PCB సాంప్రదాయ నాలుగు-పొర స్టాకింగ్ యొక్క ప్రతికూలతలు

ఇంటర్లేయర్ కెపాసిటెన్స్ తగినంత పెద్దది కానట్లయితే, ఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ బోర్డు యొక్క సాపేక్షంగా పెద్ద ప్రాంతంలో పంపిణీ చేయబడుతుంది, తద్వారా ఇంటర్లేయర్ ఇంపెడెన్స్ తగ్గుతుంది మరియు తిరిగి వచ్చే కరెంట్ ఎగువ పొరకు తిరిగి ప్రవహిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, ఈ సిగ్నల్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఫీల్డ్ సమీపంలోని మారుతున్న లేయర్ సిగ్నల్ ఫీల్డ్‌తో జోక్యం చేసుకోవచ్చు. ఇది మేము అస్సలు ఆశించినది కాదు. దురదృష్టవశాత్తూ, 0.062 అంగుళాల 4-పొరల బోర్డులో, పొరలు చాలా దూరంగా ఉన్నాయి మరియు ఇంటర్లేయర్ కెపాసిటెన్స్ చిన్నది
వైరింగ్ లేయర్ 1 నుండి లేయర్ 4కి లేదా వైస్ వెర్సాకి మారినప్పుడు, ఈ సమస్య చిత్రంగా చూపబడుతుంది
వార్తలు13
లేయర్ 1 నుండి లేయర్ 4 (రెడ్ లైన్) వరకు సిగ్నల్ ట్రాక్ చేసినప్పుడు, రిటర్న్ కరెంట్ కూడా విమానం (బ్లూ లైన్) మార్చాలి అని రేఖాచిత్రం చూపిస్తుంది. సిగ్నల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ తగినంత ఎక్కువగా ఉంటే మరియు విమానాలు ఒకదానికొకటి దగ్గరగా ఉంటే, భూమి పొర మరియు పవర్ లేయర్ మధ్య ఉన్న ఇంటర్లేయర్ కెపాసిటెన్స్ ద్వారా రిటర్న్ కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది. అయితే, రిటర్న్ కరెంట్‌కి డైరెక్ట్ కండక్టివ్ కనెక్షన్ లేకపోవడం వల్ల, రిటర్న్ పాత్ అంతరాయం కలిగింది మరియు ఈ అంతరాయాన్ని దిగువ చిత్రంలో చూపిన విమానాల మధ్య ఒక అవరోధంగా భావించవచ్చు.
వార్తలు14
ఇంటర్లేయర్ కెపాసిటెన్స్ తగినంత పెద్దది కానట్లయితే, ఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ బోర్డు యొక్క సాపేక్షంగా పెద్ద ప్రాంతంలో పంపిణీ చేయబడుతుంది, తద్వారా ఇంటర్లేయర్ ఇంపెడెన్స్ తగ్గుతుంది మరియు తిరిగి వచ్చే కరెంట్ ఎగువ పొరకు తిరిగి ప్రవహిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, ఈ సిగ్నల్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఫీల్డ్ సమీపంలోని మారుతున్న లేయర్ సిగ్నల్ ఫీల్డ్‌తో జోక్యం చేసుకోవచ్చు. ఇది మేము అస్సలు ఆశించినది కాదు. దురదృష్టవశాత్తూ, 0.062 అంగుళాల 4-లేయర్ బోర్డులో, పొరలు చాలా దూరంగా ఉంటాయి (కనీసం 0.020 అంగుళాలు), మరియు ఇంటర్లేయర్ కెపాసిటెన్స్ చిన్నది. ఫలితంగా, పైన వివరించిన విద్యుత్ క్షేత్ర జోక్యం ఏర్పడుతుంది. ఇది సిగ్నల్ ఇంటిగ్రిటీ సమస్యలను కలిగించకపోవచ్చు, కానీ ఇది ఖచ్చితంగా మరింత EMIని సృష్టిస్తుంది. అందుకే, క్యాస్కేడ్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, మేము లేయర్‌లను మార్చకుండా ఉంటాము, ముఖ్యంగా గడియారాల వంటి అధిక పౌనఃపున్య సంకేతాల కోసం.
