A NYÁK hagyományos négyrétegű halmozásának hátrányai

Ha a rétegközi kapacitás nem elég nagy, az elektromos tér a tábla viszonylag nagy felületén oszlik el, így a rétegek közötti impedancia csökken, és a visszatérő áram visszafolyhat a felső rétegbe. Ebben az esetben az e jel által generált mező interferálhat a közeli változó rétegjel mezőjével. Ez egyáltalán nem az, amit reméltünk. Sajnos egy 4 rétegű, 0,062 hüvelykes táblán a rétegek távol vannak egymástól, és a rétegközi kapacitás kicsi
Ha a kábelezés az 1. rétegről a 4. rétegre változik, vagy fordítva, akkor ez a probléma a képen látható
hírek 13
A diagram azt mutatja, hogy amikor a jel az 1. rétegről a 4. rétegre (piros vonal) halad, a visszatérő áramnak is síkot kell változtatnia (kék vonal). Ha a jel frekvenciája elég nagy és a síkok közel vannak egymáshoz, a visszatérő áram átfolyhat a földréteg és a teljesítményréteg között lévő rétegközi kapacitáson. A visszatérő áram közvetlen vezető kapcsolatának hiánya miatt azonban a visszatérő út megszakad, és ezt a megszakítást síkok közötti impedanciaként tekinthetjük az alábbi képen látható módon.
hírek 14
Ha a rétegközi kapacitás nem elég nagy, az elektromos tér a tábla viszonylag nagy felületén oszlik el, így a rétegek közötti impedancia csökken, és a visszatérő áram visszafolyhat a felső rétegbe. Ebben az esetben az e jel által generált mező interferálhat a közeli változó rétegjel mezőjével. Ez egyáltalán nem az, amit reméltünk. Sajnos egy 0,062 hüvelykes 4 rétegű táblán a rétegek távol vannak egymástól (legalább 0,020 hüvelyk), és a rétegközi kapacitás kicsi. Ennek eredményeként a fent leírt elektromos tér interferencia lép fel. Ez nem okozhat jelintegritási problémákat, de minden bizonnyal több EMI-t hoz létre. Éppen ezért a kaszkád használatakor kerüljük a rétegváltást, különösen a nagyfrekvenciás jelek, például az órák esetében.
Általános gyakorlat, hogy az átmeneti áteresztőnyílás közelében egy leválasztó kondenzátort adnak hozzá, hogy csökkentsék az alábbi képen látható visszatérő áram által tapasztalt impedanciát. Ez a leválasztó kondenzátor azonban alacsony önrezonanciafrekvenciája miatt nem hatékony VHF jelek esetén. A 200-300 MHz-nél nagyobb frekvenciájú váltakozó áramú jelek esetében nem hagyatkozhatunk a kondenzátorok szétcsatolására az alacsony impedanciájú visszatérési út létrehozása érdekében. Ezért szükségünk van egy lecsatoló kondenzátorra (200-300 MHz alatti frekvencia esetén) és egy viszonylag nagy interboard kondenzátorra a magasabb frekvenciákhoz.
hírek 15
Ez a probléma elkerülhető, ha nem változtatjuk meg a kulcsjel rétegét. A négyrétegű kártya kis interboard kapacitása azonban egy másik komoly problémához vezet: az erőátvitelhez. A digitális órajelek általában nagy tranziens tápfeszültséget igényelnek. Ahogy az IC kimenet emelkedési/esési ideje csökken, nagyobb sebességgel kell energiát szállítanunk. A töltésforrás biztosításához általában minden egyes logikai IC-hez nagyon közel helyezzük el a leválasztó kondenzátorokat. Van azonban egy probléma: amikor túllépünk az önrezonancia frekvenciákon, a leválasztó kondenzátorok nem képesek hatékonyan tárolni és továbbítani az energiát, mert ezeken a frekvenciákon a kondenzátor induktorként fog működni.
Mivel manapság a legtöbb ic gyors emelkedési/esési idővel rendelkezik (körülbelül 500 ps), szükségünk van egy további leválasztó szerkezetre, amely nagyobb önrezonancia frekvenciával rendelkezik, mint a szétválasztó kondenzátoré. Az áramköri lap rétegközi kapacitása hatékony leválasztó szerkezet lehet, feltéve, hogy a rétegek elég közel vannak egymáshoz ahhoz, hogy elegendő kapacitást biztosítsanak. Ezért az általánosan használt szétcsatoló kondenzátorok mellett előnyben részesítjük az egymáshoz közel elhelyezkedő táprétegek és földrétegek alkalmazását, hogy tranziens áramot biztosítsunk a digitális icikának.
Kérjük, vegye figyelembe, hogy az elterjedt áramköri kártyagyártási folyamat miatt általában nincs vékony szigetelő a négyrétegű kártya második és harmadik rétege között. A második és harmadik réteg között vékony szigetelőkkel ellátott négyrétegű tábla sokkal többe kerülhet, mint egy hagyományos négyrétegű tábla.