신호 무결성을 위한 PCB 배선 — 완벽 가이드

마이크로스트립과 스트립라인 트레이스는 정해진 특성 임피던스로 배선해야 합니다. 보통 RF는 50 Ω, 고속 디지털은 차동 100 Ω입니다. 마이크로스트립 임피던스 계산기는 기판 두께, 유전 상수, 동박 두께로부터 트레이스 폭을 계산합니다. 임피던스 오차가 10%(50 Ω 선로의 55 Ω)에 불과해도 입사 전압의 약 5%가 반사되어 반사 손실은 약 26 dB가 됩니다.

차동 신호는 두 트레이스가 긴밀하게 결합되고 길이가 맞춰져 있을 때만 공통 모드 잡음에 강합니다. 차동 쌍 계산기는 스택업의 특정 층에서 목표 차동 임피던스(보통 100 Ω)를 얻기 위한 트레이스 폭과 간격을 계산합니다. 쌍 내 스큐를 1 UI 미만으로 유지하려면 길이를 5–10 mil 이내로 맞추세요.

비아는 인덕턴스(배럴 길이 1 mm당 ~1 nH)와 패드에 의한 병렬 커패시턴스를 만듭니다. 비아 스텁 공진은 f = c / (4·stub_length·√ε_r)에서 노치를 일으킬 수 있습니다. 열 특성과 전류 용량은 비아 계산기로 확인하고, 두꺼운 기판에 고속 신호를 통과시키기 전에 비아 스텁 공진 주파수를 점검하세요.

트레이스 폭은 직류 저항과 부하 시 온도 상승을 결정합니다. IPC-2152 곡선은 동박 무게, 도체 길이, 기판의 열 환경을 고려합니다. 트레이스 폭 및 전류 계산기는 목표 온도 상승에 필요한 최소 트레이스 폭을 계산하고, 트레이스 저항 계산기는 저항에 의한 전압 강하와 소비 전력을 구합니다.

잘 계획된 스택업은 신호층을 기준 플레인 옆에 두어 루프 면적을 최소화하고 임피던스를 제어합니다. 스택업 계산기에서 층별 재료, 두께, 동박 무게를 정의하면 각 신호층의 마이크로스트립 및 스트립라인 임피던스를 계산합니다. RF 트레이스는 임피던스를 조정하기 가장 쉬운 바깥쪽 마이크로스트립 층에 두세요.

결합된 전송선로는 상호 인덕턴스와 상호 커패시턴스를 통해 에너지를 주고받습니다. 근단 크로스토크(NEXT)는 결합 길이와 트레이스 사이의 근접도에 따라 커집니다. 경험칙으로, 고속 신호 사이에는 트레이스 폭의 3× 간격(3W 규칙)을 유지하세요. PCB 크로스토크 계산기는 형상 파라미터로부터 NEXT와 FEXT를 정량화하므로, 레이아웃 승인 전에 배선 규칙을 검증할 수 있습니다.