Primeiramente:
- Isso é para um projeto de hobby pontual (ou dois), nada mais sério. Se este fosse um projeto comercial, eu iria de 4 camadas de uma vez (embora eu não seria projetar projeto como um, em primeiro lugar).
- Ir para 4 camadas é aceitável somente se for realmente necessário ; essas placas custam pelo menos o dobro dessas quantidades, e o PCB de duas camadas ainda custa mais do que os componentes combinados.
- O objetivo é transmitir o sinal USB 2.0, principalmente ileso, entre dois conectores (USB-B a USB-A, ambos do sexo feminino), nada mais; meu PCB realmente não usa o sinal.
(Se esses pontos moverem a postagem para um território "muito estreito", fique à vontade para ignorá-los :-)
Então, a pergunta é: isso é possível, com resultados aceitáveis? O objetivo principal é, é claro, permitir comunicações de alta velocidade (480 Mbit / s).
De acordo com a especificação USB, o par diferencial deve ter uma impedância diferencial de 90 ohm e uma impedância característica de aterramento de 30 ohm. No entanto, o USB parece tolerar um pouco de abuso; uma nota do aplicativo SMSC (PDF) em que discutem o layout de PCB USB 2.0 de duas camadas menciona que a impedância de extremidade única não é tão crítica quanto o diferencial e que uma faixa de "45 a 80 ohm" é aceitável.
As especificações da placa são 1 oz de cobre, com 63 mil FR-4 no meio.
De acordo com algumas calculadoras de impedância, como esta (que, a menos que eu entenda algo errado, também não mostra a impedância de extremidade única), parece que traços de 50 mil com espaçamento de 10 mil dão um diferencial de ~ 90 ohm e ~ 80 ohm Z0.
(Esses valores são da calculadora Saturn PCB Toolkit, que é gratuita, mas requer download.)
Os traços seriam da ordem de 3 polegadas de comprimento e provavelmente seguiriam uma forma de U invertida para se aproximar das bordas da placa, para que eu tenha espaço para rotear todo o resto (apenas sinais sub-MHz) sem quebrar o plano de terra sob os traços USB.
É claro que percebo que todo o esforço é um pouco insano; no entanto, novamente, é para um quadro de hobby e parece ter sido feito por empresas sérias também.
A alta velocidade ainda está um pouco além de mim, mas o resto do projeto é simples; Eu só preciso passar esse sinal pelo PCB e tudo o mais é um pedaço de bolo.
Se você perdeu, a questão principal é: isso é possível, com resultados aceitáveis?
Se houver melhores métodos de roteamento em duas camadas (por exemplo, este pequeno artigo usa roteamento de guia de onda coplanar para esse fim), informe. Não consigo encontrar muita informação (que seja detalhada e compreensível, mas sem detalhes ou menções sobre equações / calculadoras) sobre isso.
(conforme publicado pelo OP).