പിസിബി പരമ്പരാഗത നാല്-പാളി സ്റ്റാക്കിംഗിന്റെ പോരായ്മകൾ

ഇന്റർലെയർ കപ്പാസിറ്റൻസ് ആവശ്യത്തിന് വലുതല്ലെങ്കിൽ, ബോർഡിന്റെ താരതമ്യേന വലിയ ഒരു പ്രദേശത്ത് വൈദ്യുത മണ്ഡലം വിതരണം ചെയ്യപ്പെടും, അങ്ങനെ ഇന്റർലെയർ ഇം‌പെഡൻസ് കുറയുകയും റിട്ടേൺ കറന്റ് മുകളിലെ പാളിയിലേക്ക് തിരികെ ഒഴുകുകയും ചെയ്യും. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ഈ സിഗ്നൽ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഫീൽഡ് സമീപത്തുള്ള മാറുന്ന ലെയർ സിഗ്നലിന്റെ ഫീൽഡിനെ തടസ്സപ്പെടുത്തിയേക്കാം. ഇത് ഞങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിച്ചതല്ല. നിർഭാഗ്യവശാൽ, 0.062 ഇഞ്ച് 4-ലെയർ ബോർഡിൽ, പാളികൾ വളരെ അകലെയാണ്, ഇന്റർലെയർ കപ്പാസിറ്റൻസ് ചെറുതാണ്.
വയറിംഗ് ലെയർ 1 ൽ നിന്ന് ലെയർ 4 ലേക്ക് മാറുമ്പോഴോ തിരിച്ചും മാറുമ്പോഴോ, ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കപ്പെടും.
വാർത്ത13
ലെയർ 1 മുതൽ ലെയർ 4 വരെ (ചുവപ്പ് രേഖ) സിഗ്നൽ ട്രാക്ക് ചെയ്യുമ്പോൾ, റിട്ടേൺ കറന്റും തലം (നീല രേഖ) മാറ്റണമെന്ന് ഡയഗ്രം കാണിക്കുന്നു. സിഗ്നലിന്റെ ആവൃത്തി ആവശ്യത്തിന് ഉയർന്നതും പ്ലെയിനുകൾ പരസ്പരം അടുത്തുമാണെങ്കിൽ, ഗ്രൗണ്ട് ലെയറിനും പവർ ലെയറിനും ഇടയിലുള്ള ഇന്റർലെയർ കപ്പാസിറ്റൻസിലൂടെ റിട്ടേൺ കറന്റ് ഒഴുകും. എന്നിരുന്നാലും, റിട്ടേൺ കറന്റിനായി നേരിട്ടുള്ള ചാലക കണക്ഷന്റെ അഭാവം കാരണം, റിട്ടേൺ പാത്ത് തടസ്സപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ പ്ലെയിനുകൾക്കിടയിലുള്ള ഒരു ഇം‌പെഡൻസായി നമുക്ക് ഈ തടസ്സത്തെ കണക്കാക്കാം.
വാർത്ത14
ഇന്റർലെയർ കപ്പാസിറ്റൻസ് ആവശ്യത്തിന് വലുതല്ലെങ്കിൽ, ബോർഡിന്റെ താരതമ്യേന വലിയ ഒരു പ്രദേശത്ത് വൈദ്യുത മണ്ഡലം വിതരണം ചെയ്യപ്പെടും, അങ്ങനെ ഇന്റർലെയർ ഇം‌പെഡൻസ് കുറയുകയും റിട്ടേൺ കറന്റ് മുകളിലെ പാളിയിലേക്ക് തിരികെ ഒഴുകുകയും ചെയ്യും. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ഈ സിഗ്നൽ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഫീൽഡ് സമീപത്തുള്ള മാറുന്ന ലെയർ സിഗ്നലിന്റെ ഫീൽഡിനെ തടസ്സപ്പെടുത്തിയേക്കാം. ഇത് ഞങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിച്ചതല്ല. നിർഭാഗ്യവശാൽ, 0.062 ഇഞ്ച് ഉള്ള 4-ലെയർ ബോർഡിൽ, പാളികൾ വളരെ അകലെയാണ് (കുറഞ്ഞത് 0.020 ഇഞ്ച്), ഇന്റർലെയർ കപ്പാസിറ്റൻസ് ചെറുതാണ്. തൽഫലമായി, മുകളിൽ വിവരിച്ച വൈദ്യുത മണ്ഡല ഇടപെടൽ സംഭവിക്കുന്നു. ഇത് സിഗ്നൽ സമഗ്രത പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് കാരണമായേക്കില്ല, പക്ഷേ ഇത് തീർച്ചയായും കൂടുതൽ EMI സൃഷ്ടിക്കും. അതുകൊണ്ടാണ്, കാസ്കേഡ് ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, പാളികൾ മാറ്റുന്നത് ഞങ്ങൾ ഒഴിവാക്കുന്നത്, പ്രത്യേകിച്ച് ക്ലോക്കുകൾ പോലുള്ള ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നലുകൾക്ക്.
