Під час проектування друкованої плати одним із найголовніших питань, яке слід розглянути, є реалізація вимог до функцій схеми щодо того, скільки шару проводки, площини заземлення та площини живлення, а також шару проводки друкованої плати, площини заземлення та живлення площинне визначення кількості шарів і функції схеми, цілісності сигналу, EMI, EMC, витрат на виробництво та інших вимог.

Для більшості проектів існує багато суперечливих вимог щодо вимог до продуктивності друкованої плати, цільової вартості, технології виробництва та складності системи. Ламінований дизайн друкованої плати зазвичай є компромісним рішенням після розгляду різних факторів. Високошвидкісні цифрові схеми та мікросхеми, як правило, розроблені з багатошаровими платами.

Ось вісім принципів каскадного дизайну:

1. Dелімінація

У багатошаровій друкованій платі зазвичай є сигнальний рівень (S), площина джерела живлення (P) і площина заземлення (GND). Площина потужності та площина ЗАЗЕМЛЕННЯ зазвичай є несегментованими суцільними площинами, які забезпечать хороший зворотний шлях струму з низьким опором для струму сусідніх сигнальних ліній.

Більшість шарів сигналу розташовані між цими джерелами живлення або шарами базової площини заземлення, утворюючи симетричні або асиметричні смугові лінії. Верхній і нижній шари багатошарової друкованої плати зазвичай використовуються для розміщення компонентів і невеликої кількості проводів. Проводка цих сигналів не повинна бути надто довгою, щоб зменшити пряме випромінювання, спричинене проводкою.

2. Визначити єдину еталонну площину

Використання розв'язувальних конденсаторів є важливим заходом для вирішення цілісності джерела живлення. Розв'язувальні конденсатори можна розміщувати лише у верхній і нижній частині друкованої плати. Розводка конденсатора розв’язки, контактної площадки для пайки та проходу отвору серйозно вплине на ефект розв’язувального конденсатора, що вимагає, щоб при проектуванні прокладка розв’язувального конденсатора була якомога коротшою та ширшою, а провід, підключений до отвору, також бути якомога коротшим. Наприклад, у високошвидкісній цифровій схемі можна розмістити розв’язувальний конденсатор на верхньому шарі друкованої плати, призначити рівень 2 високошвидкісній цифровій схемі (наприклад, процесору) як рівень живлення, рівень 3 як рівень сигналу, а рівень 4 як заземлення високошвидкісної цифрової схеми.

Крім того, необхідно переконатися, що маршрутизація сигналу, керована тим самим високошвидкісним цифровим пристроєм, приймає той самий рівень потужності, що й базова площина, і цей рівень потужності є рівнем джерела живлення високошвидкісного цифрового пристрою.

3. Визначте багатостепенну площину відліку

Багатоступенева опорна площина буде розділена на кілька суцільних областей з різними напругами. Якщо рівень сигналу суміжний з рівнем з багатьма потужностями, струм сигналу на сусідньому рівні сигналу зустрінеться з незадовільним зворотним шляхом, що призведе до розривів у зворотному шляху.

Для високошвидкісних цифрових сигналів ця необґрунтована конструкція зворотного шляху може спричинити серйозні проблеми, тому необхідно, щоб проводка високошвидкісного цифрового сигналу була подалі від опорної площини з кількома потужностями.

4.Визначте кілька опорних площин землі

 Кілька опорних площин заземлення (площин заземлення) можуть забезпечити хороший зворотний шлях струму з низьким опором, що може зменшити синфазний EM1. Площина заземлення та площина потужності повинні бути тісно пов’язані, а сигнальний рівень має бути тісно пов’язаний із сусідньою опорною площиною. Цього можна досягти шляхом зменшення товщини середовища між шарами.

