Ulemper ved PCB traditionel fire-lags stabling

Hvis mellemlagskapacitansen ikke er stor nok, vil det elektriske felt blive fordelt over et relativt stort område af pladen, således at mellemlagsimpedansen reduceres, og returstrømmen kan løbe tilbage til det øverste lag.I dette tilfælde kan feltet genereret af dette signal interferere med feltet for det nærliggende skiftende lagsignal.Det var slet ikke det, vi havde håbet på.Desværre er lagene langt fra hinanden på et 4-lags bord på 0,062 tommer, og mellemlagets kapacitans er lille
Når ledningerne skifter fra lag 1 til lag 4 eller omvendt, vil dette problem blive vist som billede
nyheder 13
Diagrammet viser, at når signalet sporer fra lag 1 til lag 4 (rød linje), skal returstrømmen også skifte plan (blå linje).Hvis frekvensen af ​​signalet er høj nok, og planerne er tæt på hinanden, kan returstrømmen strømme gennem den mellemlagskapacitet, der findes mellem jordlaget og effektlaget.Men på grund af manglen på en direkte ledende forbindelse for returstrømmen, er returvejen afbrudt, og vi kan tænke på denne afbrydelse som en impedans mellem planer vist som nedenfor billede
nyheder 14
Hvis mellemlagskapacitansen ikke er stor nok, vil det elektriske felt blive fordelt over et relativt stort område af pladen, således at mellemlagsimpedansen reduceres, og returstrømmen kan løbe tilbage til det øverste lag.I dette tilfælde kan feltet genereret af dette signal interferere med feltet for det nærliggende skiftende lagsignal.Det var slet ikke det, vi havde håbet på.Desværre er lagene langt fra hinanden på et 4-lags bord på 0,062 tommer (mindst 0,020 tommer), og mellemlagskapacitansen er lille.Som et resultat opstår den elektriske feltinterferens beskrevet ovenfor.Dette forårsager muligvis ikke problemer med signalintegritet, men det vil helt sikkert skabe mere EMI.Det er derfor, når vi bruger kaskaden, undgår vi at skifte lag, især for højfrekvente signaler såsom ure.
Det er almindelig praksis at tilføje en afkoblingskondensator nær overgangspassagehullet for at reducere impedansen oplevet af returstrømmen vist som nedenfor billede.Denne afkoblingskondensator er imidlertid ineffektiv for VHF-signaler på grund af dens lave selvresonansfrekvens.For AC-signaler med frekvenser højere end 200-300 MHz kan vi ikke stole på afkoblingskondensatorer for at skabe en lavimpedans returvej.Derfor har vi brug for en afkoblingskondensator (til under 200-300 MHz) og en relativt stor interboard-kondensator til højere frekvenser.
nyheder 15
Dette problem kan undgås ved ikke at ændre nøglesignalets lag.Den lille interboard-kapacitans på firelagskortet fører dog til et andet alvorligt problem: kraftoverførsel.Ur digital ics kræver typisk store transiente strømforsyningsstrømme.Når stignings-/faldtiden for IC-output falder, er vi nødt til at levere energi med en højere hastighed.For at give en ladekilde placerer vi normalt afkoblingskondensatorer meget tæt på hver logisk IC.Der er dog et problem: Når vi går ud over de selvresonante frekvenser, kan afkoblingskondensatorer ikke effektivt lagre og overføre energi, fordi ved disse frekvenser vil kondensatoren fungere som en induktor.
Da de fleste ics i dag har hurtige stige/fald-tider (ca. 500 ps), har vi brug for en ekstra afkoblingsstruktur med en højere selvresonansfrekvens end afkoblingskondensatorens.Mellemlagskapacitansen af ​​et printkort kan være en effektiv afkoblingsstruktur, forudsat at lagene er tæt nok på hinanden til at give tilstrækkelig kapacitans.Derfor foretrækker vi, ud over de almindeligt anvendte afkoblingskondensatorer, at bruge tætsiddende strømlag og jordlag til at levere transient strøm til digitale ics.
Bemærk venligst, at på grund af den almindelige kredsløbsfremstillingsproces har vi normalt ikke tynde isolatorer mellem det andet og tredje lag af firelagskortet.En firelagsplade med tynde isolatorer mellem det andet og tredje lag kan koste meget mere end en konventionel firelagsplade.