来自群友的疑难杂症（加mmdxrzV信：PCB206 可入群）：mmdxrz，三层板如何设计？我想先学三层板，然后一直往后学，学到十层板？
mmdxrz（PCB206）经过一些简单分析后，先让他学习两层板，然后学习一个八层板，如果这两种掌握的话，常规的PCB设计都能做了。因为两层板比较特殊，所以写一篇关于两层板如何设计的文章。
一个PCB设计公司出来的优秀人才，那头衔挂着：曾经设计过18层板，最高速率25G一次性成功，HDI这些都做过等等一系列光荣历史，难道还设计不好一个简单的两层板吗？
mmdxrz回复：这个还真不一定，我们之所以很少讲两层板设计，是因为确实简单，信号速率也不高，要求也不严格。只要能连接上，满足DFM，DFA要求基本还能够过关。稍微复杂一点又没有把握的板子，又会改用多层板设计。在真实情境中，比如有DDR3的两层板设计，这个在中兴华为待过的人应该知道，还是比较常见。比如比较复杂的四层板改成两层板设计之类的，你还能确保两层板设计没有问题吗？
mmdxrz认为：能真正理解透两层板的人，多层板基本都没问题。能做多层板的人还不一定能做好两层板。那如何进行两层板设计，它的关键点和难点在哪里？
难点一：不能很好的理解回流问题，并在设计中加以运用。
我们知道一个事实：电流是电荷的流动，电流只能在闭合的回路中流动；接着我们了解下信号回流路径，即return current。信号流向是从驱动器沿PCB传输线到负载，再由负载沿着地或电源通过最短路径返回驱动器端。每一个信号都有一个回流路径来构成回路。电路中的信号我们可以归纳为高频信号和低频信号，那么他们的回流路径是不同的：低频信号回流选择阻抗最低路径，高频信号回流选择感抗最低的路径。
设计多层板时，我们关注的更多是阻抗，反射，串扰，时序等等，基本不提回流路径了。大家是不是有这么个共识，多层板不提回流路径。真是这样吗？其实我们在多层板设计时一定会提参考平面，而这个参考平面基本都是有GND完整的平面。这个完整的平面无论对于低频或者高频来说都提供了一个很好的信号回流路径，根本就无须再额外考虑了。但是恰恰对于两层板来说，没有完整的GND参考平面，回流路径就显得额外关键了。
接着mmdxrz分析的问题就是信号回流路径过长或者处理不好会带来什么问题？其实PCB的核心理论还是建立在电磁场之上的，PCB板上每条导线和其回路构成一个电流环路，根据电磁辐射原理，当突变的电流流过电路中的导线环路时，将在空间产生电磁场，并对其他导线造成影响，这就是我们通常所说的辐射，从而引发信号完整性问题和EMC等问题。
难点二：两层板的信号完整性不知道如何改善或者掌控？
二层板不是低速的板子么，为什么要考虑信号完整性？出现这样的问题，是因为大家遇到稍微高频或者复杂的板子都用多层板设计了。
而有些或者客户要求，只能用两层板设计的情况下，很多bqdcc都会为难了。比如HDMI接口的两层板，比如DDR3的两层板等等。
两层板的信号完整性问题mmdxrz想以实际问题来进行分析。看下图
这根时钟线，驱动端以88.5MHZ的频率传送到接收端。由于是两层板，底层也穿了走线和电源，导致clock信号中间有五次跨越分割，这样我们来看看这根时钟线真实的回流路径。
如上图clock信号的回流路径绕很远才能到达驱动端，带来了信号完整性问题。
另外传输线越长，电流回流路径随之越长，随着信号不断的跨分割，使得回流路径变得更长，传输线本身导体的电流方向与回流路径的导体电流方向相反，之间形成差模耦合效果，磁通抵消。如果回流路径增加，使得电感值增加，再加上不断的跨分割使得差模耦合效果降低，容易发生EMI问题。
那mmdxrz既然有这种问题出现，如何改善了？
如果实在没有空间，基于这种布线情况下，可以增加GND包地线，并在跨分割的两端加地孔，改善其clock信号的回流路径。会仿真的同学可以尝试去对比下这两者的效果，非常之明显。至于EMI上的改善，可能要从电路上采取点办法，这个可以和EMCqsdzfj探讨。
至于其他的诸如串扰，抖动，ISI等其他信号完整性问题，如果在两层板中也遇到了，这个就要具体分析了，这里就不多说了。
真正的两层板设计是需要结合信号完整性知识，电源完整性知识，EMC知识，也要结合具体的仿真。所以说两层板设计并不简单。它是基于有很强的设计理论基础的。
难点三：布线难度大，不能同时兼顾
两层板设计很多人还存在一个多层板设计的误区，先不用管GND，把走线先连接好，然后top side和bot side直接铺地平面，然后调整出来，完成所有信号的连接。还有底子比较差的，完全就牺牲地，来先完成信号的连接。其实这种思路是不好或者有问题的。对于复杂一点的项目，两层板的布线难度确实大，但是不能牺牲GND。一旦回流路径没有处理好，PCB很可能就出现问题了。特别是有高频信号的板子。
对于两层板的布线思路是如何的？
复杂区域至简单，信号齐出包括地，关键信号先优先，不怕打孔保回流。基本就是如此的思路，具体的不重要，每个人习惯不一样，但是终点都是一样，设计出一款优秀的两层板。
难点四：不知如何评估两层板设计还是多层板设计？
这个是一个比较棘手的问题，对于mmdxrz来说，倒是比较容易评估用多少层板来设计项目，但是对于新手或者不太专业的硬件工程师来说可能比较难，总之给的建议有如下几点吧：
1，先看看之前mmdxrz写过的一篇关于高速？高频？多层板设计的文章
高速？高频？要多层板设计？（附入门级仿真实操视频赠送）
2，没有把握的情况下，比如担心布线布不通，比如担心两层板设计质量会有问题。
3，实在不行发到我们群里咨询下。
原创作者：mmdxrz