താഴെ കൊടുത്തിരിക്കുന്ന ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ റിട്ടേൺ കറന്റ് അനുഭവിക്കുന്ന ഇം‌പെഡൻസ് കുറയ്ക്കുന്നതിന് ട്രാൻസിഷൻ പാസ് ഹോളിനടുത്ത് ഒരു ഡീകൂപ്ലിംഗ് കപ്പാസിറ്റർ ചേർക്കുന്നത് സാധാരണ രീതിയാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഈ ഡീകൂപ്ലിംഗ് കപ്പാസിറ്റർ അതിന്റെ കുറഞ്ഞ സെൽഫ്-റെസൊണന്റ് ഫ്രീക്വൻസി കാരണം VHF സിഗ്നലുകൾക്ക് ഫലപ്രദമല്ല. 200-300 MHz-ൽ കൂടുതൽ ഫ്രീക്വൻസികളുള്ള AC സിഗ്നലുകൾക്ക്, കുറഞ്ഞ ഇം‌പെഡൻസ് റിട്ടേൺ പാത്ത് സൃഷ്ടിക്കാൻ നമുക്ക് ഡീകൂപ്ലിംഗ് കപ്പാസിറ്ററുകളെ ആശ്രയിക്കാൻ കഴിയില്ല. അതിനാൽ, നമുക്ക് ഒരു ഡീകൂപ്ലിംഗ് കപ്പാസിറ്ററും (200-300 MHz-ൽ താഴെ) ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസികൾക്ക് താരതമ്യേന വലിയ ഇന്റർബോർഡ് കപ്പാസിറ്ററും ആവശ്യമാണ്.
വാർത്ത15
കീ സിഗ്നലിന്റെ പാളി മാറ്റാതെ ഈ പ്രശ്നം ഒഴിവാക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, നാല്-ലെയർ ബോർഡിന്റെ ചെറിയ ഇന്റർബോർഡ് കപ്പാസിറ്റൻസ് മറ്റൊരു ഗുരുതരമായ പ്രശ്നത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു: പവർ ട്രാൻസ്മിഷൻ. ക്ലോക്ക് ഡിജിറ്റൽ ഐസികൾക്ക് സാധാരണയായി വലിയ ക്ഷണികമായ പവർ സപ്ലൈ കറന്റുകൾ ആവശ്യമാണ്. ഐസി ഔട്ട്പുട്ടിന്റെ ഉയർച്ച/താഴ്ച സമയം കുറയുമ്പോൾ, ഉയർന്ന നിരക്കിൽ ഊർജ്ജം നൽകേണ്ടതുണ്ട്. ഒരു ചാർജ് സ്രോതസ്സ് നൽകുന്നതിന്, ഞങ്ങൾ സാധാരണയായി ഡീകൂപ്പിംഗ് കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഓരോ ലോജിക് ഐസിക്കും വളരെ അടുത്തായി സ്ഥാപിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഒരു പ്രശ്നമുണ്ട്: നമ്മൾ സ്വയം-പ്രതിധ്വനിക്കുന്ന ആവൃത്തികൾക്കപ്പുറം പോകുമ്പോൾ, ഡീകൂപ്പിംഗ് കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് ഊർജ്ജം കാര്യക്ഷമമായി സംഭരിക്കാനും കൈമാറ്റം ചെയ്യാനും കഴിയില്ല, കാരണം ഈ ആവൃത്തികളിൽ കപ്പാസിറ്റർ ഒരു ഇൻഡക്റ്റർ പോലെ പ്രവർത്തിക്കും.
ഇന്നത്തെ മിക്ക ഐസിഎസുകൾക്കും വേഗത്തിലുള്ള ഉയർച്ച/താഴ്ച സമയങ്ങൾ (ഏകദേശം 500 പിഎസ്) ഉള്ളതിനാൽ, ഡീകൂപ്പിംഗ് കപ്പാസിറ്ററിനേക്കാൾ ഉയർന്ന സെൽഫ്-റെസൊണന്റ് ഫ്രീക്വൻസിയുള്ള ഒരു അധിക ഡീകൂപ്പിംഗ് ഘടന നമുക്ക് ആവശ്യമാണ്. മതിയായ കപ്പാസിറ്റൻസ് നൽകാൻ പാളികൾ പരസ്പരം അടുത്താണെങ്കിൽ, ഒരു സർക്യൂട്ട് ബോർഡിന്റെ ഇന്റർലെയർ കപ്പാസിറ്റൻസ് ഫലപ്രദമായ ഡീകൂപ്പിംഗ് ഘടനയാകും. അതിനാൽ, സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഡീകൂപ്പിംഗ് കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് പുറമേ, ഡിജിറ്റൽ ഐസിഎസുകൾക്ക് ക്ഷണികമായ പവർ നൽകുന്നതിന് ഞങ്ങൾ അടുത്ത് അകലത്തിലുള്ള പവർ ലെയറുകളും ഗ്രൗണ്ട് ലെയറുകളും ഉപയോഗിക്കാൻ ഇഷ്ടപ്പെടുന്നു.
സാധാരണ സർക്യൂട്ട് ബോർഡ് നിർമ്മാണ പ്രക്രിയ കാരണം, നാല് പാളി ബോർഡിന്റെ രണ്ടാമത്തെയും മൂന്നാമത്തെയും പാളികൾക്കിടയിൽ നേർത്ത ഇൻസുലേറ്ററുകൾ സാധാരണയായി ഉണ്ടാകില്ല എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കുക. രണ്ടാമത്തെയും മൂന്നാമത്തെയും പാളികൾക്കിടയിൽ നേർത്ത ഇൻസുലേറ്ററുകളുള്ള നാല് പാളി ബോർഡിന് പരമ്പരാഗത നാല് പാളി ബോർഡിനേക്കാൾ വളരെ വില കൂടുതലായിരിക്കും.