고속 PCB는 단 1초 만에 수십억 건의 작업을 처리할 수 있는 특수한 유형의 회로 기판입니다. 이러한 PCB는 여러 개의 마이크로프로세서와 기타 견고한 부품을 사용하여 이러한 속도를 달성합니다. 따라서 고주파 PCB 보드는 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다. 더 나아가 다양한 작업을 중단시킬 수도 있습니다.
고속 PCB 보드의 특징
- 우선, 특수 플레이트로 인해 PTH와 구리의 접착력이 높지 않습니다. 표면을 거칠게 하고 플라즈마 처리 장비를 사용하여 PTH 홀 구리와 솔더 레지스트 잉크의 접착력을 높이는 것이 매우 중요합니다.
- 둘째, 상대적인 선폭 제어가 매우 엄격합니다. 임피던스 제어에 대한 요구 사항은 일반적으로 더 직선적이며, 일반적으로 최대 2%의 허용 오차를 갖습니다.
- 또한, 미세 에칭수를 사용하여 거칠게 만들 수 있으므로 저항 용접 전에 사용하면 접착력이 저하될 수 있습니다.
- 마찬가지로 중요한 점은 대부분의 판재가 PTFE 소재로 제작된다는 것입니다. 일반 커터는 버(burr)가 많이 발생하므로 특수 밀링 커터를 올바르게 사용하는 것이 매우 중요합니다.
- 또한, 높은 전자기 주파수를 가지고 있어 특수 회로 기판으로 분류됩니다. 1GHz 이상이면 고주파 인쇄 회로 기판으로 정의할 수 있습니다.
고속 회로 기판의 주요 응용 분야
고속 인쇄 회로 기판은 어디에서나 찾아볼 수 있습니다. 전자 기기부터 휴대용 기기까지 다양한 분야에 사용됩니다. 이 글을 읽고 계신 기기는 고속 PCB 설계를 사용합니다.
고주파 PCB는 다양한 용도로 사용되며, 그 중 일부는 다음과 같습니다.
- GPS 수신기
- 휴대 전화
- 지그비 (ZigBee)
- 더 나은 신호 전송을 위한 RF 리모컨
- 고속 테스트 장비
- 지상 기반 및 공중 기반 레이더 시스템
- 마이크로파
- 무선 주파수
고속 PCB에 대한 신호 무결성 분석
신호 무결성은 전송 신호의 품질을 의미합니다. 제조업체는 이 신호를 특정 경로(예: 유선 또는 광 장치)를 통해 전송합니다. 따라서 신호 무결성은 사용자의 요구에 따라 특정 전압을 확보하는 것을 의미합니다.
신호 무결성에 영향을 미치는 다양한 요인
신호 무결성에 영향을 미치는 주요 요인은 두 가지입니다. 첫 번째는 신호 전송 속도이고, 두 번째는 전송 매체의 길이입니다. 또한, 고속 PCB 재질 또한 신호 무결성에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 요인들은 전송 지연을 유발하며, 큰 지연은 신호 무결성에 영향을 미쳐 회로 기판의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
반성과 해결책
임피던스 부정합으로 인해 전송 신호 에너지가 불완전하게 흡수됩니다. 예를 들어, 모서리가 갑자기 바뀌면 이러한 문제가 발생할 수 있습니다. 또한, 전선의 잘못된 연결은 반사를 유발할 수도 있습니다. 이 문제는 주로 스루홀 회로 기판에서 발생합니다.
부하 임피던스가 소스 임피던스보다 낮아지면 반사 전압이 음(-)이 됩니다. 결과적으로 역방향 전압은 양(+)이 됩니다. 이는 반사에도 영향을 미칩니다. 따라서 이러한 영향을 최소화하려면 반사를 줄여야 합니다. 전송 경로의 임피던스를 신호의 부하 및 소스 임피던스에 모두 일치시켜야 합니다.
신호 및 전력 무결성 기본 사항
신호 및 전력 무결성은 전자 제품 고장의 주요 원인입니다. 따라서 엔지니어는 회로의 아날로그 특성을 고려할 때 매우 신중해야 합니다. 다양한 물리적 현상이 신호의 타이밍 불확실성을 증가시킬 수 있기 때문입니다.
PCB 경로를 신중하게 구현하기만 하면 됩니다. 신호가 정해진 시간 내에 소스에서 목적지까지 도달하도록 해야 합니다.
고속 PCB 라우팅 가이드라인
아시다시피 고속 PCB 레이아웃은 신호 무결성에 관한 것입니다. 따라서 몇 가지 고유한 패턴을 따르면 원하는 신호 무결성을 얻을 수 있습니다. 이러한 패턴은 기본적으로 라우팅 지침입니다. 모든 고주파 PCB 설계자는 몇 가지 기본적인 라우팅 기술을 염두에 두고 있습니다.
