레이아웃은 곧 회로입니다
수백 메가헤르츠 이하의 주파수에서는 트레이스가 단순한 전선입니다. 하지만 그 이상의 주파수에서는 전송선로가 되며, 임피던스, 리턴 경로, 길이는 전기 설계의 중요한 요소입니다. 다음 10가지 규칙을 따르면 대부분의 차이점을 해결할 수 있습니다.
1. 모든 RF 트레이스 아래에 기준면을 배치하십시오.
연속적이고 끊어지지 않은 기준면은 바로 아래 레이어에 위치해야 합니다. 기준면이 분할되면 리턴 전류가 우회하게 되고, 이 우회 전류가 대부분의 RF 동작 이상을 유발합니다.
2. 임피던스를 제어하고 검증하십시오.
마이크로스트립 또는 스트립라인의 임피던스는 트레이스 폭, 유전체 두께, 유전 상수에 의해 결정됩니다. ±10%의 허용 오차는 CAD 도면에서 가정하는 것이 아니라 패널에 시편을 사용하여 검증해야 합니다.
3. RF 경로를 짧고 직선으로 유지하십시오.
트레이스의 매 밀리미터마다 손실이 발생하고, 매 꺾임마다 불연속성이 발생합니다. 꺾임이 불가피한 경우, 90도 모서리 대신 45도 모따기 또는 아크를 사용하십시오.
4. 접지면 연결
서로 다른 레이어의 접지면은 모든 RF 트랜지션 근처와 보드 가장자리를 따라 배치된 비아로 연결됩니다. 이렇게 연결하면 RF에서 접지면의 전위가 동일하게 유지되어 기준 접지 역할을 합니다.
5. 민감한 트레이스 주변에 비아 펜스 사용
민감한 트레이스의 양쪽에 비아를 배치하면 도파관과 같은 경계를 만들어 인접 네트와의 커플링을 줄일 수 있습니다. 비아 간격은 트레이스 폭이 아니라 파장에 비례해야 합니다.
6. 트레이스뿐 아니라 런치 설계
커넥터나 케이블이 보드에 연결되는 부분에서는 기하학적 구조가 변경됩니다. 패드 폭, 접지 리턴, 솔더 필렛은 모두 임피던스에 영향을 미칩니다. 런치를 나중에 설계하면 트레이스 튜닝으로도 해결할 수 없는 반사가 발생합니다.
7. 디지털 영역과 RF 영역 분리
RF 영역은 스위칭 전원 공급 장치 및 디지털 라우팅과 분리하고, 리턴 전류는 정의된 한 지점에서 만날 때까지 분리된 상태를 유지해야 합니다. LNA 옆에 DC-DC 컨버터를 배치하는 것은 설계상의 결정이지, 레이아웃상의 우연이 아닙니다.
8. 중요한 부분의 길이를 일치시키세요
차동 쌍과 위상 배열은 전기적 길이가 일치해야 하며, 비아 전환 부분까지 포함하여 일치시켜야 합니다. 하이브리드 스택에서는 유전 상수가 레이어별로 다르기 때문에 물리적 길이만으로 일치시키면 문제가 발생할 수 있습니다.
9. 해결하고자 하는 주파수 대역에서 디커플링을 구현하세요
100nF 커패시터 하나만으로는 2.4GHz 전원부 과도 현상을 완전히 차단할 수 없습니다. 디커플링 네트워크는 해당 주파수 대역에 맞춰 선택하고, 핀 가까이에 배치하며, 리턴 경로는 접지면으로 직접 연결해야 합니다.
10. 보드를 측정 가능하게 만드세요
임피던스 측정을 위한 테스트 쿠폰을 추가하고, RF 회로에 접근하여 프로빙할 수 있도록 하며, 테스트 지점의 접지 기준을 명확히 정의하세요. 프로토타입 단계에서 측정이 불가능한 보드는 부품을 교체하는 방식으로 디버깅하게 될 것입니다.
재료 선택의 중요성
FR-4는 6GHz 미만의 많은 설계에 적합하지만, 손실 계수와 유전 상수는 주파수, 온도 및 수지 함량에 따라 달라집니다. 손실 허용 범위나 위상 안정성이 더욱 중요한 경우에는 Rogers, Arlon, Taconic 또는 Nelco와 같은 RF 라미네이트가 사용되며, 비용 절감을 위해 코어에 FR-4를 사용하는 하이브리드 스택 형태로 사용되는 경우가 많습니다.
재료 비교는 고주파 물질 참고에 있고, 0.06mm 특징과 ±10% 임피던스를 포함한 공정 한계는 기능 페이지에 있으며, 미세 피치 RF 섹션은 종종 HDI와 결합됩니다.
