PCB సాంప్రదాయ నాలుగు-పొరల స్టాకింగ్ యొక్క ప్రతికూలతలు

ఇంటర్లేయర్ కెపాసిటెన్స్ తగినంత పెద్దది కాకపోతే, విద్యుత్ క్షేత్రం బోర్డు యొక్క సాపేక్షంగా పెద్ద ప్రాంతంలో పంపిణీ చేయబడుతుంది, తద్వారా ఇంటర్లేయర్ ఇంపెడెన్స్ తగ్గుతుంది మరియు రిటర్న్ కరెంట్ పై పొరకు తిరిగి ప్రవహిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, ఈ సిగ్నల్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఫీల్డ్ సమీపంలోని మారుతున్న లేయర్ సిగ్నల్ యొక్క ఫీల్డ్‌తో జోక్యం చేసుకోవచ్చు. ఇది మనం ఆశించినది కాదు. దురదృష్టవశాత్తు, 0.062 అంగుళాల 4-లేయర్ బోర్డులో, పొరలు చాలా దూరంగా ఉంటాయి మరియు ఇంటర్లేయర్ కెపాసిటెన్స్ చిన్నదిగా ఉంటుంది.
వైరింగ్ లేయర్ 1 నుండి లేయర్ 4 కి లేదా వైస్ వెర్సాకు మారినప్పుడు, చిత్రంగా చూపబడిన ఈ సమస్యకు దారితీస్తుంది.
న్యూస్13
సిగ్నల్ లేయర్ 1 నుండి లేయర్ 4 (రెడ్ లైన్) కు ట్రాక్ అయినప్పుడు, రిటర్న్ కరెంట్ కూడా ప్లేన్ (బ్లూ లైన్) గా మారాలని రేఖాచిత్రం చూపిస్తుంది. సిగ్నల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ తగినంత ఎక్కువగా ఉంటే మరియు ప్లేన్లు దగ్గరగా ఉంటే, రిటర్న్ కరెంట్ గ్రౌండ్ లేయర్ మరియు పవర్ లేయర్ మధ్య ఉన్న ఇంటర్లేయర్ కెపాసిటెన్స్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది. అయితే, రిటర్న్ కరెంట్ కోసం డైరెక్ట్ కండక్టివ్ కనెక్షన్ లేకపోవడం వల్ల, రిటర్న్ పాత్ అంతరాయం కలిగిస్తుంది మరియు ఈ అంతరాయాన్ని మనం క్రింద చూపిన విధంగా ప్లేన్ల మధ్య ఇంపెడెన్స్‌గా భావించవచ్చు.
న్యూస్ 14
ఇంటర్లేయర్ కెపాసిటెన్స్ తగినంత పెద్దది కాకపోతే, విద్యుత్ క్షేత్రం బోర్డు యొక్క సాపేక్షంగా పెద్ద ప్రాంతంలో పంపిణీ చేయబడుతుంది, తద్వారా ఇంటర్లేయర్ ఇంపెడెన్స్ తగ్గుతుంది మరియు రిటర్న్ కరెంట్ పై పొరకు తిరిగి ప్రవహిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, ఈ సిగ్నల్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఫీల్డ్ సమీపంలోని మారుతున్న లేయర్ సిగ్నల్ యొక్క ఫీల్డ్‌తో జోక్యం చేసుకోవచ్చు. ఇది మనం ఆశించినది కాదు. దురదృష్టవశాత్తు, 0.062 అంగుళాల 4-లేయర్ బోర్డులో, పొరలు చాలా దూరంగా ఉంటాయి (కనీసం 0.020 అంగుళాలు), మరియు ఇంటర్లేయర్ కెపాసిటెన్స్ చిన్నది. ఫలితంగా, పైన వివరించిన విద్యుత్ క్షేత్ర జోక్యం సంభవిస్తుంది. ఇది సిగ్నల్ సమగ్రత సమస్యలను కలిగించకపోవచ్చు, కానీ ఇది ఖచ్చితంగా ఎక్కువ EMIని సృష్టిస్తుంది. అందుకే, క్యాస్కేడ్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, లేయర్‌లను మార్చకుండా ఉంటాము, ముఖ్యంగా క్లాక్‌ల వంటి అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్‌ల కోసం.