5. Розумно проектувати поєднання проводів

Два шари, охоплені шляхом сигналу, називаються «комбінацією проводів». Найкраща комбінація проводів призначена для уникнення зворотного струму, що тече від однієї опорної площини до іншої, а натомість тече від однієї точки (грані) однієї базової площини до іншої. Щоб завершити складну проводку, неминуче проміжне перетворення проводки. Коли сигнал перетворюється між шарами, необхідно забезпечити плавний перебіг зворотного струму з однієї базової площини в іншу. У проекті доцільно розглядати суміжні шари як комбінацію проводів.

Якщо шлях сигналу повинен охоплювати кілька шарів, зазвичай нерозумно використовувати його як комбінацію проводів, оскільки шлях через кілька шарів не є розривним для зворотних струмів. Хоча пружину можна зменшити, розмістивши розв’язувальний конденсатор біля наскрізного отвору або зменшивши товщину середовища між опорними площинами, це не є хорошою конструкцією.

6.Налаштування напрямку проводки

Якщо напрямок проводки встановлено на тому самому рівні сигналу, він повинен гарантувати, що більшість напрямків проводки є узгодженими та мають бути ортогональними до напрямків проводки сусідніх шарів сигналу. Наприклад, напрямок проводки одного сигнального шару може бути встановлений у напрямку «вісь Y», а напрямок проводки іншого сусіднього сигнального шару може бути встановлений у напрямку «вісь X».

7. Авибрали структуру рівного шару 

З розробленого ламінування друкованої плати можна виявити, що класичний дизайн ламінування складається майже з парних шарів, а не з непарних шарів, це явище спричинене різними факторами.

З процесу виробництва друкованої плати ми можемо знати, що весь провідний шар друкованої плати зберігається на шарі сердечника, матеріалом шару сердечника є, як правило, двостороння облицювальна плата, коли повне використання шару сердечника провідний шар друкованої плати рівний

Рівношарові друковані плати мають економічні переваги. Через відсутність шару носія та мідної оболонки вартість непарних шарів сировини для друкованої плати трохи нижча, ніж вартість парних шарів друкованої плати. Однак вартість обробки друкованої плати з шаром ODd, очевидно, вища, ніж вартість друкованої плати з парним шаром, оскільки друкована плата з шаром ODd потребує додавання нестандартного процесу з’єднання ламінованого основного шару на основі процесу структури основного шару. Порівняно зі звичайною структурою основного шару, додавання мідного покриття поза структурою основного шару призведе до зниження ефективності виробництва та подовження виробничого циклу. Перед ламінуванням зовнішній основний шар потребує додаткової обробки, що збільшує ризик подряпин і неправильних зрізів зовнішнього шару. Збільшення зовнішньої обробки значно збільшить витрати на виробництво.

Коли внутрішній і зовнішній шари друкованої плати охолоджуються після процесу склеювання багатошарової схеми, різний натяг ламінування призведе до різного ступеня вигину на друкованій платі. А зі збільшенням товщини плати підвищується ризик згинання композитної друкованої плати з двома різними структурами. Непарні друковані плати легко згинати, тоді як парні друковані плати можна уникнути згинання.

Якщо друкована плата розроблена з непарною кількістю шарів живлення та парною кількістю шарів сигналу, можна застосувати метод додавання шарів живлення. Інший простий метод полягає в додаванні шару заземлення в середину стека без зміни інших параметрів. Тобто друкована плата з’єднується в непарну кількість шарів, а потім посередині дублюється шар заземлення.

8.  Розгляд вартості

З точки зору вартості виробництва, багатошарові друковані плати безперечно дорожчі, ніж одно- та двошарові друковані плати з однаковою площею друкованої плати, і чим більше шарів, тим вища вартість. Однак, розглядаючи реалізацію функцій схеми та мініатюризацію друкованої плати, щоб забезпечити цілісність сигналу, EM1, EMC та інші показники ефективності, слід, наскільки це можливо, використовувати багатошарові друковані плати. Загалом різниця у вартості між багатошаровими друкованими платами та одношаровими та двошаровими друкованими платами не набагато вища за очікувану