La scelta del numero di layer per un PCB dipende da vari fattori, tra cui l'ambito di applicazione, la compatibilità elettromagnetica e la precisione nella acquisizione di segnali. Una configurazione ottimale del PCB migliora la dissipazione termica, l'integrità dei segnali e il controllo dell'impedenza. È importante mantenere una disposizione dei layer che riduca l'impedenza e favorisca una struttura simmetrica.

1. Con quanti layer devo sbrogliare il mio PCB?
Valuta queste domande per scegliere il numero di layer:
 Il tuo circuito deve essere applicato in ambito industriale?
 Devi effettuare prove di compatibilità elettromagnetica sul circuito assemblato?
 Devi acquisire segnali analogici in modo preciso inserendo la minima quantità
di rumore?
 Ci sono gruppi di segnali ad alta frequenza
 Quanto deve costare il tuo circuito?

2. La definizione dello stack-up di un PCB impatta su quattro aspetti:
 Assicura che le cadute di tensione tra i vari punti del circuito siano limitate.
E’ importante assicurare che le variazioni della tensione di alimentazione non siano
superiori al 5% durante tutto il periodo di funzionamento del circuito
Vcaduta = ZPDN * I
 Riduce le problematiche di integrità dei segnali.
Questi riguardano in particolare il cross-talk cioè l’influenza reciproca
che due segnali hanno tra loro quando viaggiano per una certa lunghezza paralleli sul
circuito stampato.
 Permette un migliore controllo dell’impedenza dei segnali.
Questo è importante in particolare quando ci sono linee differenziali ad esempio linee
Ethernet oppure quando ci sono moduli a radiofrequenza che richiedono linee ad
impedenza controllata di 50 Ohm
 Riduce le problematiche di compatibilità elettromagnetica. Questo è un effetto
combinato dei tre punti precedenti.
 Contribuisce a migliorare la dissipazione termica.
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3. Configurazione a 4 layer non ideale
Layer TOP segnali /alimentazioni
GND (piano)
GND (piano)
Layer TOP segnali /alimentazioni
Layer TOP segnali /alimentazioni
GND (piano)
Layer TOP segnali /alimentazioni
Layer TOP segnali /alimentazioni
GND (piano)
Layer interno segnali /alimentazioni
Layer Bottom GND
Layer TOP segnali /alimentazioni
GND (piano)
GND (piano)
Layer Bottom segnali /alimentazioni
Configurazioni a 4 layer migliori
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4. Configurazione a 6 layer non ideale
Layer TOP (segnale)
GND (piano)
Layer interno (segnali)
Layer interno (segnali)
Layer alimentazioni (piano)
Layer BOTTOM (segnali)
Configurazione a 6 layer simmetrica
Layer TOP (segnali/diffusione di massa)
Layer alimentazioni
Layer interno (segnali/diffusione di massa)
Layer interno (alimentazioni/segnali)
Layer BOTTOM (segnali e alimentazioni)
GND (piano)
Nei layer 4 e 6 sono presenti piani parziali
collegati alle NET di alimentazione
Nei layer 1 e 3 sono presenti piani parziali
collegati alla NET GND
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5. PCB a 6 layer con piani completi di alimentazione e di massa
e piani parziali di alimentazione e di massa.
PCB a 6 layer con un piano di
alimentazione nel 2° layer e un
piano di massa nel 5° layer
Impedenza (Ohm)
Frequenza (Hz)
Effetto della scelta della funzione dei layer sull’impedenza delle linee di alimentazione
La traccia nera fa riferimento a una struttura a 6 layer non simmetrica con un solo piano di
alimentazione nel 2° layer e un piano di alimentazione nel 5° layer
La traccia rossa si riferisce a una struttura a 6 layer simmetrica con piani completi di
alimentazione e di massa e piani parziali di alimentazione e massa nei restanti layer
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6. Riepilogando
Per scegliere la funzione dei layer, presta attenzione a questi elementi:
 Non ci devono essere due layer di segnale vicini tra loro
 Il layer contenente le alimentazioni deve essere quanto più vicino
possibile al layer contenente il piano di massa per ridurre
l’impedenza della rete di alimentazione
 La struttura idealmente deve essere simmetrica
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