임피던스 제어: PCB 제조업체에 요구 사항을 명시하는 방법

보드를 제조로 넘기는 순간은 특히 새로운 디자인의 경우 긴장될 수 있습니다. 설계가 신뢰성 있게 생산될 수 있도록 보장하기 위해서는 제작자와 조립자에게 완전한 요구 사항 세트를 전달해야 합니다. PCB 제조 전에 명확하게 지정해야 할 중요한 사항 중 하나는 임피던스 제어 목표입니다. 이는 혼란을 방지하고 설계 검토 과정을 빠르게 통과하는 데 도움이 됩니다.

PCB 제조업체에 임피던스 요구 사항을 알리는 방법

PCB 설계에서 묻는 많은 질문과 마찬가지로, 대답은 "그것에 달려있다"입니다. 보통 대답은 "예"이지만, 처음부터 일부 준비 작업을 하면 제조업체가 임피던스 계산을 확인하는 데 많은 노력을 기울이지 않아도 됩니다.

모든 제조업체는 보드를 제작으로 넘기기 위해 일정 수준의 전면 엔지니어링을 수행해야 합니다. 이 중 일부는 그들의 재료 재고로 제작 가능한지 여부를 확인하는 것과 관련이 있으며, 이는 불가피하게 임피던스에 영향을 미칩니다. 생각해볼 만한 몇 가지 질문은 다음과 같습니다:

• 제조업체에게 일부 설계 서비스를 요청하고 있습니까?
• 제작자가 테스트나 임피던스 측정을 수행해야 합니까?
• 제조업체나 파트너가 보유하고 있는 재료는 무엇이며, 이것들이 귀하의 설계에 적합할까요?

때로는 제조업체에 요청하는 서비스 수준에 따라 임피던스를 지정해야 할 수도 있습니다. 가장 저렴한 제조업체는 임피던스에 대해 묻지도 않고, 최소한의 검토만으로 제공된 내용대로 제작할 것입니다. 어떤 경우에는 설계가 충분히 검증되고 테스트되어 제조업체가 보드 제작 전에 빠른 설계 검토를 수행해야 할 수도 있습니다. 그러나, 그들은 여전히 귀하의 임피던스 목표를 달성할 수 있는지 확인하기 위해 자신들의 스택업 테이블과 사용 가능한 재료 재고를 확인해야 할 수도 있습니다.임피던스 목표를 달성할 수 있는지 확인하기 위해서입니다. 가장 높은 서비스 수준에서는 제조업체가 귀하의 스택업을 설계하고 원하는 임피던스에 도달하기 위해 필요한 트레이스 폭을 알려줄 것입니다.

PCB 제조업체에 임피던스 제어 요구 사항을 지정해야 한다고 결정한 경우, 이를 수행할 수 있는 여러 가지 방법이 있습니다.

제조업체에 스택업 테이블 제공하기

완전한 스택업 테이블을 생성했다면, PCB 제조업체에 임피던스 제어 사양을 메모로 포함시킬 수 있습니다. 일반적으로 다음 정보를 포함시키고 싶을 것입니다:

1. 필요한 단일 종단 임피던스에 대해 결정한 트레이스 폭
2. 차동 임피던스에 대해 #1을 반복
3. 각 레이어에 대해 #1과 #2를 반복
4. 각 레이어의 각 전송선 형상(공평면 대비 마이크로스트립/스트립라인)에 대해 이러한 값을 지정

다른 레이어에 다른 트레이스 형상이 존재할 수 있고, 또한 다른 임피던스 값을 가질 수 있기 때문에 이러한 점들을 명확하게 지정하는 것이 중요합니다. PCB 제작 노트에서 완전하고 명확하게 하는 것이 중요합니다. 임피던스 목표에 도달하기 위해 필요한 모든 트레이스 폭을 결정하는 것은 설계자가 일반적으로 수행해야 하는 전면 엔지니어링의 필수적인 부분 중 하나입니다. 통합된 필드 솔버를 갖춘 올바른 스택업 계산기를 사용하면 이 작업이 쉬워집니다.

보드에 대한 스택업 표를 개발하는 경우, 위에서 보여진 것처럼 임피던스 목표를 달성하기 위한 필요한 트레이스 폭에 대한 주석을 추가해야 합니다. 위 이미지는 레이어 1-2와 3-4 사이의 프리프레그 두께가 결정되지 않은 예시입니다; 라미네이트와 두께는 설계가 검토되는 동안 제조업체에 의해 결정될 것입니다. 모든 제조업체가 이를 대신해주지는 않기 때문에, 원하는 레이어 스택과 트레이스 폭을 지원할 수 있는 제조업체에 연락하여 임피던스 목표를 달성할 수 있도록 해야 합니다.

