PCB ડિઝાઇન કરતી વખતે, સર્કિટ ફંક્શન્સની આવશ્યકતાઓને અમલમાં મૂકવાનો સૌથી મૂળભૂત પ્રશ્ન એ છે કે વાયરિંગ લેયર, ગ્રાઉન્ડ પ્લેન અને પાવર પ્લેન અને પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ વાયરિંગ લેયર, ગ્રાઉન્ડ પ્લેન અને પાવર કેટલી હોવી જોઈએ. સ્તરોની સંખ્યા અને સર્કિટ કાર્ય, સિગ્નલ અખંડિતતા, EMI, EMC, ઉત્પાદન ખર્ચ અને અન્ય જરૂરિયાતોનું પ્લેન નિર્ધારણ.

મોટાભાગની ડિઝાઇન માટે, PCB કામગીરીની જરૂરિયાતો, લક્ષ્ય કિંમત, ઉત્પાદન તકનીક અને સિસ્ટમ જટિલતા પર ઘણી વિરોધાભાસી આવશ્યકતાઓ છે.PCB ની લેમિનેટ ડિઝાઇન સામાન્ય રીતે વિવિધ પરિબળોને ધ્યાનમાં લીધા પછી સમાધાનકારી નિર્ણય છે.હાઇ-સ્પીડ ડિજિટલ સર્કિટ અને વ્હિસ્કર સર્કિટ સામાન્ય રીતે મલ્ટિલેયર બોર્ડ સાથે ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે.

કાસ્કેડિંગ ડિઝાઇન માટે અહીં આઠ સિદ્ધાંતો છે:

1. Dઇલેમિનેશન

મલ્ટિલેયર PCBમાં, સામાન્ય રીતે સિગ્નલ લેયર (S), પાવર સપ્લાય (P) પ્લેન અને ગ્રાઉન્ડિંગ (GND) પ્લેન હોય છે.પાવર પ્લેન અને ગ્રાઉન્ડ પ્લેન સામાન્ય રીતે અવિભાજિત નક્કર વિમાનો છે જે નજીકની સિગ્નલ લાઇનના પ્રવાહ માટે સારો નીચા-અવબાધનો વર્તમાન વળતર માર્ગ પ્રદાન કરશે.

મોટાભાગના સિગ્નલ સ્તરો આ પાવર સ્ત્રોતો અથવા ગ્રાઉન્ડ રેફરન્સ પ્લેન સ્તરો વચ્ચે સ્થિત છે, જે સપ્રમાણ અથવા અસમપ્રમાણ પટ્ટાવાળી રેખાઓ બનાવે છે.મલ્ટિલેયર પીસીબીના ઉપરના અને નીચેના સ્તરોનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઘટકો અને થોડી માત્રામાં વાયરિંગ મૂકવા માટે થાય છે.આ સિગ્નલોનું વાયરિંગ ખૂબ લાંબુ ન હોવું જોઈએ જેથી વાયરિંગને કારણે થતા ડાયરેક્ટ રેડિયેશનને ઓછું કરી શકાય.

2. સિંગલ પાવર રેફરન્સ પ્લેન નક્કી કરો

પાવર સપ્લાયની અખંડિતતાને ઉકેલવા માટે ડીકોપ્લિંગ કેપેસિટરનો ઉપયોગ એ એક મહત્વપૂર્ણ માપ છે.ડીકપલિંગ કેપેસિટર્સ ફક્ત પીસીબીની ઉપર અને નીચે મૂકી શકાય છે.ડીકોપ્લીંગ કેપેસીટર, સોલ્ડર પેડ અને હોલ પાસનું રૂટીંગ ડીકોપ્લીંગ કેપેસીટરની અસરને ગંભીરતાથી અસર કરશે, જેના માટે ડીકોપ્લીંગ કેપેસીટરનું રૂટીંગ શક્ય તેટલું ટૂંકું અને પહોળું હોવું જોઈએ અને હોલ સાથે જોડાયેલ વાયરને ડીકોપ્લીંગ કેપેસીટરનું રૂટીંગ ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ. શક્ય તેટલું ટૂંકું પણ હોવું જોઈએ.ઉદાહરણ તરીકે, હાઇ-સ્પીડ ડિજિટલ સર્કિટમાં, પીસીબીના ટોચના સ્તર પર ડીકોપ્લિંગ કેપેસિટર મૂકવું શક્ય છે, પાવર લેયર તરીકે હાઇ-સ્પીડ ડિજિટલ સર્કિટ (જેમ કે પ્રોસેસર) માટે સ્તર 2 સોંપો, સ્તર 3. સિગ્નલ સ્તર તરીકે, અને સ્તર 4 હાઇ-સ્પીડ ડિજિટલ સર્કિટ ગ્રાઉન્ડ તરીકે.

વધુમાં, તે સુનિશ્ચિત કરવું જરૂરી છે કે સમાન હાઇ-સ્પીડ ડિજિટલ ઉપકરણ દ્વારા સંચાલિત સિગ્નલ રૂટીંગ સંદર્ભ પ્લેન જેટલું જ પાવર લેયર લે છે, અને આ પાવર લેયર હાઇ-સ્પીડ ડિજિટલ ઉપકરણનું પાવર સપ્લાય લેયર છે.