전력 무결성을 위한 스택업의 중요성
스태킹 업은 전력 무결성과 신호 무결성에 중요한 역할을 합니다. 신호 대역폭이 증가하면 인터커넥트의 임피던스를 관리해야 합니다. 인터커넥트가 반드시 종단되어야 합니다. 또한, 링잉을 최소화하기 위해 트레이스 크기를 조정해야 합니다. 이를 위해서는 임피던스를 일정하게 유지해야 합니다.
길이 매칭 및 쌍 라우팅
잡음은 신호 무결성에 심각한 영향을 미치는 또 다른 주요 문제입니다. 따라서 서로 다른 쌍 사이에 충분한 결합이 있는지 확인해야 합니다. 결합된 영역을 수신기까지 최대한 확장하기만 하면 됩니다. 반면, 상호 연결에는 결합되지 않은 영역과 드라이버의 길이가 동일해야 합니다. 이는 수신기의 잡음을 억제하는 데 매우 유용합니다.
PCB에 적합한 기판 소재 선택의 중요성
적절한 기판 재료를 선택하면 상승 시간을 향상시킬 수 있습니다. 이 재료는 분산이 평탄하고 손실 탄젠트가 낮아야 합니다. 분산은 상호 연결부를 따라 전파 상수와 임피던스를 변경하는 데 매우 유용하기 때문에 여기서 매우 중요합니다. 또한, 전자기 펄스를 전파합니다.
고속 PCB 소재
- 로저스 4350B HF
- 로저스 RO3001
- 로저스 RO3003
- 타코닉 RF – 35 세라믹
- 타코닉 TLX
- ISOLA IS620E – 유리섬유
- 알론 85N
| 고주파 기판용 소재 | 로저스 RO3003 |
| T | - |
| CTE-z | 25 |
| Er | 3.0 |
| 전기적 강도 | - |
| 표면 저항 | 1×10^7 |
| 열전도율 | 0.50 |
| Dk 손실 탄젠트 | 0.0013 |
| Td 값 | 500 ° |
| 필 강도 | 2.2 |
| 고주파 보드용 소재 | 로저스 RO3006 |
| Tg | - |
| CTE-z | 24 |
| Er | 6.2 |
| 전기적 강도 | - |
| 표면 저항 | 1×10^5 |
| 열전도율 | 0.79 |
| Dk 손실 탄젠트 | 0.0020 |
| Td 값 | 500 ° |
| 껍질 강도 | 1.2 |
| 고주파 기판용 소재 | 알론 85N |
| Tg | 250 ° |
| CTE-z | 55 |
| Er | 4.2 * |
| 전기적 강도 | 57 |
| 표면 저항 | 1.6×10^9 |
| 열전도율 | 0.20 |
| Dk 손실 탄젠트 | 0.0100 ° |
| Td 값 | 387 ° |
| 껍질 강도 | 1.2 |
| 고주파 기판의 재료 | 로저스 RO3001 |
| Tg | 160 ° |
| CTE-z | - |
| Er | 2.3 |
| 전기적 강도 | 98 |
| 표면 저항 | 1×10^9 |
| 열전도율 | 0.22 |
| Dk 손실 탄젠트 | 0.0030 |
| Td 값 | - |
| 껍질 강도 | 2.1 |
| 고주파 기판용 소재 | ISOLA IS620 E-섬유 유리 |
| Tg | 220 ° |
| CTE-z | 55 |
| Er | 4.5 * |
| 전기적 강도 | - |
| 표면 저항 | 2.8×10^6 |
| 열전도율 | - |
| Dk 손실 탄젠트 | 0.0080 |
| Td 값 | - |
| 껍질 강도 | 1.2 |
| 고주파 보드용 소재 | 타코닉 RF-35 세라믹 |
| Tg | 315 ° |
| CTE-z | 64 |
| Er | 3.5 ** |
| 전기적 강도 | - |
| 표면 저항 | 1.5×10^8 |
| 열전도율 | 0.24 |
| Dk 손실 탄젠트 | 0.0018 ** |
| Td 값 | - |
| 껍질 강도 | 1.8 |
| 고주파 기판용 소재 | 타코닉 TLX |
| Tg | - |
| CTE-z | 135 |
| Er | 2.5 |
| 전기적 강도 | - |
| 표면 저항 | 1×10^7 |
| 열전도율 | 0.19 |
| Dk 손실 탄젠트 | 0.0019 |
| Td 값 | - |
| 껍질 강도 | 2.1 |
최종 단어
고속 인쇄 회로 기판은 가장 효율적인 장치에 필수적입니다. 누구나 빠른 장치를 원합니다. 모든 장치의 속도는 회로 기판에 따라 달라지며, 고주파 PCB 기판은 신호 및 전력 무결성에 따라 달라집니다. 최대 속도를 달성하려면 고속 기판이 필요합니다. 모든 고주파 PCB 제조업체는 고객의 요구를 충족하기 위해 품질을 엄격하게 관리하는 것이 필수적입니다. 고품질 PCB 기판을 보장하는 제조업체를 찾고 계시다면 지금 바로 문의하세요!