프로젝트를 올바르게 시작하고 제조업체와 먼저 대화했다면, 그들은 설계된 임피던스에 필요한 트레이스 폭을 명시한 스택업 표를 제공할 것입니다. 그들이 요구하는 재료를 승인하거나 적합한 대체 재료를 보유하고 있다면, 그들은 지정된 트레이스 폭과 간격(차동 쌍의 경우)으로 임피던스 요구 사항을 충족하도록 계산된 스택업을 반환할 것입니다. 제작 도면에서 스택업 표를 생성할 때, 제조업체의 원래 스택업을 따르고 스택업 표 옆에 임피던스 사양을 주석으로 포함하세요.

제작 노트에 임피던스 명시하기

디자이너들이 임피던스 매칭에만 신경 쓰고, 제조업체의 재료 재고를 고려하지 않고 보드를 설계할 때 자주 하는 일입니다. FR4 등급의 라미네이트와 기타 재료들은 서로 대체될 수 있지만, 이는 임피던스 목표를 달성하기 위해 설계에서 트레이스 폭을 변경해야 할 수도 있습니다. 일반적으로, 디자이너는 특정 슬래시 시트에 부합하는 재료를 선택하며, 그 재료는 아마도 그들이 중요하게 여기는 특정 열적 성질을 가지고 있을 것입니다. 그런 다음 그 유전 상수를 사용하여 특정 임피던스에 필요한 트레이스 폭을 결정합니다.

임피던스는 PCB 제작 도면에 메모를 사용하여 지정됩니다.

임피던스 요구 사항:
1. X.XXX MIL 트레이스에 대한 ??? 옴 임피던스가 X, Y, Z 레이어에서 필요합니다.
2. X.XXX MIL 트레이스 / X.XXX MIL 간격에 대한 ??? 옴 차동 임피던스가 X, Y, Z 레이어에서 필요합니다.

이는 제조업체가 모든 레이어에서 임피던스 목표를 달성할 수 있는 대체 재료를 대체할 수 있다는 것을 알고 있는 한 괜찮습니다. 이것은 또 다른 이유로, 제조업체와 일찍 대화하는 것이 중요합니다; 그들에게 표준 스택업과 설계 규칙을 요청하면 나중에 설계 변경의 필요성을 없앨 수 있습니다.

임피던스 테이블 만들기

하나의 옵션은 제작 도면에 각 레이어별 임피던스 요구 사항을 요약한 작은 테이블을 배치하는 것입니다. 다시 말하지만, 특정 레이어에서 단일 폭과 임피던스 값을 지정하고 있습니다. 이는 스택업 계산기에서 결정한 임피던스이거나, 제작업체가 설계에서 달성해야 할 임피던스 목표입니다. 제작 노트에 배치할 수 있는 간단한 (색상) 임피던스 테이블은 아래와 같습니다.

SOW에 포함시키기

소규모 제조 런과 빠른 프로토타이핑 서비스는 거의 결코 작업 지시서(SOW)를 요구하지 않습니다. 일반적으로 온라인 포털이나 이메일을 통해 설계 데이터를 제출하면, 견적을 내고 일부 기본 DFM 검사를 통과하는 한 생산에 들어갑니다. 대규모 주문의 경우, 고객인 여러분이 작업 지시서를 제출해야 하며, 제작업체는 생산을 시작하기 전에 여러분이 승인해야 할 작업 목록과 요구 사항을 추가할 것입니다.

PCB 제조업체와 대화를 시작할 때, 임피던스 요구 사항을 포함하여 SOW(작업 명세서)나 요구 사항 목록을 작성하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 제조업체가 요구 사항을 이해했는지 확인할 수 있습니다. 만약 종합적인 설계 검토를 요청했다면, 제조업체는 스택업과 라우팅을 확인하여 SOW의 사양을 충족했는지 확인할 것입니다.

또 무엇을 명시해야 하나요?

임피던스 요구 사항은 설계에서 명시해야 할 유일한 사항은 아니지만, 현대 회로 기판에 있어 중요한 사항 중 하나입니다. 저속 디지털 인터페이스를 제외하고, 임피던스 사양에 따라 설계하고 이를 명확하게 전달해야 합니다. 설계에서 명시해야 할 몇 가지 다른 중요한 사항들이 있습니다:

• 실크스크린 치수
• 마감 도금
• 기판 치수 단위
• 총 기판 두께
• 원하는 동 도금 무게
• 기판 치수 허용 오차
• RoHS 준수 요구사항
• 분리 요구사항
• IPC 6012 성능 사양 레벨

PCB 제조를 준비하고 임피던스 제어 요구사항을 충족시키기 위해, Draftsman 도구를 Altium Designer®에서 사용하세요. 디자인을 마치고 제조업체에 파일을 릴리스하고 싶을 때, Altium 365™ 플랫폼은 프로젝트를 협업하고 공유하기 쉽게 만들어 줍니다.

Altium Designer와 Altium 365에서 가능한 것의 표면만 긁어낸 것입니다. 오늘 Altium Designer + Altium 365의 무료 체험을 시작하세요.