PCBInside

예전에 Nelco N4000-13 자재를 사용해서 x GHz 신호를 전달하는데 적합한지 대략적으로 살펴본 적이 있었다. 그 때는 고속 신호용 PCB 자재료 Nelco N4000-13이 자주 사용되던 때이다. 요즘은 N4000-13SI가 더 자주 사용되는 것 같다.

조건은 대략 인터커넥션의 길이가 대략 300 mm 이었다. -3 dB가 4 GHz를 만족할 수 있는지 검토를 해 보았는데 아래는 copper trace의 두게 및 폭에 변화에 따라 대역폭(BW)이 얼마나 변하는지 알아보기 위해 만든 테이블과 그래프이다.

폭(W)는 주워진 두께(T)에서 50 ohm을 만족할 수 있는 두께를 선정한 것이다.  패턴 폭이 0.25 mm로 매우 두꺼워야 겨우 4 GHz 근처가 확보되며 4 GHz 이상이 확보는 어렵니다. 4 GHz 이상 확보하려면 인터커넥션의 길이를 줄이거나 손실이 적은 다른 물질을 찾아봐야 한다. 위 테이블에서 한가지 확이할 수 잇는 것은 BW를 크게 확보할수록 core 두께도 두꺼워진다는 점이다. 이것은 여러 신호 레이어를 사용할 경우 보드 두께가 많이 두꺼워질 수 있음을 의미하는 것이기도 하며, 그 경우 via 효과도 심각한 고려 대상이 될 수 있음을 의미한다. 

Insertion loss(왼쪽이 테이블 위이고 오른쪽이 테이블 아래 값이다)

위 그래프의 확대 그래프

요구되는 대역폭, 보드 두께 사양, 트래이스 수, 트래이스 길이 등을 고려하여 적절한 값을 선택해야 하겠으나 어떻게 해도 대역폭을 만족하지 못할 경우, 인터커넥션과 관련된 topology를 수정하거나 수급 문제 등을 고려한 자재 변경등  여러 가지다른 방법을 모색해야 한다.