PCB પરંપરાગત ફોર-લેયર સ્ટેકીંગના ગેરફાયદા

જો ઇન્ટરલેયર કેપેસીટન્સ પૂરતું મોટું ન હોય, તો ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ બોર્ડના પ્રમાણમાં મોટા વિસ્તાર પર વિતરિત કરવામાં આવશે, જેથી ઇન્ટરલેયર અવબાધ ઘટે અને વળતરનો પ્રવાહ ટોચના સ્તર પર પાછો વહેતો થઈ શકે.આ કિસ્સામાં, આ સિગ્નલ દ્વારા જનરેટ થયેલ ક્ષેત્ર નજીકના બદલાતા સ્તર સિગ્નલના ક્ષેત્રમાં દખલ કરી શકે છે.આ તે નથી જેની અમને બિલકુલ આશા હતી.કમનસીબે, 0.062 ઇંચના 4-લેયર બોર્ડ પર, સ્તરો ઘણા દૂર છે અને ઇન્ટરલેયર કેપેસીટન્સ નાની છે
જ્યારે વાયરિંગ લેયર 1 થી લેયર 4 માં બદલાય છે અથવા તેનાથી ઊલટું, ત્યારે આ સમસ્યા ચિત્ર તરીકે દર્શાવવામાં આવશે.
સમાચાર13
ડાયાગ્રામ બતાવે છે કે જ્યારે સિગ્નલ લેયર 1 થી લેયર 4 (લાલ લીટી) સુધી ટ્રેક કરે છે, ત્યારે રીટર્ન કરંટ પણ પ્લેન (વાદળી લીટી) બદલવો જોઈએ.જો સિગ્નલની આવર્તન પૂરતી ઊંચી હોય અને વિમાનો એકબીજાની નજીક હોય, તો વળતર પ્રવાહ ગ્રાઉન્ડ લેયર અને પાવર લેયર વચ્ચે અસ્તિત્વમાં રહેલા ઇન્ટરલેયર કેપેસીટન્સમાંથી વહે છે.જો કે, વળતર પ્રવાહ માટે સીધા વાહક જોડાણના અભાવને લીધે, વળતરનો માર્ગ વિક્ષેપિત થાય છે, અને અમે આ વિક્ષેપને નીચે આપેલા ચિત્રમાં બતાવેલ વિમાનો વચ્ચેના અવરોધ તરીકે વિચારી શકીએ છીએ.
સમાચાર 14
જો ઇન્ટરલેયર કેપેસીટન્સ પૂરતું મોટું ન હોય, તો ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ બોર્ડના પ્રમાણમાં મોટા વિસ્તાર પર વિતરિત કરવામાં આવશે, જેથી ઇન્ટરલેયર અવબાધ ઘટે અને વળતરનો પ્રવાહ ટોચના સ્તર પર પાછો વહેતો થઈ શકે.આ કિસ્સામાં, આ સિગ્નલ દ્વારા જનરેટ થયેલ ક્ષેત્ર નજીકના બદલાતા સ્તર સિગ્નલના ક્ષેત્રમાં દખલ કરી શકે છે.આ તે નથી જેની અમને બિલકુલ આશા હતી.કમનસીબે, 0.062 ઇંચના 4-લેયર બોર્ડ પર, સ્તરો ઘણા દૂર છે (ઓછામાં ઓછા 0.020 ઇંચ), અને ઇન્ટરલેયર કેપેસીટન્સ નાની છે.પરિણામે, ઉપર વર્ણવેલ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની દખલગીરી થાય છે.આ સિગ્નલ અખંડિતતા સમસ્યાઓનું કારણ બની શકે નહીં, પરંતુ તે ચોક્કસપણે વધુ EMI બનાવશે.તેથી જ, કાસ્કેડનો ઉપયોગ કરતી વખતે, અમે સ્તરો બદલવાનું ટાળીએ છીએ, ખાસ કરીને ઘડિયાળો જેવા ઉચ્ચ આવર્તન સંકેતો માટે.
