När man designar PCB är en av de mest grundläggande frågorna att överväga att implementera kraven på kretsfunktionerna behöver för hur mycket ett ledningsskikt, jordplanet och kraftplanet, och kretskortsledningsskiktet, jordplanet och kraften plan bestämning av antalet lager och kretsens funktion, signalintegritet, EMI, EMC, tillverkningskostnader och andra krav.

För de flesta konstruktioner finns det många motstridiga krav på PCB-prestandakrav, målkostnad, tillverkningsteknik och systemkomplexitet. Den laminerade designen av PCB är vanligtvis ett kompromissbeslut efter att ha övervägt olika faktorer. Digitala höghastighetskretsar och whiskerkretsar är vanligtvis utformade med flerskiktskort.

Här är åtta principer för kaskaddesign:

1. Delaminering

I ett flerskiktskretskort finns det vanligtvis signallager (S), strömförsörjningsplan (P) och jordningsplan (GND). Effektplanet och JORDplanet är vanligtvis osegmenterade helplan som kommer att ge en bra strömreturväg med låg impedans för strömmen av intilliggande signallinjer.

De flesta av signalskikten är belägna mellan dessa kraftkällor eller jordreferensplanskikt och bildar symmetriska eller asymmetriska bandlinjer. De övre och nedre lagren av ett flerlagers PCB används vanligtvis för att placera komponenter och en liten mängd ledningar. Ledningarna för dessa signaler bör inte vara för långa för att minska den direkta strålningen som orsakas av kablarna.

2. Bestäm det enda effektreferensplanet

Användningen av frånkopplingskondensatorer är en viktig åtgärd för att lösa strömförsörjningens integritet. Frånkopplingskondensatorer kan endast placeras i toppen och botten av kretskortet. Ledningen av frånkopplingskondensator, löddyna och hålpassage kommer allvarligt att påverka effekten av frånkopplingskondensator, vilket kräver att konstruktionen måste beakta att dragningen av frånkopplingskondensatorn ska vara så kort och bred som möjligt, och tråden som är ansluten till hålet bör också vara så kort som möjligt. Till exempel, i en digital höghastighetskrets, är det möjligt att placera avkopplingskondensatorn på det översta lagret av kretskortet, tilldela lager 2 till den digitala höghastighetskretsen (som processorn) som kraftlager, lager 3 som signalskiktet och skiktet 4 som den digitala höghastighetskretsens jord.

Dessutom är det nödvändigt att säkerställa att signaldirigeringen som drivs av samma digitala höghastighetsanordning tar samma effektskikt som referensplanet, och detta effektskikt är strömförsörjningsskiktet för den digitala höghastighetsanordningen.

3. Bestäm referensplanet med flera effekt

Flereffektsreferensplanet kommer att delas upp i flera solida områden med olika spänningar. Om signalskiktet ligger intill multieffektskiktet kommer signalströmmen på det närliggande signalskiktet att möta en otillfredsställande returväg, vilket kommer att leda till luckor i returvägen.

För digitala höghastighetssignaler kan denna orimliga returvägsdesign orsaka allvarliga problem, så det krävs att höghastighets digitala signalledningar ska vara borta från flereffektreferensplanet.

4.Bestäm flera markreferensplan

 Flera jordreferensplan (jordplan) kan ge en bra strömreturväg med låg impedans, vilket kan minska common-mode EMI. Jordplanet och kraftplanet bör vara tätt kopplade, och signalskiktet bör vara tätt kopplat till det intilliggande referensplanet. Detta kan uppnås genom att minska tjockleken på mediet mellan lagren.

5. Designa kabelkombination rimligt

De två skikten som täcks av en signalväg kallas en "ledningskombination". Den bästa ledningskombinationen är utformad för att undvika att returströmmen flyter från ett referensplan till ett annat, utan flyter istället från en punkt (yta) av ett referensplan till en annan. För att slutföra den komplexa ledningsdragningen är mellanskiktsomvandlingen av ledningarna oundviklig. När signalen omvandlas mellan skikt, bör returströmmen säkerställas att flyta jämnt från ett referensplan till ett annat. I en design är det rimligt att betrakta intilliggande lager som en ledningskombination.

