PCB 기술 - PCB 특성 임피던스 제어 기술

1. 신호 전송선의 정의

(1) 전자파의 원리에 따라 파장 (섬) 이 짧을수록 주파수 (f) 가 높다.양자의 곱은 광속이다.즉, C=섬.F=3*1010cm/s

(2) 모든 구성 요소에 높은 신호 전송 주파수가 있지만 PCB 컨덕터를 통해 전송되면 원래 높은 전송 주파수가 감소하거나 시간이 지연됩니다.

따라서 컨덕터의 길이는 짧을수록 좋습니다.

(3) PCB 경로설정 밀도를 높이거나 경로설정 크기를 줄이는 것이 유리합니다.그러나 컴포넌트의 주파수가 빨라지거나 펄스 주기가 단축됨에 따라 컨덕터의 길이는 신호 파장 (속도) 의 어느 범위에 근접합니다.이때 컴포넌트가 PCB 컨덕터에서 전송될 때 명백한 "실진" 이 나타납니다.

(4) ipc-2141의 3.4.4는 신호가 도선에서 전송될 때 도선의 길이가 신호 파장의 1/7에 가까우면 도선을 신호 전송선으로 간주한다고 지적했다.

(5) 예:

컴포넌트의 신호 전송 주파수(f)가 10MHz이고 PCB의 컨덕터 길이가 50cm인 경우 특성 임피던스 제어를 고려해야 합니까?

솔루션: C=섬F=3*1010cm/s

섬 C/fï(3*1010cm/s)/(1*107/s)ï3000cm

컨덕터 길이 / 신호 파장 = 50 / 3000 = 1 / 60

1/60"1/7"이기 때문에 이 도체는 흔히 볼 수 있는 도체이기 때문에 특성 임피던스를 고려할 필요가 없다.

전자파 이론에서, 맥스웰 공식은 우리에게 정현파 신호가 매체에서의 전파 속도 vs 광속 C와 정비례하지만, 전송 매체의 매전 상수와 반비례한다고 알려준다.

VSï¼C/âIslandµr

람다 = 1일 때 신호 전송은 빛이 전파하는 속도, 즉 3 * 1010 cm/s에 도달한다.

PCB 특성 임피던스

2. 전송 속도 및 개전 상수

30MHz에서 서로 다른 극판의 신호 전송 속도

유전체 재료 TG의 유전체 상수 신호의 전송 속도(M/Isla s)(°C)

진공 / 1.0 300.00

PTFE/2.202.26

열경화성 폴리프로필렌 에테르 210 2.5189.74

시안산 에스테르 수지 225 3.0 173.21

폴리테트라 플루오로에틸렌 수지 + E 유리 천 / 2.6186.25

시안산 에스테르 수지 + 유리천 225 3.7155.96

폴리이미드+유리천 230 4.5141.42

석영 / 3.9 151.98

에폭시 수지 유리천 130±54.7138.38

알루미늄 / 9.0 100.00

위의 표에서 볼 수 있듯이 개전 상수 (Isla µ R) 가 증가함에 따라 개전 재료에서 신호의 전송 속도가 감소합니다.높은 신호 전송 속도를 얻기 위해서는 높은 특성 임피던스 값을 사용해야 합니다.고특성 임피던스의 경우 저개전 상수(Isla µR) 소재를 선택해야 합니다.또한 Teflon의 매개 전기 상수 (Isla µR) 가 빠를 것입니다.

FR-4 보드는 에폭시 수지와 E-클래스 유리 천으로 구성되며 매개 전기 상수 (μR) 는 4.7이다.신호 전송 속도는 138m/Isla ¼s이다. 수지 시스템을 바꾸면 개전 상수(Isla µR)를 쉽게 바꿀 수 있다.