Kelemahan susun empat lapisan tradisional PCB

Jika kapasiti interlayer tidak cukup besar, medan elektrik akan diagihkan ke atas kawasan papan yang agak besar, supaya impedans interlayer dikurangkan dan arus balik boleh mengalir kembali ke lapisan atas.Dalam kes ini, medan yang dijana oleh isyarat ini mungkin mengganggu medan isyarat lapisan bertukar berdekatan.Ini bukan apa yang kami harapkan sama sekali.Malangnya, pada papan 4 lapisan bersaiz 0.062 inci, lapisan berjauhan dan kapasiti interlayer adalah kecil
Apabila pendawaian berubah dari lapisan 1 ke Lapisan 4 atau sebaliknya, maka akan membawa masalah ini ditunjukkan seperti gambar
berita13
Rajah menunjukkan bahawa apabila isyarat menjejaki dari lapisan 1 hingga lapisan 4 (garisan merah), arus balik juga mesti menukar satah (garisan biru).Jika frekuensi isyarat cukup tinggi dan satah berdekatan, arus balik boleh mengalir melalui kemuatan interlayer yang wujud di antara lapisan tanah dan lapisan kuasa.Walau bagaimanapun, disebabkan kekurangan sambungan konduktif langsung untuk arus balik, laluan pulangan terganggu, dan kita boleh memikirkan gangguan ini sebagai galangan antara satah yang ditunjukkan seperti gambar di bawah.
berita14
Jika kapasiti interlayer tidak cukup besar, medan elektrik akan diagihkan ke atas kawasan papan yang agak besar, supaya impedans interlayer dikurangkan dan arus balik boleh mengalir kembali ke lapisan atas.Dalam kes ini, medan yang dijana oleh isyarat ini mungkin mengganggu medan isyarat lapisan bertukar berdekatan.Ini bukan apa yang kami harapkan sama sekali.Malangnya, pada papan 4 lapisan bersaiz 0.062 inci, lapisannya berjauhan (sekurang-kurangnya 0.020 inci), dan kapasiti interlayer adalah kecil.Akibatnya, gangguan medan elektrik yang diterangkan di atas berlaku.Ini mungkin tidak menyebabkan isu integriti isyarat, tetapi ia pasti akan mewujudkan lebih banyak EMI.Inilah sebabnya, apabila menggunakan lata, kami mengelak menukar lapisan, terutamanya untuk isyarat frekuensi tinggi seperti jam.
Ia adalah amalan biasa untuk menambah kapasitor penyahgandingan berhampiran lubang pas peralihan untuk mengurangkan impedans yang dialami oleh arus balik yang ditunjukkan seperti gambar di bawah.Walau bagaimanapun, kapasitor penyahgandingan ini tidak berkesan untuk isyarat VHF kerana frekuensi resonan diri yang rendah.Untuk isyarat AC dengan frekuensi lebih tinggi daripada 200-300 MHz, kami tidak boleh bergantung pada kapasitor penyahgandingan untuk mencipta laluan pulangan galangan rendah.Oleh itu, kita memerlukan kapasitor penyahgandingan (untuk di bawah 200-300 MHz) dan kapasitor antara papan yang agak besar untuk frekuensi yang lebih tinggi.
berita15
Masalah ini boleh dielakkan dengan tidak menukar lapisan isyarat kunci.Walau bagaimanapun, kapasiti interboard kecil papan empat lapisan membawa kepada satu lagi masalah serius: penghantaran kuasa.Ic digital jam biasanya memerlukan arus bekalan kuasa sementara yang besar.Apabila masa naik/turun keluaran IC berkurangan, kita perlu menghantar tenaga pada kadar yang lebih tinggi.Untuk menyediakan sumber cas, kami biasanya meletakkan kapasitor penyahgandingan sangat dekat dengan setiap IC logik.Walau bagaimanapun, terdapat masalah: apabila kita melampaui frekuensi resonans sendiri, kapasitor penyahgandingan tidak dapat menyimpan dan memindahkan tenaga dengan cekap, kerana pada frekuensi ini kapasitor akan bertindak seperti induktor.
Memandangkan kebanyakan ics hari ini mempunyai masa naik/turun yang cepat (kira-kira 500 ps), kami memerlukan struktur penyahgandingan tambahan dengan frekuensi resonans diri yang lebih tinggi daripada kapasitor penyahgandingan.Kapasiti interlayer papan litar boleh menjadi struktur penyahgandingan yang berkesan, dengan syarat lapisan itu cukup rapat antara satu sama lain untuk menyediakan kapasiti yang mencukupi.Oleh itu, sebagai tambahan kepada kapasitor penyahgandingan yang biasa digunakan, kami lebih suka menggunakan lapisan kuasa jarak rapat dan lapisan tanah untuk memberikan kuasa sementara kepada ics digital.
Sila ambil perhatian bahawa disebabkan oleh proses pembuatan papan litar biasa, kami biasanya tidak mempunyai penebat nipis antara lapisan kedua dan ketiga papan empat lapisan.Papan empat lapisan dengan penebat nipis antara lapisan kedua dan ketiga boleh menelan kos lebih tinggi daripada papan empat lapisan konvensional.