Projektējot PCB, viens no visvienkāršākajiem jautājumiem, kas jāņem vērā, ir ieviest ķēdes funkciju prasības, cik daudz ir elektroinstalācijas slānis, zemes plakne un strāvas plakne, kā arī drukāts shēmas plates vadu slānis, zemes plakne un slāņu skaita un citu prasību skaita un citu prasību skaita un citu prasību skaita noteikšana.

Lielākajai daļai dizainu ir daudz konfliktējošu prasību par PCB veiktspējas prasībām, mērķa izmaksām, ražošanas tehnoloģiju un sistēmas sarežģītību. PCB laminēts dizains parasti ir kompromisa lēmums pēc dažādu faktoru apsvēršanas. Ātrgaitas digitālās shēmas un ūsas shēmas parasti tiek veidotas ar daudzslāņu dēļiem.

Šeit ir astoņi kaskādes dizaina principi:

1. Delaminācija

Daudzslāņu PCB parasti ir signāla slānis (-i), barošanas avota (P) plakne un zemējuma (GND) plakne. Strāvas plakne un zemes plakne parasti ir nesegmētas cietas plaknes, kas nodrošinās labu zemas nepilnības strāvas atgriešanas ceļu blakus esošo signāla līniju strāvai.

Lielākā daļa signāla slāņu atrodas starp šiem enerģijas avotiem vai zemes atskaites plaknes slāņiem, veidojot simetriskas vai asimetriskas joslas līnijas. Daudzslāņu PCB augšējos un apakšējos slāņus parasti izmanto, lai novietotu komponentus un nelielu daudzumu elektroinstalācijas. Šo signālu vadiem nevajadzētu būt pārāk ilgam, lai samazinātu tiešo starojumu, ko izraisa elektroinstalācija.

2. Nosakiet vienas jaudas atskaites plakni

Atdalīšanas kondensatoru izmantošana ir svarīgs pasākums, lai atrisinātu barošanas avota integritāti. Kondensatorus noņemšanu var novietot tikai PCB augšpusē un apakšā. Atdalīšanas kondensatora, lodēšanas spilventiņa un cauruma caurlaides maršrutēšana nopietni ietekmēs atdalīšanas kondensatora ietekmi, kas prasa, lai dizainam būtu jāņem vērā, ka atdalīšanas kondensatora maršrutēšanai jābūt pēc iespējas īsai un platai, un stieplei, kas savienota ar caurumu, jābūt arī pēc iespējas īsākai. Piemēram, ātrgaitas digitālajā ķēdē ir iespējams novietot atdalīšanas kondensatoru uz PCB augšējā slāņa, piešķirot 2. slāni ātrgaitas digitālajai ķēdei (piemēram, procesors) kā strāvas slāni, 3. slāni kā signāla slāni un 4. slāni kā augsta ātruma digitālās shēmas zemi.

Turklāt ir jāpārliecinās, ka signāla maršrutēšana, ko virza tā pati ātrgaitas digitālā ierīce, uzņem to pašu jaudas slāni kā atskaites plakne, un šis strāvas slānis ir ātrgaitas digitālās ierīces barošanas avota slānis.

3. Nosakiet daudzjaudas atskaites plakni

Daudzjaudas atskaites plakne tiks sadalīta vairākos cietos reģionos ar atšķirīgu spriegumu. Ja signāla slānis atrodas blakus daudzjaudas slānim, tuvējā signāla slāņa signāla strāva saskarsies ar neapmierinošu atgriešanās ceļu, kas novedīs pie nepilnībām atgriešanās ceļā.

Ātrdarbīgiem digitāliem signāliem šis nepamatotais atgriešanās ceļa dizains var izraisīt nopietnas problēmas, tāpēc ir nepieciešams, lai ātrgaitas digitālā signāla elektroinstalācija būtu prom no daudzjaudas atskaites plaknes.

4.Nosakiet vairākas zemes atsauces lidmašīnas

 Vairākas zemes atsauces lidmašīnas (zemējuma plaknes) var nodrošināt labu zemas nepilnības strāvas atgriešanas ceļu, kas var samazināt kopējā režīma EML. Zemes plakne un strāvas plakne ir cieši jāsaista, un signāla slānim jābūt cieši savienotam ar blakus esošo atskaites plakni. To var panākt, samazinot barotnes biezumu starp slāņiem.

5. Projektēšanas vadu kombinācija saprātīgi

Divus slāņus, kas tiek plānoti ar signāla ceļu, sauc par “elektroinstalācijas kombināciju”. Labākā elektroinstalācijas kombinācija ir paredzēta, lai izvairītos no atgriešanās strāvas, kas plūst no vienas atskaites plaknes uz otru, bet tā vietā plūst no vienas atsauces plaknes viena punkta (sejas) uz otru. Lai pabeigtu sarežģīto elektroinstalāciju, elektroinstalācijas starpslāņu pārveidošana ir neizbēgama. Kad signāls tiek pārveidots starp slāņiem, ir jānodrošina atgriešanās strāva, kas vienmērīgi plūst no vienas atskaites plaknes uz otru. Projektā ir saprātīgi uzskatīt blakus esošos slāņus kā vadu kombināciju.

