A NYÁK tervezésénél az egyik legalapvetőbb megfontolandó kérdés az, hogy az áramköri funkciók követelményeit kell megvalósítani, hogy mekkora a kábelezési réteg, az alaplap és a teljesítménysík, valamint a nyomtatott áramköri lap bekötési rétege, az alaplap és a teljesítmény. a rétegek számának síkbeli meghatározása és az áramkör funkciója, a jel integritása, az EMI, az EMC, a gyártási költségek és egyéb követelmények.

A legtöbb terv esetében sok egymásnak ellentmondó követelmény van a NYÁK-teljesítményre, a célköltségre, a gyártási technológiára és a rendszer összetettségére vonatkozóan.A NYÁK laminált kialakítása általában kompromisszumos döntés, különféle tényezők mérlegelése után.A nagy sebességű digitális áramkörök és a whisker áramkörök általában többrétegű kártyákkal készülnek.

Íme a lépcsőzetes tervezés nyolc alapelve:

1. Delaminálás

A többrétegű NYÁK-ban általában van jelréteg (S), tápegység (P) sík és földelő (GND) sík.A teljesítménysík és a GROUND sík általában szegmentálatlan szilárd síkok, amelyek jó kis impedanciájú áram-visszatérési utat biztosítanak a szomszédos jelvezetékek áramának.

A jelrétegek többsége ezen áramforrások vagy földi referenciasík rétegek között helyezkedik el, szimmetrikus vagy aszimmetrikus sávos vonalakat képezve.A többrétegű PCB felső és alsó rétegét általában alkatrészek és kis mennyiségű vezeték elhelyezésére használják.Ezeknek a jeleknek a bekötése nem lehet túl hosszú, hogy csökkentse a vezetékek által okozott közvetlen sugárzást.

2. Határozza meg az egyetlen teljesítmény referenciasíkot

A szétválasztó kondenzátorok használata fontos intézkedés a tápegység integritásának megoldására.A leválasztó kondenzátorok csak a nyomtatott áramköri lap tetején és alján helyezhetők el.A leválasztó kondenzátor, a forrasztópárna és a lyukátmenet elrendezése súlyosan befolyásolja a leválasztó kondenzátor hatását, ami megköveteli, hogy a tervezés során figyelembe kell venni, hogy a leválasztó kondenzátor vezetékének a lehető legrövidebbnek és szélesebbnek kell lennie, és a furathoz csatlakoztatott vezetéknek legyen a lehető legrövidebb is.Például egy nagy sebességű digitális áramkörben lehetőség van arra, hogy a szétválasztó kondenzátort a NYÁK felső rétegére helyezzük, a 2. réteget hozzárendeljük a nagy sebességű digitális áramkörhöz (például a processzorhoz) teljesítményrétegként, 3. réteg mint a jelréteg, és a 4. réteg mint a nagy sebességű digitális áramkör földelése.

Ezenkívül biztosítani kell, hogy az ugyanazon nagy sebességű digitális eszköz által vezérelt jelútválasztás ugyanazt a teljesítményréteget vegye fel, mint a referenciasík, és ez a teljesítményréteg a nagy sebességű digitális eszköz tápellátási rétege.

3. Határozza meg a több teljesítményű referenciasíkot

A több teljesítményű referenciasík több, különböző feszültségű szilárd területre lesz felosztva.Ha a jelréteg szomszédos a többteljesítményű réteggel, akkor a közeli jelrétegen lévő jeláram nem kielégítő visszatérési útba ütközik, ami hézagokhoz vezet a visszatérési úton.

A nagy sebességű digitális jelek esetében ez az ésszerűtlen visszatérési út-kialakítás komoly problémákat okozhat, ezért a nagy sebességű digitális jelvezetékeknek távol kell lenniük a többteljesítményű referenciasíktól.

4.Határozzon meg több földi referenciasíkot

 A több földelési referenciasík (földelési sík) jó alacsony impedanciájú áram visszatérési utat biztosíthat, ami csökkentheti a közös módú EMl-t.Az alapsíkot és a teljesítménysíkot szorosan, a jelréteget pedig szorosan a szomszédos referenciasíkhoz kell csatolni.Ez a rétegek közötti közeg vastagságának csökkentésével érhető el.

5. A kábelezési kombinációt ésszerűen tervezze meg

A jelút által átívelt két réteget „huzalozási kombinációnak” nevezzük.A legjobb huzalozási kombinációt úgy tervezték, hogy elkerülje a visszatérő áramot az egyik referenciasíkról a másikra, hanem az egyik referenciasík egyik pontjáról (felületéről) a másikra.A komplex huzalozás befejezéséhez elkerülhetetlen a vezetékek rétegközi átalakítása.Amikor a jelet rétegek között alakítják át, a visszatérő áramot biztosítani kell, hogy egyenletesen áramoljon egyik referenciasíkról a másikra.Egy tervezésnél ésszerű a szomszédos rétegeket kábelezési kombinációnak tekinteni.