Om en signalväg behöver sträcka sig över flera lager är det vanligtvis inte en rimlig design att använda den som en ledningskombination, eftersom en väg genom flera lager inte är ojämn för returströmmar. Även om fjädern kan reduceras genom att placera en frånkopplingskondensator nära det genomgående hålet eller minska tjockleken på mediet mellan referensplanen, är det inte en bra design.

6.Ställa in ledningsriktning

När ledningsriktningen är inställd på samma signallager bör den säkerställa att de flesta ledningsriktningarna är konsekventa och bör vara ortogonala mot ledningsriktningarna för intilliggande signallager. Till exempel kan ledningsriktningen för ett signallager ställas in i "Y-axelns" riktning, och ledningsriktningen för ett annat angränsande signalskikt kan ställas in i riktningen "X-axeln".

7. Adoppade den jämna lagerstrukturen 

Det kan konstateras från den designade PCB-lamineringen att den klassiska lamineringsdesignen är nästan alla jämna lager, snarare än udda lager, detta fenomen orsakas av en mängd olika faktorer.

Från tillverkningsprocessen för tryckt kretskort kan vi veta att allt ledande skikt i kretskortet sparas på kärnskiktet, materialet i kärnskiktet är vanligtvis dubbelsidigt beklädnadskort, när kärnskiktet används fullt ut. , det ledande lagret av kretskort är jämnt

Även lagertryckta kretskort har kostnadsfördelar. På grund av frånvaron av ett lager av media och kopparbeklädnad är kostnaden för udda lager av PCB-råmaterial något lägre än kostnaden för jämna lager av PCB. Emellertid är bearbetningskostnaden för ODd-lagers PCB uppenbarligen högre än den för jämna lager PCB eftersom ODd-lagers PCB behöver lägga till en icke-standardiserad laminerad kärnlagerbindningsprocess på basis av kärnskiktets strukturprocess. Jämfört med den vanliga kärnskiktsstrukturen kommer att lägga till kopparbeklädnad utanför kärnskiktsstrukturen att leda till lägre produktionseffektivitet och längre produktionscykel. Innan laminering kräver det yttre kärnskiktet ytterligare bearbetning, vilket ökar risken för repor och feletsning av ytterskiktet. Den ökade yttre hanteringen kommer att öka tillverkningskostnaderna avsevärt.

När de inre och yttre lagren av det tryckta kretskortet kyls efter flerlagers kretsbindningsprocessen kommer den olika lamineringsspänningen att ge olika grader av böjning på det tryckta kretskortet. Och i takt med att kortets tjocklek ökar ökar risken att böja ett sammansatt kretskort med två olika strukturer. Udda lager kretskort är lätta att böja, medan jämna lager kretskort kan undvika att böjas.

Om det tryckta kretskortet är utformat med ett udda antal effektlager och ett jämnt antal signallager, kan metoden att lägga till effektlager användas. En annan enkel metod är att lägga till ett jordningslager i mitten av stapeln utan att ändra de andra inställningarna. Det vill säga, kretskortet är kopplat i ett udda antal lager, och sedan dupliceras ett jordningslager i mitten.

8.  Kostnadsövervägande

När det gäller tillverkningskostnad är flerskiktskretskort definitivt dyrare än enkel- och dubbelskiktskretskort med samma PCB-area, och ju fler lager, desto högre kostnad. Men när man överväger realiseringen av kretsfunktioner och kretskortsminiatyrisering, för att säkerställa signalintegritet, EMl, EMC och andra prestandaindikatorer, bör flerskiktskretskort användas så långt det är möjligt. Totalt sett är kostnadsskillnaden mellan flerlagers kretskort och enkellagers och tvålagers kretskort inte mycket högre än förväntat