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PCB Impedance

PCB Impedance

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PCB Impedance

다층 PCB 설계시 PCB 임피던스 제어를 하기 위해 RF PCB와 안테나 PCB와 같은 각종 신호를 접하는 경우가 많아 PCB의 안정성과 각 지수 시험의 합격률을 확보할 수 있습니다.  

 

PCB 임피던스 제어 개념 소개 

a.직류 (DC)의 저항을 구별하기 위해 교류에서 마주치는 저항을 임피던스 (Z0) 라고 하는데 여기에는 저항 (R), 유도성 리액턴스 (XC), 용량성 리액턴스 (XL) 등이 있다.  

 PCB 특성 임피던스는"특성 임피던스"라고도 합니다. 특정 기준층 (예:차폐층, 투영층 또는 기준층)에 대한 특정 주파수에서 전송 신호선 (예:당사가 만든 PCB의 동선)에서 발생하는 PCB 고주파 신호 또는 전자파의 저항을 말하며, 전파 과정에서 특성 임피던스라고합니다. 실제로 저항, 인덕턴스, 커패시턴스,등 입니다  

pcb impedance

b.PCB 특성 임피던스 제어시 유의점 

 PCB는 전자 제품에서 전류 전도의 역할뿐만 아니라 신호 전송의 역할도 합니다;  

 전자 제품의 고주파 및 고속 PCB는 PCB 가 제공하는 회로 성능은 반드시 신호가 전송 과정에서 반영되지 않도록 해야 하며 신호를 온전하고 왜곡되지 않게 유지해야 한다;  

 PCB 특성 임피던스는 신호 무결성 문제를 해결하는 핵심;  

 전자 장비 (예:컴퓨터, 통신 스위치 등) 가 작동되면 운전자가 보낸 신호는 PCB 신호선을 통해 수신기에 도달해야 합니다. 신호 무결성을 보장하기 위해서는 PCB 신호선의 특성 임피던스 (Z0) 가 헤드와 테일 구성요소의"전자 임피던스"와 일치해야 한다;  

 전송선로가 1/3 상승시간 이상이 되면 신호가 반영되므로 PCB 특성 임피던스를 고려해야 한다.  

c.PCB 특성 임피던스에 영향을 미치는 요인  

 PCB의 절연상수는 PCB 특성 임피던스 (ER)에 반비례  

 PCB 회로층과 접지면 (또는 외층) 사이의 절연두께는 특성 임피던스값 (H)에 정비례  

 PCB 임피던스 라인 하단 폭 (더 낮은 W1); 선 표면 (상위 W2) 폭, 특성 임피던스에 반비례합니다  

 PCB 동박 두께는 PCB 특성 임피던스 (T)에 반비례  

 PCB의 인접 선간 거리는 특성 임피던스 값 (차동 임피던스) (s)에 정비례  

 PCB 기판 솔더 마스크의 두께는 임피던스 값 (c)에 반비례  

 

d.PCB 임피던스에 영향을 미치는 공정인자 

 동박의 두께가 2oz 이상이 되면 etching 때문에 PCB의 임피던스를 제어할 수 없다.  

In the design, there is no copper and wire layer blank, which needs to be filled with curing sheet during production. When calculating the impedance, the thickness of the medium provided by the plate supplier can not be directly replaced, but the thickness of the blank space filled by the curing sheet needs to be subtracted. This is one of the main reasons for the inconsistency between the impedance calculated by ourselves and the results of the manufacturer.

e.임피던스 PCB 계산   

 임피던스 PCB 계산은 비교적 번거롭지만 몇 가지 경험치를 종합하여 계산 효율 향상에 도움을 줄 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 FR4, 50ohm 마이크로 스트립 라인의 경우, 선폭은 일반적으로 매체의 두께의 두 배와 같습니다; 50ohm 스트라이플라인의 경우 선폭은 두 평면 사이의 중간 두께의 전체 두께의 절반과 같습니다. 이것은 우리가 라인 폭 범위를 빠르게 잠그는데 도움이 될 수 있습니다. 계산된 선폭은이 값보다 작습니다.  


계산 효율의 제고와 더불어 계산 정확도의 향상도 필요하다. 본인이 계산한 PCB 임피던스와 PCB 공장 간의 불일치를 자주 발생하십니까? 어떤 사람들은 이것은 그것과는 아무 상관이 없다고 말할 것이다. PCB 공장에서 직접 조정하도록 하세요. 그러나 PCB 공장에서 조정할 수 없는, PCB 임피던스 제어를 완화 할 수 있을까? 제품 또는 모든 것을 자신의 통제에서 잘 하기 위해 더 좋습니다.  

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그렇다면 설계시 PCB 임피던스는 어떻게 제어할까요?  

 

1.  경험값을 이용하여 전에 했던 임피던스 라인, 예를 들어 PCB의 선폭과 보드의 두께를 기록하고 다음 사용시 바로 적용한다.  

2.  우선 기존의 설계에 따라 PCB에서 임피던스가되어야 하는 라인을 강조한 후 스크린샷을 PCB 공장에 준다. 이를 제어하고자 하는 경우 PCB 공장에서 필요한 임피던스를 얻기위해 PCB 선폭과 선간격을 조정하는 등 우리가 요구하는 PCB 임피던스에 따라 데이터를 수정합니다.  

3.  설계 초기에: PCB의 적층 파라미터와 PCB 제조업체에서 제공하는 관련 데이터 (PCB 보드, 유전체 상수, 그린 오일, PP 두께 등)에 따라 si9000 소프트웨어로 임피던스를 계산한 후 계산된 파라미터를 이용하여 임피던스 라인을 추적하고 최종적으로 PCB 데이터를 얻어 동시에, PCB 공장은 PCB의 임피던스를 제어하기 위해 PCB 공장이 필요합니다. 이것의 장점은 일반적으로 PCB 공장에서 우리의 데이터를 이동시키지 않으며 또한 매우 작은 조정입니다.  

 

위에서 볼 수 있듯이,  

 포인트 1과 2는 안전하지 않습니다. 포인트 1에서 PCB의 스택 파라미터가 변경되면 PCB의 임피던스도 변경됩니다. 계속 신청하는 날에는 실수가 있는지,  

 2.  PCB 공장에서 컨트롤할 스크린샷을 클릭해도 괜찮아요. 그러나 PCB 공장의 엔지니어들이 당신의 PCB 임피던스는 할 수 없다고 종종 전화를 합니다. 그 이유는 당신이 설계한 PCB의 선폭과 선거리의 차이가 너무 크고, 선폭과 선거리를 넓힐 PCB의 공간이 충분하지 않기 때문입니다.  

 분명히 세 번째 방식이 가장 안전하고 PCB 공장은 PCB의 임피던스를 제어할 수 없을 것입니다.