Se la capacità interstrato non è sufficientemente grande, il campo elettrico verrà distribuito su un'area relativamente ampia della scheda, riducendo l'impedenza interstrato e consentendo alla corrente di ritorno di fluire verso lo strato superiore. In questo caso, il campo generato da questo segnale potrebbe interferire con il campo del segnale dello strato vicino che cambia. Questo non è affatto ciò che speravamo. Sfortunatamente, su una scheda a 4 strati da 0,062 pollici, gli strati sono molto distanti e la capacità interstrato è bassa.
Quando il cablaggio cambia dal livello 1 al livello 4 o viceversa, si verificherà il problema mostrato nell'immagine.
Il diagramma mostra che quando il segnale si sposta dallo strato 1 allo strato 4 (linea rossa), anche la corrente di ritorno deve cambiare piano (linea blu). Se la frequenza del segnale è sufficientemente alta e i piani sono ravvicinati, la corrente di ritorno può fluire attraverso la capacità interstrato esistente tra lo strato di terra e lo strato di potenza. Tuttavia, a causa della mancanza di una connessione conduttiva diretta per la corrente di ritorno, il percorso di ritorno viene interrotto e possiamo pensare a questa interruzione come a un'impedenza tra i piani, come mostrato nella figura sottostante.
Se la capacità interstrato non è sufficientemente elevata, il campo elettrico verrà distribuito su un'area relativamente ampia della scheda, riducendo l'impedenza interstrato e consentendo alla corrente di ritorno di fluire verso lo strato superiore. In questo caso, il campo generato da questo segnale potrebbe interferire con il campo del segnale del livello intercambiabile vicino. Questo non è affatto ciò che speravamo. Sfortunatamente, su una scheda a 4 strati da 0,062 pollici, gli strati sono molto distanti (almeno 0,020 pollici) e la capacità interstrato è ridotta. Di conseguenza, si verifica l'interferenza del campo elettrico descritta sopra. Questo potrebbe non causare problemi di integrità del segnale, ma creerà sicuramente più interferenze elettromagnetiche (EMI). Per questo motivo, quando si utilizza la cascata, evitiamo di cambiare strato, soprattutto per segnali ad alta frequenza come i clock.
È prassi comune aggiungere un condensatore di disaccoppiamento in prossimità del foro di passaggio di transizione per ridurre l'impedenza causata dalla corrente di ritorno, come mostrato nell'immagine sottostante. Tuttavia, questo condensatore di disaccoppiamento è inefficace per i segnali VHF a causa della sua bassa frequenza di autorisonanza. Per segnali AC con frequenze superiori a 200-300 MHz, non possiamo fare affidamento sui condensatori di disaccoppiamento per creare un percorso di ritorno a bassa impedenza. Pertanto, abbiamo bisogno di un condensatore di disaccoppiamento (per frequenze inferiori a 200-300 MHz) e di un condensatore interno relativamente grande per le frequenze più alte.
Questo problema può essere evitato non modificando lo strato del segnale chiave. Tuttavia, la ridotta capacità interna della scheda a quattro strati porta a un altro grave problema: la trasmissione di potenza. I circuiti integrati digitali con clock richiedono in genere elevate correnti di alimentazione transitorie. Man mano che il tempo di salita/discesa dell'uscita del circuito integrato diminuisce, è necessario erogare energia a una velocità maggiore. Per fornire una fonte di carica, di solito posizioniamo condensatori di disaccoppiamento molto vicini a ciascun circuito integrato logico. Tuttavia, c'è un problema: quando si superano le frequenze di autorisonanza, i condensatori di disaccoppiamento non possono immagazzinare e trasferire energia in modo efficiente, perché a queste frequenze il condensatore si comporta come un induttore.
Poiché la maggior parte dei circuiti integrati odierni presenta tempi di salita/discesa rapidi (circa 500 ps), è necessaria una struttura di disaccoppiamento aggiuntiva con una frequenza di autorisonanza superiore a quella del condensatore di disaccoppiamento. La capacità interstrato di un circuito stampato può essere una struttura di disaccoppiamento efficace, a condizione che gli strati siano sufficientemente vicini tra loro da fornire una capacità sufficiente. Pertanto, oltre ai condensatori di disaccoppiamento comunemente utilizzati, preferiamo utilizzare strati di potenza e strati di massa ravvicinati per fornire potenza transitoria ai circuiti integrati digitali.
Si prega di notare che, a causa del comune processo di produzione dei circuiti stampati, di solito non sono presenti isolanti sottili tra il secondo e il terzo strato di una scheda a quattro strati. Una scheda a quattro strati con isolanti sottili tra il secondo e il terzo strato può costare molto di più di una scheda a quattro strati convenzionale.