El plano de tierra es lo más importante, como reconociste. No solo permite la ruta de retorno más corta, sino también la impedancia más baja, y también crea una corriente de bucle mínima que reduce la EMI.
El siguiente más importante es a menudo el (los) plano (s) de poder. Por lo general, una vez que va a 4 capas y asigna dos de ellas como tierra y potencia, libera una gran cantidad de enrutamiento en las capas superior e inferior que no necesita usar los planos medios para enrutar. Pero si se aprieta, sí, puedes usar el plano de poder para enrutar algunos rastros. A menudo, tendrá circuitos con múltiples rieles de energía, y en ese caso, por lo general, el plano de energía se divide en diferentes dominios, por ejemplo. la MCU puede sentarse en una sección de la placa donde el plano de alimentación está a 3.3 V, donde otras partes de la placa están a 12 V para E / S.
Si la densidad de la placa aumenta hasta el punto en que encuentra que necesita más enrutamiento de capa interna, puede ser recomendable ir a 6 o más capas.
Nuevamente, para la mayoría de las placas de baja a mediana densidad, tener dos capas solo para enrutamiento suele ser suficiente, si su estrategia de enrutamiento es sólida. Entonces, si siente que necesita capas adicionales y no está empacando 0402 o partes más pequeñas juntas, entonces tal vez haya mejores maneras de encaminar las huellas. Si quiere poner algo de ruta en el plano de potencia (y también puede usar el plano de tierra, pero trataría de evitarlo), tenga cuidado de no cortar o restringir excesivamente las rutas actuales.
Y, por último, sí, podría usar un plano de tierra y tres capas de enrutamiento, si cree que necesita más área de enrutamiento pero no lo suficiente como para justificar 6 capas. Así que simplemente enrutaría las trazas de potencia como lo haría normalmente en una placa de 2 capas. O puede enrutar sus señales y luego hacer un vertido de cobre de los rieles eléctricos en el área restante. Recuerde nuevamente para comprobar los caminos actuales. Por lo general, enruta las trazas de potencia de todos modos para asegurarse de que puede obtener suficientes anchos de traza en todas partes, y tal vez haga un DRC y luego vierta el resto.
EDIT: explicación adicional de la ruta de retorno.
La corriente volverá a lo largo del camino de menor impedancia. En circuitos de CC o de baja frecuencia, la impedancia es esencialmente solo la resistencia, por lo que la corriente sigue el camino de regreso con la resistencia más baja. Esto suele ser una traza de tierra o plano de tierra. La corriente no salta por el aire para regresar en una traza de poder solo porque está más cerca.
Sin embargo, cuando se trata de frecuencias más altas, la impedancia es más que solo resistencia, incluye inductancia y capacitancia. Ahora, la capacitancia de una traza será influenciada por un plano de potencia cercano.
Si desea calcular la impedancia característica, por ejemplo, de una placa de 4 capas con tierra interna y planos de potencia, el cálculo considera el plano de "referencia" más cercano, que podría ser cualquiera de los dos. Entonces, si se trata de una pila simétrica hacia arriba (con la misma altura desde el plano superior al primero que desde el plano inferior al segundo plano), entonces la impedancia de una pista dada sería la misma. Pero esto supone que las pistas llevan señales de alta frecuencia, como USB, Ethernet, etc.
Aquí es donde tal vez proviene la confusión en lo que has oído o leído. A veces es difícil expandir la teoría eléctrica básica de las leyes de Ohm y Kirchhoff, a circuitos de CA de alta frecuencia, de DC o dominio de tiempo, al dominio de frecuencia.