Ja signāla ceļam ir jāaptver vairāki slāņi, tas parasti nav saprātīgs dizains, lai to izmantotu kā elektroinstalācijas kombināciju, jo ceļš caur vairākiem slāņiem nav raibs atgriešanās straumēm. Lai arī atsperi var samazināt, novietojot atdalīšanas kondensatoru netālu no cauruma vai samazinot barotnes biezumu starp atsauces plaknēm, tas nav labs dizains.

6.Elektroinstalācijas virziena iestatīšana

Kad elektroinstalācijas virziens tiek iestatīts uz tā paša signāla slāņa, tam jāpārliecinās, ka vairums vadu virzienu ir konsekventi un tiem jābūt ortogonāliem blakus esošo signāla slāņu elektroinstalācijas virzieniem. Piemēram, viena signāla slāņa elektroinstalācijas virzienu var iestatīt virzienā “y-ass”, un otra blakus esošā signāla slāņa vadu virzienu var iestatīt virzienā “x asis”.

7. aDopeda vienmērīgā slāņa struktūrā 

No projektētās PCB laminēšanas var atrast, ka klasiskā laminēšanas dizains ir gandrīz visi vienmērīgi slāņi, nevis nepāra slāņi, šo parādību izraisa dažādi faktori.

Izdrukātās shēmas plates ražošanas procesā mēs varam zināt, ka viss ķēdes plates vadītspējīgais slānis tiek saglabāts uz serdeņa slāņa, serdeņa slāņa materiāls parasti ir divpusējs apšuvuma plate, kad pilnībā izmantots serdeņa slānis, drukātās ķēdes plates vadošais slānis ir pat vienmēr

Pat slānim drukātām shēmas platēm ir izmaksu priekšrocības. Tā kā nav barotnes slāņa un vara apšuvuma, PCB izejvielu nepāra numurētu slāņu izmaksas ir nedaudz zemākas nekā pat PCB slāņu izmaksas. Tomēr nepāra slāņa PCB apstrādes izmaksas ir acīmredzami augstākas nekā vēl slāņu PCB, jo nepāra slāņa PCB ir jāpievieno nestandarta laminēta kodola slāņa savienošanas process, pamatojoties uz serdes slāņa struktūras procesu. Salīdzinot ar kopējo serdes slāņa struktūru, vara apšuvuma pievienošana ārpus serdeņa slāņa struktūras radīs zemāku ražošanas efektivitāti un ilgāku ražošanas ciklu. Pirms laminēšanas ārējam serdes slānim ir nepieciešama papildu apstrāde, kas palielina risku, ka risks saskrāpē un neizmanto ārējo slāni. Palielināta ārējā apstrāde ievērojami palielinās ražošanas izmaksas.

Kad drukātās ķēdes plates iekšējie un ārējie slāņi tiek atdzesēti pēc daudzslāņu ķēdes savienošanas procesa, atšķirīgais laminēšanas spriegums radīs dažādas lieces pakāpes uz iespiestā shēmas plates. Un, palielinoties tāfeles biezumam, palielinās kompozītmateriāla drukātas shēmas plates risks ar divām dažādām struktūrām. Nepāra slāņa shēmas plates ir viegli saliekamas, savukārt vienslāņu drukātās shēmas plates var izvairīties no liekšanas.

Ja iespiestā shēmas plate ir izstrādāta ar nepāra skaitu strāvas slāņu un vienmērīgu signāla slāņu skaitu, var izmantot enerģijas slāņu pievienošanas metodi. Vēl viena vienkārša metode ir zemējuma slāņa pievienošana kaudzes vidū, nemainot citus iestatījumus. Tas ir, PCB ir savienots nepāra skaitā slāņu, un pēc tam vidū tiek dublēts zemējuma slānis.

8.  Izmaksu apsvēršana

Ražošanas izmaksu ziņā daudzslāņu shēmas plates noteikti ir dārgākas nekā viena un dubultā slāņa shēmas plates ar tādu pašu PCB zonu un jo vairāk slāņu, jo augstākas ir izmaksas. Tomēr, apsverot ķēdes funkciju realizāciju un shēmas plates miniaturizāciju, lai nodrošinātu signāla integritāti, EML, EMC un citus veiktspējas rādītājus, pēc iespējas jāizmanto daudzslāņu shēmas plates. Kopumā izmaksu starpība starp daudzslāņu shēmas platēm un viena slāņa un divslāņu shēmu platēm nav daudz augstāka, nekā gaidīts