3. મલ્ટિ-પાવર રેફરન્સ પ્લેન નક્કી કરો

મલ્ટિ-પાવર રેફરન્સ પ્લેન વિવિધ વોલ્ટેજ સાથે ઘણા નક્કર પ્રદેશોમાં વિભાજિત થશે.જો સિગ્નલ લેયર મલ્ટિ-પાવર લેયરની બાજુમાં હોય, તો નજીકના સિગ્નલ લેયર પર સિગ્નલ કરંટ અસંતોષકારક રીટર્ન પાથનો સામનો કરશે, જે રીટર્ન પાથમાં ગાબડાં તરફ દોરી જશે.

હાઇ-સ્પીડ ડિજિટલ સિગ્નલો માટે, આ ગેરવાજબી રીટર્ન પાથ ડિઝાઇન ગંભીર સમસ્યાઓનું કારણ બની શકે છે, તેથી તે જરૂરી છે કે હાઇ-સ્પીડ ડિજિટલ સિગ્નલ વાયરિંગ મલ્ટિ-પાવર રેફરન્સ પ્લેનથી દૂર હોવું જોઈએ.

4.બહુવિધ ગ્રાઉન્ડ રેફરન્સ પ્લેન નક્કી કરો

 મલ્ટિપલ ગ્રાઉન્ડ રેફરન્સ પ્લેન (ગ્રાઉન્ડિંગ પ્લેન) સારો નીચા-અવબાધ વર્તમાન વળતરનો માર્ગ પ્રદાન કરી શકે છે, જે સામાન્ય-મોડ EMl ઘટાડી શકે છે.ગ્રાઉન્ડ પ્લેન અને પાવર પ્લેન ચુસ્તપણે જોડાયેલા હોવા જોઈએ, અને સિગ્નલ લેયરને અડીને આવેલા રેફરન્સ પ્લેન સાથે ચુસ્તપણે જોડાયેલું હોવું જોઈએ.આ સ્તરો વચ્ચેના માધ્યમની જાડાઈને ઘટાડીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

5. વાજબી રીતે વાયરિંગ સંયોજન ડિઝાઇન કરો

સિગ્નલ પાથ દ્વારા ફેલાયેલા બે સ્તરોને "વાયરિંગ સંયોજન" કહેવામાં આવે છે.શ્રેષ્ઠ વાયરિંગ સંયોજન એક સંદર્ભ પ્લેનમાંથી બીજામાં વહેતા વળતર પ્રવાહને ટાળવા માટે રચાયેલ છે, પરંતુ તેના બદલે એક સંદર્ભ વિમાનના એક બિંદુ (ચહેરા)થી બીજામાં વહે છે.જટિલ વાયરિંગને પૂર્ણ કરવા માટે, વાયરિંગનું ઇન્ટરલેયર રૂપાંતર અનિવાર્ય છે.જ્યારે સિગ્નલને સ્તરો વચ્ચે રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે વળતરનો પ્રવાહ એક સંદર્ભ પ્લેનથી બીજામાં સરળતાથી વહેતો હોવાની ખાતરી કરવી જોઈએ.ડિઝાઇનમાં, નજીકના સ્તરોને વાયરિંગ સંયોજન તરીકે ધ્યાનમાં લેવાનું વાજબી છે.

જો સિગ્નલ પાથને બહુવિધ સ્તરો સુધી ફેલાવવાની જરૂર હોય, તો તે સામાન્ય રીતે વાયરિંગ સંયોજન તરીકે ઉપયોગ કરવા માટે વાજબી ડિઝાઇન નથી, કારણ કે બહુવિધ સ્તરોમાંથી પસાર થતો માર્ગ વળતર પ્રવાહો માટે પેચી નથી.જો કે થ્રુ-હોલની નજીક ડીકપલિંગ કેપેસિટર મૂકીને અથવા રેફરન્સ પ્લેન વચ્ચેના માધ્યમની જાડાઈ ઘટાડીને સ્પ્રિંગ ઘટાડી શકાય છે, તે સારી ડિઝાઇન નથી.

6.વાયરિંગ દિશા સુયોજિત કરી રહ્યા છીએ

જ્યારે વાયરિંગની દિશા સમાન સિગ્નલ સ્તર પર સેટ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે સુનિશ્ચિત કરવું જોઈએ કે મોટા ભાગની વાયરિંગ દિશાઓ સુસંગત છે, અને નજીકના સિગ્નલ સ્તરોની વાયરિંગ દિશાઓ માટે ઓર્થોગોનલ હોવી જોઈએ.ઉદાહરણ તરીકે, એક સિગ્નલ લેયરની વાયરિંગ દિશા "Y-axis" દિશા પર સેટ કરી શકાય છે, અને બીજા નજીકના સિગ્નલ લેયરની વાયરિંગ દિશા "X-axis" દિશામાં સેટ કરી શકાય છે.