దిగువ చిత్రంలో చూపిన విధంగా రిటర్న్ కరెంట్ అనుభవించే ఇంపెడెన్స్‌ను తగ్గించడానికి ట్రాన్సిషన్ పాస్ హోల్ దగ్గర డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్‌ను జోడించడం సాధారణ పద్ధతి. అయితే, ఈ డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్ దాని తక్కువ స్వీయ-ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీ కారణంగా VHF సిగ్నల్‌లకు పనికిరాదు. 200-300 MHz కంటే ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీలు కలిగిన AC సిగ్నల్‌ల కోసం, తక్కువ-ఇంపెడెన్స్ రిటర్న్ పాత్‌ను సృష్టించడానికి మనం డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్‌లపై ఆధారపడలేము. అందువల్ల, మనకు డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్ (200-300 MHz కంటే తక్కువ) మరియు అధిక ఫ్రీక్వెన్సీల కోసం సాపేక్షంగా పెద్ద ఇంటర్‌బోర్డ్ కెపాసిటర్ అవసరం.
న్యూస్15
కీ సిగ్నల్ యొక్క పొరను మార్చకుండా ఉండటం ద్వారా ఈ సమస్యను నివారించవచ్చు. అయితే, నాలుగు-పొరల బోర్డు యొక్క చిన్న ఇంటర్‌బోర్డ్ కెపాసిటెన్స్ మరొక తీవ్రమైన సమస్యకు దారితీస్తుంది: పవర్ ట్రాన్స్‌మిషన్. క్లాక్ డిజిటల్ ఐసిలకు సాధారణంగా పెద్ద తాత్కాలిక విద్యుత్ సరఫరా ప్రవాహాలు అవసరం. IC అవుట్‌పుట్ యొక్క పెరుగుదల/పతనం సమయం తగ్గినప్పుడు, మనం అధిక రేటుతో శక్తిని అందించాలి. ఛార్జ్ మూలాన్ని అందించడానికి, మేము సాధారణంగా ప్రతి లాజిక్ ICకి చాలా దగ్గరగా డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్‌లను ఉంచుతాము. అయితే, ఒక సమస్య ఉంది: మనం స్వీయ-ప్రతిధ్వని పౌనఃపున్యాలను దాటి వెళ్ళినప్పుడు, డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్లు శక్తిని సమర్ధవంతంగా నిల్వ చేయలేవు మరియు బదిలీ చేయలేవు, ఎందుకంటే ఈ పౌనఃపున్యాల వద్ద కెపాసిటర్ ఒక ఇండక్టర్ లాగా పనిచేస్తుంది.
నేటి చాలా ఐసిఎస్‌లు వేగవంతమైన పెరుగుదల/పతనం సమయాలను (సుమారు 500 పిఎస్‌లు) కలిగి ఉన్నందున, డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్ కంటే ఎక్కువ స్వీయ-ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీతో అదనపు డీకప్లింగ్ నిర్మాణం మనకు అవసరం. సర్క్యూట్ బోర్డ్ యొక్క ఇంటర్‌లేయర్ కెపాసిటెన్స్ ప్రభావవంతమైన డీకప్లింగ్ నిర్మాణంగా ఉంటుంది, పొరలు తగినంత కెపాసిటెన్స్‌ను అందించడానికి ఒకదానికొకటి దగ్గరగా ఉంటే. అందువల్ల, సాధారణంగా ఉపయోగించే డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్‌లతో పాటు, డిజిటల్ ఐసిఎస్‌లకు తాత్కాలిక శక్తిని అందించడానికి దగ్గరగా ఖాళీ చేయబడిన పవర్ లేయర్‌లు మరియు గ్రౌండ్ లేయర్‌లను ఉపయోగించడానికి మేము ఇష్టపడతాము.
సాధారణ సర్క్యూట్ బోర్డ్ తయారీ ప్రక్రియ కారణంగా, నాలుగు పొరల బోర్డు యొక్క రెండవ మరియు మూడవ పొరల మధ్య మనకు సాధారణంగా సన్నని ఇన్సులేటర్లు ఉండవని దయచేసి గమనించండి. రెండవ మరియు మూడవ పొరల మధ్య సన్నని ఇన్సులేటర్లతో కూడిన నాలుగు పొరల బోర్డు సాంప్రదాయ నాలుగు పొరల బోర్డు కంటే చాలా ఎక్కువ ఖర్చు అవుతుంది.