નીચે ચિત્રમાં બતાવેલ વળતર પ્રવાહ દ્વારા અનુભવાતા અવરોધને ઘટાડવા માટે ટ્રાન્ઝિશન પાસ હોલની નજીક ડીકોપ્લીંગ કેપેસિટર ઉમેરવાનું સામાન્ય પ્રથા છે.જો કે, આ ડીકોપલિંગ કેપેસિટર તેની ઓછી સ્વ-રેઝોનન્ટ આવર્તનને કારણે VHF સિગ્નલો માટે બિનઅસરકારક છે.200-300 MHz કરતા વધુ ફ્રીક્વન્સીવાળા AC સિગ્નલો માટે, અમે ઓછા-અવબાધ રીટર્ન પાથ બનાવવા માટે કેપેસિટરને ડીકપલિંગ પર આધાર રાખી શકતા નથી.તેથી, અમને ડીકોપલિંગ કેપેસિટર (200-300 મેગાહર્ટ્ઝથી નીચેના માટે) અને ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ માટે પ્રમાણમાં મોટા ઇન્ટરબોર્ડ કેપેસિટરની જરૂર છે.
સમાચાર 15
કી સિગ્નલના સ્તરમાં ફેરફાર ન કરીને આ સમસ્યાને ટાળી શકાય છે.જો કે, ફોર-લેયર બોર્ડની નાની ઇન્ટરબોર્ડ કેપેસીટન્સ બીજી ગંભીર સમસ્યા તરફ દોરી જાય છે: પાવર ટ્રાન્સમિશન.ઘડિયાળ ડિજિટલ IC ને સામાન્ય રીતે મોટા ક્ષણિક પાવર સપ્લાય કરંટની જરૂર પડે છે.જેમ જેમ IC આઉટપુટનો ઉદય/પતનનો સમય ઘટતો જાય છે, તેમ આપણે ઊંચા દરે ઊર્જા પહોંચાડવાની જરૂર છે.ચાર્જ સ્ત્રોત પ્રદાન કરવા માટે, અમે સામાન્ય રીતે દરેક લોજિક IC ની ખૂબ નજીક ડીકપલિંગ કેપેસિટર મૂકીએ છીએ.જો કે, ત્યાં એક સમસ્યા છે: જ્યારે આપણે સ્વ-રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સીઝથી આગળ વધીએ છીએ, ત્યારે ડીકોપલિંગ કેપેસિટર ઊર્જાને કાર્યક્ષમ રીતે સંગ્રહિત અને ટ્રાન્સફર કરી શકતા નથી, કારણ કે આ ફ્રીક્વન્સીઝ પર કેપેસિટર ઇન્ડક્ટરની જેમ કાર્ય કરશે.
મોટા ભાગના ICમાં આજે ઝડપી ઉદય/પતનનો સમય (લગભગ 500 પીએસ) હોવાથી, અમને ડીકપલિંગ કેપેસિટર કરતાં વધુ સ્વ-રેઝોનન્ટ આવર્તન સાથે વધારાના ડીકોપ્લિંગ સ્ટ્રક્ચરની જરૂર છે.સર્કિટ બોર્ડનું ઇન્ટરલેયર કેપેસીટન્સ અસરકારક ડીકોપ્લીંગ માળખું હોઈ શકે છે, જો કે સ્તરો પર્યાપ્ત કેપેસીટન્સ પ્રદાન કરવા માટે એકબીજાની પૂરતી નજીક હોય.તેથી, સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ડીકોપલિંગ કેપેસિટર્સ ઉપરાંત, અમે ડિજિટલ IC ને ક્ષણિક શક્તિ પ્રદાન કરવા માટે નજીકથી અંતરવાળા પાવર લેયર અને ગ્રાઉન્ડ લેયરનો ઉપયોગ કરવાનું પસંદ કરીએ છીએ.
મહેરબાની કરીને નોંધ કરો કે સામાન્ય સર્કિટ બોર્ડ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાને લીધે, અમારી પાસે સામાન્ય રીતે ચાર-સ્તરના બોર્ડના બીજા અને ત્રીજા સ્તરો વચ્ચે પાતળા ઇન્સ્યુલેટર હોતા નથી.બીજા અને ત્રીજા સ્તરો વચ્ચેના પાતળા ઇન્સ્યુલેટરવાળા ચાર-સ્તરવાળા બોર્ડની કિંમત પરંપરાગત ચાર-સ્તરવાળા બોર્ડ કરતાં ઘણી વધારે હોઈ શકે છે.