దిగువ చిత్రంలో చూపిన రిటర్న్ కరెంట్ ద్వారా ఎదురయ్యే ఇంపెడెన్స్‌ను తగ్గించడానికి ట్రాన్సిషన్ పాస్ హోల్ దగ్గర డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్‌ను జోడించడం సాధారణ పద్ధతి. అయినప్పటికీ, ఈ డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్ తక్కువ స్వీయ-ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీ కారణంగా VHF సిగ్నల్‌లకు పనికిరాదు. 200-300 MHz కంటే ఎక్కువ పౌనఃపున్యాలు కలిగిన AC సిగ్నల్‌ల కోసం, తక్కువ-ఇంపెడెన్స్ రిటర్న్ పాత్‌ను రూపొందించడానికి మేము డికప్లింగ్ కెపాసిటర్‌లపై ఆధారపడలేము. అందువల్ల, మనకు డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్ (200-300 MHz కంటే తక్కువ) మరియు అధిక ఫ్రీక్వెన్సీల కోసం సాపేక్షంగా పెద్ద ఇంటర్‌బోర్డ్ కెపాసిటర్ అవసరం.
వార్తలు15
కీ సిగ్నల్ యొక్క పొరను మార్చకుండా ఉండటం ద్వారా ఈ సమస్యను నివారించవచ్చు. అయినప్పటికీ, నాలుగు-పొరల బోర్డు యొక్క చిన్న ఇంటర్‌బోర్డ్ కెపాసిటెన్స్ మరొక తీవ్రమైన సమస్యకు దారితీస్తుంది: పవర్ ట్రాన్స్‌మిషన్. క్లాక్ డిజిటల్ ఐసీలకు సాధారణంగా పెద్ద తాత్కాలిక విద్యుత్ సరఫరా ప్రవాహాలు అవసరమవుతాయి. IC అవుట్‌పుట్ యొక్క పెరుగుదల/పతనం సమయం తగ్గుతున్నందున, మేము అధిక రేటుతో శక్తిని అందించాలి. ఛార్జ్ మూలాన్ని అందించడానికి, మేము సాధారణంగా డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్‌లను ప్రతి లాజిక్ ICకి చాలా దగ్గరగా ఉంచుతాము. అయినప్పటికీ, ఒక సమస్య ఉంది: మేము స్వీయ-ప్రతిధ్వని పౌనఃపున్యాలను దాటి వెళ్ళినప్పుడు, డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్లు శక్తిని సమర్థవంతంగా నిల్వ చేయలేవు మరియు బదిలీ చేయలేవు, ఎందుకంటే ఈ పౌనఃపున్యాల వద్ద కెపాసిటర్ ఒక ఇండక్టర్ వలె పనిచేస్తుంది.
నేడు చాలా ics వేగంగా పెరుగుదల/పతనం సమయాలను (సుమారు 500 ps) కలిగి ఉన్నందున, మనకు డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్ కంటే ఎక్కువ స్వీయ-ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీతో అదనపు డీకప్లింగ్ నిర్మాణం అవసరం. సర్క్యూట్ బోర్డ్ యొక్క ఇంటర్లేయర్ కెపాసిటెన్స్ సమర్థవంతమైన డీకప్లింగ్ స్ట్రక్చర్‌గా ఉంటుంది, తగినంత కెపాసిటెన్స్ అందించడానికి లేయర్‌లు ఒకదానికొకటి దగ్గరగా ఉంటాయి. అందువల్ల, సాధారణంగా ఉపయోగించే డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్‌లతో పాటు, డిజిటల్ ఐసీలకు తాత్కాలిక శక్తిని అందించడానికి మేము దగ్గరగా ఉండే పవర్ లేయర్‌లు మరియు గ్రౌండ్ లేయర్‌లను ఉపయోగించాలనుకుంటున్నాము.
సాధారణ సర్క్యూట్ బోర్డ్ తయారీ ప్రక్రియ కారణంగా, మేము సాధారణంగా నాలుగు-పొరల బోర్డు యొక్క రెండవ మరియు మూడవ పొరల మధ్య సన్నని ఇన్సులేటర్లను కలిగి లేమని దయచేసి గమనించండి. రెండవ మరియు మూడవ పొరల మధ్య సన్నని ఇన్సులేటర్లతో కూడిన నాలుగు-పొరల బోర్డు సంప్రదాయ నాలుగు-పొరల బోర్డు కంటే చాలా ఎక్కువ ఖర్చు అవుతుంది.