Ist die Zwischenschichtkapazität nicht groß genug, verteilt sich das elektrische Feld über eine relativ große Fläche der Platine, wodurch die Zwischenschichtimpedanz reduziert wird und der Rückstrom zur obersten Schicht zurückfließen kann. In diesem Fall kann das durch dieses Signal erzeugte Feld das Feld des benachbarten Signals der wechselnden Schicht stören. Das ist überhaupt nicht das, was wir uns erhofft hatten. Leider sind die Schichten auf einer 4-lagigen Platine von 0,062 Zoll weit voneinander entfernt, und die Zwischenschichtkapazität ist gering.
Wenn die Verdrahtung von Schicht 1 auf Schicht 4 oder umgekehrt wechselt, dann wird dieses Problem wie im Bild gezeigt auftreten

Das Diagramm zeigt, dass beim Signalverlauf von Schicht 1 zu Schicht 4 (rote Linie) auch der Rückstrom die Ebene wechseln muss (blaue Linie). Bei ausreichend hoher Signalfrequenz und nahe beieinanderliegenden Ebenen kann der Rückstrom durch die Zwischenschichtkapazität zwischen Masse- und Versorgungsebene fließen. Da jedoch keine direkte leitende Verbindung für den Rückstrom besteht, ist der Rückstrompfad unterbrochen. Diese Unterbrechung kann als Impedanz zwischen den Ebenen betrachtet werden, wie in der Abbildung unten dargestellt.

Ist die Zwischenschichtkapazität nicht groß genug, verteilt sich das elektrische Feld über eine relativ große Fläche der Platine, wodurch die Zwischenschichtimpedanz reduziert wird und der Rückstrom zur oberen Schicht zurückfließen kann. In diesem Fall kann das von diesem Signal erzeugte Feld das Feld des benachbarten Signals mit wechselnder Schicht stören. Das entspricht überhaupt nicht unseren Erwartungen. Leider liegen die Schichten auf einer vierschichtigen Platine mit 0,062 Zoll weit auseinander (mindestens 0,020 Zoll), und die Zwischenschichtkapazität ist gering. Dadurch treten die oben beschriebenen Störungen des elektrischen Feldes auf. Dies führt zwar nicht unbedingt zu Problemen mit der Signalintegrität, erhöht aber mit Sicherheit die elektromagnetische Interferenz. Deshalb vermeiden wir bei der Kaskade wechselnde Schichten, insbesondere bei hochfrequenten Signalen wie Taktsignalen.
Es ist üblich, einen Entkopplungskondensator in der Nähe des Übergangslochs zu platzieren, um die Impedanz des Rückstroms zu reduzieren (siehe Abbildung unten). Dieser Entkopplungskondensator ist jedoch aufgrund seiner niedrigen Eigenresonanzfrequenz für UKW-Signale unwirksam. Bei Wechselstromsignalen mit Frequenzen über 200–300 MHz können wir uns nicht auf Entkopplungskondensatoren verlassen, um einen niederohmigen Rückweg zu schaffen. Daher benötigen wir einen Entkopplungskondensator (für unter 200–300 MHz) und einen relativ großen Zwischenplatinenkondensator für höhere Frequenzen.

Dieses Problem lässt sich vermeiden, indem die Lage des Schlüsselsignals unverändert bleibt. Die geringe Kapazität zwischen den Platinen der vierlagigen Platine führt jedoch zu einem weiteren gravierenden Problem: der Stromübertragung. Digitale Taktgeber-ICs benötigen typischerweise hohe transiente Versorgungsströme. Mit abnehmender Anstiegs-/Abfallzeit des IC-Ausgangs muss die Energie schneller bereitgestellt werden. Um eine Ladungsquelle bereitzustellen, werden üblicherweise Entkopplungskondensatoren in unmittelbarer Nähe jedes Logik-ICs platziert. Dabei gibt es jedoch ein Problem: Über die Eigenresonanzfrequenzen hinaus können Entkopplungskondensatoren Energie nicht mehr effizient speichern und übertragen, da sie bei diesen Frequenzen wie eine Induktivität wirken.
Da die meisten heutigen ICs schnelle Anstiegs-/Abfallzeiten (ca. 500 ps) aufweisen, benötigen wir eine zusätzliche Entkopplungsstruktur mit einer höheren Eigenresonanzfrequenz als der des Entkopplungskondensators. Die Zwischenschichtkapazität einer Leiterplatte kann eine effektive Entkopplungsstruktur sein, vorausgesetzt, die Schichten liegen nahe genug beieinander, um eine ausreichende Kapazität zu gewährleisten. Daher bevorzugen wir zusätzlich zu den üblicherweise verwendeten Entkopplungskondensatoren eng beieinander liegende Leistungs- und Masseschichten, um digitale ICs mit transienter Leistung zu versorgen.
Bitte beachten Sie, dass aufgrund des üblichen Leiterplattenherstellungsprozesses in der Regel keine dünnen Isolatoren zwischen der zweiten und dritten Schicht der vierlagigen Platine vorhanden sind. Eine vierlagige Platine mit dünnen Isolatoren zwischen der zweiten und dritten Schicht kann deutlich teurer sein als eine herkömmliche vierlagige Platine.