Недостаци традиционалног четворослојног слагања ПЦБ-а

Ако међуслојни капацитет није довољно велик, електрично поље ће бити распоређено на релативно великој површини плоче, тако да је међуслојна импеданса смањена и повратна струја може да тече назад у горњи слој.У овом случају, поље које генерише овај сигнал може интерферирати са пољем сигнала оближњег променљивог слоја.Ово уопште није оно чему смо се надали.Нажалост, на 4-слојној плочи од 0,062 инча, слојеви су удаљени и међуслојни капацитет је мали
Када се ожичење промени са слоја 1 на слој 4 или обрнуто, овај проблем ће бити приказан на слици
вести13
Дијаграм показује да када сигнал прати од слоја 1 до слоја 4 (црвена линија), повратна струја такође мора да промени раван (плава линија).Ако је фреквенција сигнала довољно висока и равни су близу једна другој, повратна струја може тећи кроз међуслојни капацитет који постоји између слоја земље и слоја снаге.Међутим, због недостатка директне проводне везе за повратну струју, повратна путања је прекинута, а овај прекид можемо замислити као импедансу између равни приказаних на слици испод
вести14
Ако међуслојни капацитет није довољно велик, електрично поље ће бити распоређено на релативно великој површини плоче, тако да је међуслојна импеданса смањена и повратна струја може да тече назад у горњи слој.У овом случају, поље које генерише овај сигнал може интерферирати са пољем сигнала оближњег променљивог слоја.Ово уопште није оно чему смо се надали.Нажалост, на 4-слојној плочи од 0,062 инча, слојеви су удаљени (најмање 0,020 инча), а међуслојни капацитет је мали.Као резултат, долази до горе описане интерференције електричног поља.Ово можда неће узроковати проблеме са интегритетом сигнала, али ће сигурно створити више ЕМИ.Због тога, када користимо каскаду, избегавамо промену слојева, посебно за високофреквентне сигнале као што су сатови.
Уобичајена је пракса додати кондензатор за раздвајање у близини прелазног пролаза како би се смањила импеданса повратне струје приказане на слици испод.Међутим, овај кондензатор за раздвајање је неефикасан за ВХФ сигнале због своје ниске саморезонантне фреквенције.За АЦ сигнале са фреквенцијама већим од 200-300 МХз, не можемо се ослонити на кондензаторе за раздвајање да би створили повратну путању ниске импедансе.Због тога нам је потребан кондензатор за раздвајање (за испод 200-300 МХз) и релативно велики интербоард кондензатор за веће фреквенције.
вести15
Овај проблем се може избећи тако што се не мења слој кључног сигнала.Међутим, мали међуплочни капацитет четворослојне плоче доводи до још једног озбиљног проблема: преноса енергије.Дигитални сатови обично захтевају велике пролазне струје напајања.Како се време пораста/пада ИЦ излаза смањује, потребно је да испоручујемо енергију већом брзином.Да бисмо обезбедили извор пуњења, обично постављамо кондензаторе за раздвајање веома близу сваке логичке ИЦ.Међутим, постоји проблем: када идемо даље од саморезонантних фреквенција, кондензатори за раздвајање не могу ефикасно складиштити и пренети енергију, јер ће на овим фреквенцијама кондензатор деловати као индуктор.
Пошто већина ИЦ-а данас има брзо време пораста/пада (око 500 пс), потребна нам је додатна структура за раздвајање са вишом саморезонантном фреквенцијом од оне код кондензатора за раздвајање.Капацитивност међуслојних плоча може бити ефикасна структура за раздвајање, под условом да су слојеви довољно близу један другом да обезбеде довољан капацитет.Због тога, поред уобичајено коришћених кондензатора за раздвајање, ми више волимо да користимо блиско распоређене слојеве снаге и слојеве уземљења да бисмо обезбедили пролазну снагу за дигиталне ицс.
Имајте на уму да због уобичајеног процеса производње штампаних плоча, обично немамо танке изолаторе између другог и трећег слоја четворослојне плоче.Четворослојна плоча са танким изолаторима између другог и трећег слоја може коштати много више од конвенционалне четворослојне плоче.