7. એસમ સ્તર માળખું dopted 

ડિઝાઇન કરેલ PCB લેમિનેશન પરથી તે શોધી શકાય છે કે ક્લાસિકલ લેમિનેશન ડિઝાઇન લગભગ તમામ સમ સ્તરોની છે, વિચિત્ર સ્તરોને બદલે, આ ઘટના વિવિધ પરિબળોને કારણે થાય છે.

પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાંથી, આપણે જાણી શકીએ છીએ કે સર્કિટ બોર્ડમાં તમામ વાહક સ્તર કોર લેયર પર સાચવવામાં આવે છે, કોર લેયરની સામગ્રી સામાન્ય રીતે ડબલ-સાઇડ ક્લેડીંગ બોર્ડ હોય છે, જ્યારે કોર લેયરનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ થાય છે. , પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડનું વાહક સ્તર સમાન છે

લેયર પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડમાં પણ ખર્ચના ફાયદા છે.મીડિયા અને કોપર ક્લેડીંગના સ્તરની ગેરહાજરીને કારણે, PCB કાચા માલના વિષમ-ક્રમાંકિત સ્તરોની કિંમત PCBના સમ સ્તરોની કિંમત કરતાં થોડી ઓછી છે.જો કે, ઓડીડી-લેયર પીસીબીની પ્રોસેસિંગ કિંમત ઇવન-લેયર પીસીબી કરતા દેખીતી રીતે વધારે છે કારણ કે ઓડીડી-લેયર પીસીબીને કોર લેયર સ્ટ્રક્ચર પ્રોસેસના આધારે નોનસ્ટાન્ડર્ડ લેમિનેટેડ કોર લેયર બોન્ડિંગ પ્રક્રિયા ઉમેરવાની જરૂર છે.સામાન્ય કોર લેયર સ્ટ્રક્ચરની સરખામણીમાં, કોર લેયર સ્ટ્રક્ચરની બહાર કોપર ક્લેડીંગ ઉમેરવાથી ઓછી ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા અને લાંબા ઉત્પાદન ચક્ર તરફ દોરી જશે.લેમિનેટિંગ પહેલાં, બાહ્ય કોર સ્તરને વધારાની પ્રક્રિયાની જરૂર છે, જે બાહ્ય સ્તરને ખંજવાળ અને મિસેચિંગનું જોખમ વધારે છે.વધેલા બાહ્ય હેન્ડલિંગથી ઉત્પાદન ખર્ચમાં નોંધપાત્ર વધારો થશે.

જ્યારે મલ્ટિ-લેયર સર્કિટ બોન્ડિંગ પ્રક્રિયા પછી પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડના આંતરિક અને બાહ્ય સ્તરોને ઠંડુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે અલગ અલગ લેમિનેશન ટેન્શન પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ પર બેન્ડિંગની વિવિધ ડિગ્રી પેદા કરશે.અને જેમ જેમ બોર્ડની જાડાઈ વધે છે તેમ, બે અલગ-અલગ સ્ટ્રક્ચરવાળા સંયુક્ત પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડને વાળવાનું જોખમ વધે છે.ઓડ-લેયર સર્કિટ બોર્ડ વાળવામાં સરળ હોય છે, જ્યારે સમ-સ્તર પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ વાળવાનું ટાળી શકે છે.

જો પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ વિષમ સંખ્યામાં પાવર લેયર અને બેકી સંખ્યામાં સિગ્નલ લેયર સાથે ડિઝાઈન કરેલ હોય તો પાવર લેયર ઉમેરવાની પદ્ધતિ અપનાવી શકાય છે.બીજી સરળ પદ્ધતિ એ છે કે અન્ય સેટિંગ્સ બદલ્યા વિના સ્ટેકની મધ્યમાં ગ્રાઉન્ડિંગ લેયર ઉમેરવું.એટલે કે, PCB એક વિષમ સંખ્યામાં સ્તરોમાં વાયર્ડ છે, અને પછી ગ્રાઉન્ડિંગ લેયર મધ્યમાં ડુપ્લિકેટ થાય છે.

8.  ખર્ચ વિચારણા

ઉત્પાદન ખર્ચના સંદર્ભમાં, મલ્ટિલેયર સર્કિટ બોર્ડ એ જ PCB વિસ્તારવાળા સિંગલ અને ડબલ લેયર સર્કિટ બોર્ડ કરતાં ચોક્કસપણે વધુ ખર્ચાળ છે, અને વધુ સ્તરો, કિંમત વધારે છે.જો કે, જ્યારે સર્કિટ ફંક્શન્સ અને સર્કિટ બોર્ડ મિનિએચરાઇઝેશનની અનુભૂતિને ધ્યાનમાં લેતા, સિગ્નલની અખંડિતતા, EMl, EMC અને અન્ય પ્રદર્શન સૂચકાંકોની ખાતરી કરવા માટે, શક્ય હોય ત્યાં સુધી મલ્ટી-લેયર સર્કિટ બોર્ડનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.એકંદરે, મલ્ટિ-લેયર સર્કિટ બોર્ડ અને સિંગલ-લેયર અને ટુ-લેયર સર્કિટ બોર્ડ વચ્ચેના ખર્ચમાં તફાવત અપેક્ષા કરતાં ઘણો વધારે નથી.