Ulemper med tradisjonell firelagsstabling av PCB

Hvis mellomlagskapasitansen ikke er stor nok, vil det elektriske feltet fordeles over et relativt stort område av kortet, slik at mellomlagimpedansen reduseres og returstrømmen kan flyte tilbake til det øverste laget. I dette tilfellet kan feltet som genereres av dette signalet forstyrre feltet til det nærliggende skiftende lagsignalet. Dette er ikke det vi hadde håpet på i det hele tatt. Dessverre, på et 4-lagskort på 0,062 tommer, er lagene langt fra hverandre og mellomlagskapasitansen er liten.
Når ledningene endres fra lag 1 til lag 4 eller omvendt, vil dette problemet som vist på bildet føre til.
nyheter13
Diagrammet viser at når signalet går fra lag 1 til lag 4 (rød linje), må returstrømmen også endre plan (blå linje). Hvis signalfrekvensen er høy nok og planene er tett sammen, kan returstrømmen flyte gjennom lagkapasitansen som finnes mellom jordlaget og effektlaget. På grunn av mangelen på en direkte ledende forbindelse for returstrømmen blir imidlertid returbanen avbrutt, og vi kan tenke på dette avbruddet som en impedans mellom planene vist som bildet nedenfor.
nyheter14
Hvis mellomlagskapasitansen ikke er stor nok, vil det elektriske feltet bli fordelt over et relativt stort område av kortet, slik at mellomlagimpedansen reduseres og returstrømmen kan flyte tilbake til det øverste laget. I dette tilfellet kan feltet som genereres av dette signalet forstyrre feltet til det nærliggende signalet med skiftende lag. Dette er ikke det vi hadde håpet på i det hele tatt. Dessverre er lagene langt fra hverandre (minst 0,020 tommer) på et 4-lagskort på 0,062 tommer, og mellomlagskapasitansen er liten. Som et resultat oppstår den elektriske feltforstyrrelsen beskrevet ovenfor. Dette forårsaker kanskje ikke problemer med signalintegriteten, men det vil absolutt skape mer EMI. Det er derfor vi unngår å bytte lag når vi bruker kaskaden, spesielt for høyfrekvente signaler som klokker.
Det er vanlig praksis å legge til en avkoblingskondensator nær overgangshullet for å redusere impedansen som oppleves av returstrømmen vist som bildet nedenfor. Denne avkoblingskondensatoren er imidlertid ineffektiv for VHF-signaler på grunn av dens lave selvresonansfrekvens. For AC-signaler med frekvenser høyere enn 200–300 MHz kan vi ikke stole på at avkoblingskondensatorer skaper en lavimpedans-returbane. Derfor trenger vi en avkoblingskondensator (for under 200–300 MHz) og en relativt stor interboardkondensator for høyere frekvenser.
nyheter15
Dette problemet kan unngås ved å ikke endre laget i nøkkelsignalet. Den lille interkortkapasitansen til firelagskortet fører imidlertid til et annet alvorlig problem: kraftoverføring. Digitale klokke-IC-er krever vanligvis store transiente strømforsyningsstrømmer. Etter hvert som stige-/falltiden til IC-utgangen avtar, må vi levere energi med en høyere hastighet. For å tilby en ladekilde plasserer vi vanligvis avkoblingskondensatorer svært nær hver logiske IC. Det er imidlertid et problem: når vi går utover de selvresonante frekvensene, kan ikke avkoblingskondensatorer lagre og overføre energi effektivt, fordi kondensatoren ved disse frekvensene vil fungere som en induktor.
Siden de fleste IC-er i dag har raske stige-/falltider (omtrent 500 ps), trenger vi en ekstra avkoblingsstruktur med en høyere selvresonansfrekvens enn avkoblingskondensatoren. Mellomlagskapasitansen til et kretskort kan være en effektiv avkoblingsstruktur, forutsatt at lagene er nærme nok hverandre til å gi tilstrekkelig kapasitans. Derfor foretrekker vi, i tillegg til de vanlige avkoblingskondensatorene, å bruke tett plasserte effektlag og jordlag for å gi transient effekt til digitale IC-er.
Vær oppmerksom på at på grunn av den vanlige produksjonsprosessen for kretskort, har vi vanligvis ikke tynne isolatorer mellom det andre og tredje laget av firelagskortet. Et firelagskort med tynne isolatorer mellom det andre og tredje laget kan koste mye mer enn et konvensjonelt firelagskort.