Ha egy jelútnak több réteget kell átívelnie, általában nem ésszerű a kábelezés kombinációjaként használni, mert a több rétegen áthaladó út nem foltos a visszatérő áramok számára.Bár a rugó csökkenthető, ha egy leválasztó kondenzátort helyezünk az átmenő lyuk közelébe, vagy csökkentjük a közeg vastagságát a referenciasíkok között, ez nem jó kialakítás.

6.A huzalozás irányának beállítása

Ha a bekötési irány ugyanazon a jelrétegen van beállítva, akkor biztosítania kell, hogy a legtöbb huzalozási irány konzisztens legyen, és merőleges legyen a szomszédos jelrétegek huzalozási irányaira.Például az egyik jelréteg huzalozási iránya beállítható az „Y-tengely” irányába, a másik szomszédos jelréteg bekötési iránya pedig az „X-tengely” irányába.

7. Aaz egyenletes rétegű szerkezetet doptálta 

A tervezett NYÁK laminálásból megállapítható, hogy a klasszikus laminálási kialakítás szinte minden páros, nem pedig páratlan rétegből áll, ezt a jelenséget többféle tényező okozza.

A nyomtatott áramköri lap gyártási folyamatából tudhatjuk, hogy az áramköri lap összes vezető rétege a magrétegen van mentve, a magréteg anyaga általában kétoldalas burkolólap, amikor a magréteg teljes felhasználása , a nyomtatott áramköri lap vezető rétege egyenletes

Még a réteges nyomtatott áramköri lapoknak is vannak költségelőnyök.A közegréteg és a rézburkolat hiánya miatt a páratlan számú PCB-nyersanyag-rétegek költsége valamivel alacsonyabb, mint a páros PCB-rétegek költsége.Az ODd-rétegű PCB-k feldolgozási költsége azonban nyilvánvalóan magasabb, mint az egyenletes rétegű PCB-ké, mivel az ODd-rétegű PCB-hez a magréteg-szerkezeti folyamat alapján nem szabványos laminált magréteg-kötési eljárást kell hozzáadni.A közös magréteg-szerkezettel összehasonlítva a magréteg szerkezetén kívüli rézburkolat hozzáadása alacsonyabb termelési hatékonysághoz és hosszabb gyártási ciklushoz vezet.A laminálás előtt a külső magréteg további feldolgozást igényel, ami növeli a külső réteg karcolódásának és összekeverésének kockázatát.A megnövekedett külső kezelhetőség jelentősen megnöveli a gyártási költségeket.

Ha a nyomtatott áramköri lap belső és külső rétegét lehűtik a többrétegű áramköri kötési folyamat után, a különböző laminálási feszültség különböző fokú hajlítást eredményez a nyomtatott áramköri lapon.És ahogy a tábla vastagsága növekszik, növekszik a két különböző szerkezetű kompozit nyomtatott áramköri lap meghajlásának kockázata.A páratlan rétegű áramköri lapok könnyen hajlíthatók, míg a páros rétegű nyomtatott áramkörök elkerülhetik a hajlítást.

Ha a nyomtatott áramköri lapot páratlan számú teljesítményréteggel és páros számú jelréteggel tervezték, akkor a teljesítményrétegek hozzáadásának módszere alkalmazható.Egy másik egyszerű módszer az, hogy egy földelő réteget ad hozzá a verem közepéhez anélkül, hogy megváltoztatná a többi beállítást.Vagyis a PCB páratlan számú rétegben van bekötve, majd középen egy földelőréteg duplikálódik.

8.  Költség mérlegelés

Ami a gyártási költséget illeti, a többrétegű áramköri kártyák határozottan drágábbak, mint az egy- és kétrétegű áramköri kártyák azonos NYÁK-felülettel, és minél több réteg van, annál magasabbak a költségek.Az áramköri funkciók megvalósításának és az áramköri lap miniatürizálásának mérlegelésekor azonban a jel integritásának, az EMl-nek, az EMC-nek és más teljesítménymutatóknak a biztosítása érdekében lehetőség szerint többrétegű áramköri lapokat kell használni.Összességében a többrétegű áramköri kártyák és az egyrétegű és kétrétegű áramkörök közötti költségkülönbség nem sokkal magasabb a vártnál