėra pagrįstas dizainas, kad jis būtų naudojamas kaip laidų derinys, nes kelias per kelis sluoksnius grąžinimo srovėms nėra fragmentas. Nors spyruoklę galima sumažinti padėjus atsiejimo kondensatorių šalia skylės arba sumažinant terpės storią tarp atskaitos plokštumų, tai nėra geras dizainas.

6.Laidų kryptis

Kai laidų kryptis nustatoma tame pačiame signalo sluoksnyje, ji turėtų užtikrinti, kad dauguma laidų krypčių būtų pastovios ir turėtų būti stačiakampiai gretimų signalo sluoksnių laidų kryptys. Pavyzdžiui, vieno signalo sluoksnio laidų kryptį galima nustatyti į „y ašies“ kryptį, o kito gretimo signalo sluoksnio laidų kryptį galima nustatyti „X ašies“ kryptimi.

7. apanaikino tolygų sluoksnio struktūrą 

Iš suprojektuoto PCB laminavimo galima rasti, kad klasikinio laminavimo dizainas yra beveik visi lygūs sluoksniai, o ne nelyginiai sluoksniai, šį reiškinį sukelia daugybė veiksnių.

Iš spausdintos plokštės gamybos proceso galime žinoti, kad visas laidus sluoksnio sluoksnis yra išsaugotas šerdies sluoksnyje, pagrindinio sluoksnio medžiaga paprastai yra dvipusė apvalkalo plokštėje, kai visiškas šerdies sluoksnio naudojimas, atspausdintos grandinės plokštės laidus sluoksnis yra lygus lygus.

Net sluoksnio spausdintos plokštės turi išlaidų pranašumų. Dėl to, kad nėra terpės ir vario apvalkalo sluoksnio, PCB žaliavų sluoksnių sąnaudos yra šiek tiek mažesnės nei lygios PCB sluoksnių kaina. Tačiau nelyginio sluoksnio PCB apdorojimo kaina yra akivaizdžiai didesnė nei lygiaverčio PCB, nes nelyginis sluoksnio PCB turi pridėti nestandartinį laminuoto šerdies sluoksnio surišimo procesą, remiantis pagrindinio sluoksnio struktūros procesu. Palyginti su įprasta šerdies sluoksnio struktūra, pridėjus vario apvalkalą už šerdies sluoksnio struktūros, sumažės gamybos efektyvumas ir ilgesnis gamybos ciklas. Prieš laminuodamas, išoriniam šerdies sluoksniui reikia papildomo apdorojimo, o tai padidina išorinio sluoksnio subraižymo ir suginklavimo riziką. Padidėjęs išorinis tvarkymas žymiai padidins gamybos sąnaudas.

Kai atspausdintos grandinės plokštės vidiniai ir išoriniai sluoksniai atvėsinami po daugiasluoksnės grandinės surišimo proceso, skirtingas laminavimo įtampa sukels skirtingą lenkimo laipsnį ant spausdintos grandinės plokštės. Didėjant plokštės storiui, padidėja rizika sulenkti kompozicinę spausdintos plokštės plokštę su dviem skirtingomis konstrukcijomis. Nelygintų sluoksnių plokštės yra lengvai lenktos, o lygios sluoksnio spausdintos plokštės gali išvengti lenkimo.

Jei spausdintos grandinės plokštė yra suprojektuota su nelyginiu galios sluoksnių skaičiumi ir tolygiu signalo sluoksnių skaičiumi, galima pritaikyti galios sluoksnių pridėjimo metodą. Kitas paprastas būdas yra pridėti įžeminimo sluoksnį kamino viduryje nekeičiant kitų nustatymų. Tai yra, PCB yra sujungtas nelyginiu skaičiumi sluoksnių, o tada įžeminimo sluoksnis dubliuojamas viduryje.

8.  Išlaidų svarstymas

Kalbant apie gamybos sąnaudas, daugiasluoksnės plokštės yra neabejotinai brangesnės nei vienos ir dvigubo sluoksnio plokštės, turinčios tą pačią PCB sritį, ir kuo daugiau sluoksnių, tuo didesnės išlaidos. Tačiau, atsižvelgiant į grandinės funkcijų ir grandinės plokštės miniatiūrizacijos realizavimą, siekiant užtikrinti signalo vientisumą, EML, EMC ir kitus našumo rodiklius, daugiasluoksnės grandinės plokštės turėtų būti naudojamos kuo labiau. Apskritai, išlaidų skirtumas tarp kelių sluoksnių plokščių ir vieno sluoksnio ir dviejų sluoksnių plokščių nėra daug didesnis nei tikėtasi