Si la capacité intercouche n'est pas assez grande, le champ électrique sera distribué sur une zone relativement grande de la carte, de sorte que l'impédance intercouche est réduite et que le courant de retour peut remonter vers la couche supérieure. Dans ce cas, le champ généré par ce signal peut interférer avec le champ du signal de couche changeant à proximité. Ce n'est pas du tout ce que nous espérions. Malheureusement, sur une planche à 4 couches de 0,062 pouces, les couches sont éloignées et la capacité intercouche est petite
Lorsque le câblage passe de la couche 1 à la couche 4 ou vice versa, je mettra ce problème affiché comme image

Le diagramme montre que lorsque le signal suit de la couche 1 à la couche 4 (ligne rouge), le courant de retour doit également changer le plan (ligne bleue). Si la fréquence du signal est suffisamment élevée et que les plans sont rapprochés, le courant de retour peut passer à travers la capacité intercouche qui existe entre la couche de sol et la couche de puissance. Cependant, en raison de l'absence d'une connexion conductrice directe pour le courant de retour, le chemin de retour est interrompu, et nous pouvons considérer cette interruption comme une impédance entre les plans indiqués comme une image ci-dessous

Si la capacité intercouche n'est pas assez grande, le champ électrique sera distribué sur une zone relativement grande de la carte, de sorte que l'impédance intercouche est réduite et que le courant de retour peut remonter vers la couche supérieure. Dans ce cas, le champ généré par ce signal peut interférer avec le champ du signal de couche changeant à proximité. Ce n'est pas du tout ce que nous espérions. Malheureusement, sur une planche à 4 couches de 0,062 pouces, les couches sont bien éloignées (au moins 0,020 pouces) et la capacité intercouche est petite. En conséquence, l'interférence du champ électrique décrit ci-dessus se produit. Cela peut ne pas entraîner des problèmes d'intégrité du signal, mais cela créera certainement plus d'EMI. C'est pourquoi, lors de l'utilisation de la cascade, nous évitons de changer de couches, en particulier pour les signaux à haute fréquence tels que les horloges.
Il est courant d'ajouter un condensateur de découplage près du trou de passe de transition pour réduire l'impédance ressentie par le courant de retour indiqué comme une image ci-dessous. Cependant, ce condensateur de découplage est inefficace pour les signaux VHF en raison de sa faible fréquence d'auto-résonance. Pour les signaux AC avec des fréquences supérieures à 200 à 300 MHz, nous ne pouvons pas compter sur les condensateurs de découplage pour créer un chemin de retour à faible impédance. Par conséquent, nous avons besoin d'un condensateur de découplage (pour moins de 200 à 300 MHz) et d'un condensateur d'interboard relativement important pour des fréquences plus élevées.

Ce problème peut être évité en ne modifiant pas la couche du signal clé. Cependant, la petite capacité d'interboard de la carte à quatre couches conduit à un autre problème grave: la transmission de puissance. Les circuits intégrés numériques d'horloge nécessitent généralement de grands courants d'alimentation transitoires. À mesure que la hausse / le temps de baisse de la production IC diminue, nous devons fournir de l'énergie à un taux plus élevé. Pour fournir une source de charge, nous placons généralement des condensateurs de découplage très proches de chaque IC logique. Cependant, il y a un problème: lorsque nous allons au-delà des fréquences d'auto-résonance, les condensateurs de découplage ne peuvent pas stocker et transférer efficacement l'énergie, car à ces fréquences, le condensateur agira comme un inducteur.
Étant donné que la plupart des CI ont aujourd'hui des temps de montée / baisse rapide (environ 500 ps), nous avons besoin d'une structure de découplage supplémentaire avec une fréquence d'auto-résonance plus élevée que celle du condensateur de découplage. La capacité intercouche d'une carte de circuit imprimé peut être une structure de découplage efficace, à condition que les couches soient suffisamment proches les unes des autres pour offrir une capacité suffisante. Par conséquent, en plus des condensateurs de découplage couramment utilisés, nous préférons utiliser des couches de puissance étroitement espacées et des couches au sol pour fournir une puissance transitoire aux circuits intégrés numériques.
Veuillez noter qu'en raison du processus de fabrication de la carte de circuit imprimé commun, nous n'avons généralement pas d'isolateurs minces entre les deuxième et troisième couches de la carte à quatre couches. Une planche à quatre couches avec des isolateurs minces entre les deuxième et troisième couches peut coûter beaucoup plus qu'une carte à quatre couches conventionnelle.