Nevýhody tradičního čtyřvrstvého stohování PCB

Pokud mezivrstvá kapacita není dostatečně velká, bude elektrické pole distribuováno přes relativně velkou oblast desky, takže je snížena mezivrstvá impedance a zpětný proud může proudit zpět do horní vrstvy. V tomto případě může pole generované tímto signálem narušit pole nedalekého měnícího se signálu vrstvy. To není to, na co jsme vůbec doufali. Bohužel, na 4vrstvé desce 0,062 palce jsou vrstvy daleko od sebe a mezivrstvá kapacita je malá
Když se zapojení změní z vrstvy 1 na vrstvu 4 nebo naopak, pak bude tento problém povede jako obrázek
News13
Schéma ukazuje, že když signál sleduje od vrstvy 1 do vrstvy 4 (červená čára), musí návratový proud také změnit rovinu (modrá čára). Pokud je frekvence signálu dostatečně vysoká a roviny jsou těsně u sebe, může návratový proud protékat mezivrstvou kapacitou, která existuje mezi zemskou vrstvou a výkonovou vrstvou. Avšak vzhledem k nedostatku přímého vodivého spojení pro zpětný proud je návratnost přerušena a můžeme si myslet na toto přerušení jako impedanci mezi roviny zobrazenými níže uvedenými obrázkem
News14
Pokud mezivrstvá kapacita není dostatečně velká, bude elektrické pole distribuováno přes relativně velkou oblast desky, takže je snížena mezivrstvá impedance a zpětný proud může proudit zpět do horní vrstvy. V tomto případě může pole generované tímto signálem narušit pole nedalekého měnícího se signálu vrstvy. To není to, na co jsme vůbec doufali. Bohužel na 4vrstvé desce 0,062 palce jsou vrstvy daleko od sebe (nejméně 0,020 palce) a mezivrstvá kapacita je malá. V důsledku toho dochází k interferenci elektrického pole. To nemusí způsobit problémy s integritou signálu, ale určitě to vytvoří více EMI. Proto se při použití kaskády vyhýbáme měnícím se vrstvám, zejména pro vysokofrekvenční signály, jako jsou hodiny.
Je běžnou praxí přidat oddělení oddělení poblíž přechodného průchodu, aby se snížila impedance, která zažívá návratový proud zobrazený, jak je uvedeno níže. Tento oddělení oddělení je však pro signály VHF neefektivní díky své nízké frekvenci seberesonanty. U AC signálů s frekvencemi vyššími než 200-300 MHz se nemůžeme spoléhat na oddělení kondenzátorů a vytvořit návratovou cestu s nízkou impedancí. Proto potřebujeme oddělení oddělení (pro nižší než 200-300 MHz) a relativně velký interboardový kondenzátor pro vyšší frekvence.
News15
Tento problém lze zabránit tím, že nezmění vrstvu klíčového signálu. Malá meziborní kapacita čtyřvrstvé desky však vede k dalšímu vážnému problému: přenosu energie. Digitální IC hodiny obvykle vyžadují velké přechodné proudy napájení. Jak se zkracuje doba nárůstu/pádu IC, musíme dodávat energii vyšší rychlostí. Pro poskytnutí zdroje náboje obvykle umístíme kondenzátory oddělení velmi blízko každé logické IC. Existuje však problém: Když přesahujeme seberesonantní frekvence, nemohou oddělení kondenzátorů účinně ukládat a přenášet energii, protože při těchto frekvencích bude kondenzátor působit jako induktor.
Vzhledem k tomu, že většina IC má dnes rychlé doby vzestupu/podzimu (asi 500 ps), potřebujeme další strukturu oddělení s vyšší frekvencí seberesonanty než frekvence oddělení oddělení. Interlayerová kapacita desky obvodu může být účinnou strukturou oddělení, pokud jsou vrstvy dostatečně blízko, aby poskytly dostatečnou kapacitu. Proto kromě běžně používaných oddělení kondenzátorů dáváme přednost použití úzce rozmístěných výkonových vrstev a pozemních vrstev, abychom poskytovali přechodnou energii digitálním ICS.
Vezměte prosím na vědomí, že vzhledem k výrobnímu procesu běžné desky obvodů obvykle nemáme tenké izolátory mezi druhou a třetí vrstvou čtyřvrstvé desky. Čtyřvrstvá deska s tenkými izolátory mezi druhými a třetími vrstvami může stát mnohem více než konvenční čtyřvrstvá deska.