堆叠设计在PCB开发中的作用几乎与电路板本身一样长。传统上，从设计到制造的过程包括PCB开发人员完成布局和原理图，然后将设计传递给负责堆叠的制造商。这个过程已经成为设计和制造电路板的“事实上的标准”，因为到目前为止，关注的主要问题是阻抗控制和确保足够的层来路由所有信号。
多年来，pcb的复杂性随着电路板尺寸的增加而变化，通常有18层或更多层。组件在不断缩小的空间中包含更多的功能;输电线路越来越多，也越来越细。产品的可靠性必须承受广泛的温度和环境条件，产品的生命周期以年为单位，如果不是几十年。尽管pcb本身发生了这些重大变化，但在许多情况下，堆叠的所有权仍然属于制造商;这种观念已经深深扎根于这个行业。制造商最终负责获得正确的阻抗计算。
今天的高数据速率/高频率设计需要改变，不仅仅是在如何完成堆栈方面，而且在其设计的心理方法方面。随着行业努力向前发展，这一点尤其正确，相信从设计到制造过程已经得到优化，并且很容易适应基于模型的系统工程产品开发过程，该过程正在行业中占据主导地位。
下面列出的因素旨在确保PCB堆叠从初始设计阶段到制造到现场部署的可靠性，以及整个产品的长期生命周期。随着今天的严格公差和操作边界的缩小，单点故障可能发生在从设计到产品实现过程的任何阶段。在堆叠过程中所犯的错误和随后的产品失败导致错过了市场窗口，产品重新设计的非重复性工程成本高得惊人，最终，失去了那些在PCB设计过程中不够勤奋的有前途的公司。
堆栈的简要概述
堆叠图或堆叠图显示了多层PCB中的层的排列和类型。堆叠图应包括在设计的每个点要使用的确切类型的层压板、预浸料和铜。这些元件的规格不应该留给制造商，因为他们可能没有必要的知识来做出正确的选择。更重要的是，这并不是他们工作的一部分。
6层PCB的完整堆叠规格见图1．它包含上面提到的信息(预浸料、芯和铜厚度)以及其他附属元素。(想了解有关铜箔行业近期变化的有趣信息，请阅读本文附带的侧栏)。
额外的因素
对于高数据速率/高频设计，需要考虑的其他因素包括:
- 介电损耗
- 这是玻璃布和树脂系统的特性，是层压板的一部分。低损耗层压板是高速设计的首选材料。
- 皮肤效应损失
- 高频电流倾向于集中在导体的外缘或表面附近，而不是均匀地流过导体的整个横截面。
- 表面粗糙度因素成趋肤效应，因为铜越粗糙，电流在高频处面临的阻力越大。
- 高频电流倾向于集中在导体的外缘或表面附近，而不是均匀地流过导体的整个横截面。
- 皮肤深度
- 这是电流在给定频率下穿透铜的深度。
- 当频率较高时，这种效应有发生的趋势。
- 当趋肤深度较小时，有效电阻在较高频率处增加。这导致导体有效横截面的减小。
图1所示。完整的PCB堆叠图。由超速边缘提供。
当今的设计挑战
随着我们继续从传统PCB技术中挤出最后一点功能，错误几乎没有“回旋余地”，阻抗控制和信号线路由之外的因素开始发挥作用，包括:
- 路径损耗
- 斜
- 非常复杂的电力输送工程
- 可制造性问题，例如:
- 树脂饥饿和玻璃停止
- 在层压过程中，树脂将从预浸料中流出，以填充相邻铜层的蚀刻部分。理想情况下，玻璃布的两边仍然有一层黄油涂层，将铜与玻璃布分开。如果预浸料中没有足够的树脂，玻璃纤维就会与铜接触。这就是所谓的玻璃停止，它可能导致空穴，钻致裂纹，或者更糟糕的是，导电阳极灯丝或hi-pot失效。这些条件中的任何一种都可能成为制造中的PCB的单点故障。
- 通过可靠性
- 更高层数的HDI设计导致微通孔的使用迅速扩大。对于3+N+3甚至更顺序的层压，使用跳过孔，交错和堆叠的微孔变得必不可少。这些较小的孔不能穿过所有的路(像镀通孔那样)，它们对压力更敏感，在回流、加速测试或使用条件下更容易失效。堆积的微孔数量越多，它们就越容易失效，而且很难大批量重复制造。如果它们被成功制造，则成品率将显著降低。
- 树脂饥饿和玻璃停止
虽然上述内容并不是对在创建堆叠过程中需要解决的所有因素的详尽处理，这些因素可以很容易地记录并提供给制造商，但很容易看出为什么需要从设计过程开始考虑各种材料问题，结构问题和性能因素。PCB产品开发人员是解决这些问题的最佳人选，也是设计叠加过程的一部分。
进一步深入研究这个问题，在图2．图2一个和2 b都期望满足信号完整性要求，但是图2一个预计将在回流中失败，而图2 b预计将保留相同的通孔结构和回流剖面。两者都是完整的堆栈，但只有一个在图2 b是一个完整和可行的堆栈。两者的区别在于图2 b微孔经过的预浸料膨胀率较低。这反过来又导致微孔上的应变比中所示的情况更低图2一个．
图2 a。预计流将失败的堆栈。
图2 b。类似于图2a的堆栈，预计可以在回流中存活下来。
与当今高数据速率/高频设计的大多数方面一样，答案并不简单。在累积过程中还有更多的因素，它们很可能是最难解决的。也许捕捉和解决这类问题的最简单方法是，设计师必须掌握每个堆叠属性的所有权，并确保其模拟。
