PCB 기술 - 보드 재료의 Dk 값의 구체적인 의미를 이해하면 설계 변경 사항 감소

보드 재료의 Dk 값의 구체적인 의미를 이해하면 설계 변경 사항 감소

PCB 회로의 개발 단계에서는 일반적으로 회로 테스트, 재설계 및 재가공을 포함한 여러 차례의 회로 설계 반복을 거칩니다.이러한 여러 가지 변화는 비용 증가를 초래할 수 있습니다.한 프로젝트가 개발부터 상장까지 4~8번의 변화를 겪은 것은 드문 일이 아니다.보다 일반적인 방법은 회로 에뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 정확한 에뮬레이션을 수행하여 변경 횟수와 관련 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

회로 설계자가 회로의 전기 성능을 예측할 수 있는 아주 좋은 아날로그 소프트웨어 도구가 많이 있다.모든 유사한 회로 시뮬레이션은 회로의 임피던스 및 삽입 손실과 밀접한 관련이 있는 회로 모델을 기반으로 합니다.회로 시뮬레이션은 회로의 많은 성능과 속성을 얻을 수 있지만, 실제 회로 성능은 시뮬레이션 모델의 시뮬레이션 결과와 종종 일정한 차이가 있다.어떤 차이는 매우 작다;다른 건 다 중요해.

설계자는 아날로그 소프트웨어에 데이터를 입력하기 전에 데이터를 채우는 구체적인 의미와 세부 사항을 알아야 합니다.회로의 예상 성능이 독특하고 모든 시뮬레이션 모델이 다르기 때문에 입력 데이터가 모델과 완전히 일치하지 않을 수 있습니다.시뮬레이션 결과의 부정확성은 모델을 정의할 때 사용자가 입력한 데이터에 의해 발생할 수 있습니다.때때로 사용자의 부주의일 수도 있고, 사용자가 정확한 정보를 사실상 부정확하다고 생각할 수도 있다.잠재적 부정확성 중 하나는 회로에 사용되는 PCB 재료의 개전 상수(Dk) 값입니다.Dk 값 자체는 정확할 수 있지만 사용자가 Dk 값을 가져오는 방법과 그 대표적인 내용을 오해하여 잘못 사용할 수 있습니다.

모든 개전 재료의 Dk는 주파수와 관련이 있습니다.즉, Dk 값은 동일한 재료를 테스트하고 동일한 테스트 방법을 사용할 때 서로 다른 주파수에서 테스트할 때 약간 다릅니다.일반적으로 몇 MHz에서 5GHz~10GHz의 주파수 범위 내에서 Dk는 주파수에 따라 약간 변경됩니다.대부분의 저손실 회로 재료의 경우 10GHz에서 250GHz까지 Dk 주파수 곡선은 약간의 음사율 변화를 가지고 있습니다.이 주파수 범위를 고려하고 회로 재료의 극화에 따라 주파수가 증가함에 따라 Dk는 일반적으로 2% 이하로 떨어집니다.보다 정확한 회로 모델링을 위해서는 회로와 동일한 주파수에서 생성된 재료의 Dk 데이터를 사용해야 합니다.

또 다른 문제는 각 방향 이성입니다. 회로 시뮬레이션에 사용되는 Dk 값의 경우 각 방향 이성은 일반적으로 더 쉽게 무시됩니다.대부분의 회로 재료는 각방향 이성이며, 이는 Dk가 재료의 세 축에 서로 다른 값을 가지고 있음을 의미합니다.회로 재료의 Z축 (두께 방향) Dk는 재료의 x-y 평면 Dk와 달리 매우 일반적입니다.X축과 Y축의 Dk 값은 일반적으로 비슷하지만 X축, Y축 및 Z축의 Dk 값은 일반적으로 매우 다릅니다.또한 재료를 테스트하기 위한 Dk 테스트 방법도 많이 있습니다.어떤 테스트 방법은 Z축에 있는 재료의 특성만 평가하고, 어떤 방법은 X-Y 평면의 특성을 평가한다.

설계자가 모델에 사용하는 Dk 정보가 Z축이 아닌 X-Y 평면에 있는 경우 특정 모델에 적합하지 않을 수 있습니다.어떤 테스트 방법을 사용하여 Dk를 결정하고 Dk 값의 테스트 빈도를 얻을 수 있는지 이해하는 것이 좋습니다.

대부분의 고주파 회로 기판 재료의 경우 Dk 값은 일반적으로 4 또는 그 이하이며 각 방향의 이성은 일반적으로 그다지 현저하지 않습니다.대부분의 경우 Z축과 X-Y 평면의 Dk 값 간의 차이는 3%를 넘지 않습니다.그러나 비충전 유리 천 강화 회로 재료의 경우 Dk 차이가 훨씬 높을 수 있습니다.

X-Y 평면의 Dk 값은 Dk 값이 6보다 크거나 같은 재료와 같이 Dk 값이 높은 재료의 경우 Z축의 Dk 값과 매우 다릅니다.이러한 재료의 경우 Dk 차이는 각 방향 이성 때문에 일반적으로 5%에서 15% 사이입니다(실제 값은 특정 재료에 따라 다름).일부 예외를 제외하고 일부 고Dk 재료는 매우 작은 각방향 이성을 가지고 있다.어떤 경우에도 설계자는 Dk 값이 높은 재료를 사용할 때 각 방향 이성을 고려해야 합니다.

마지막으로, 설계자는 회로 설계 구조와 가장 유사한 테스트 방법을 통해 얻은 Dk 값을 사용해야 하며 주파수는 동일합니다.테스트 방법의 수량이 제한되어 있고 회로의 응용 범위가 넓기 때문에 설계자는 테스트 방법과 그 모델 간의 좋은 일치를 찾기 어려울 수 있다.어떠한 상황에서도 설계자는 반드시 이해하고 사용하려고 시도해야 한다