고속신호 PCB 설계시 via에 관하여.

 

 

 

1.  Faraday Cage (페러데이 새장)

 

PCB를 보면 아래와 같은 기판을 본적이 있을 것이다. 외곽선을 따라 via홀이 쭉 뚫려 있는 것이다.

저렇게 외곽을 따라 via를 일정한 간격으로 뚫어놓은 이유는 아래와 같다. via 내측의 GND와 연결되어있다.

 

1) ESD(Electro Static Discharge) 정전기로 부터 회로를 보호, 외곽의 Cage에 발생한 정전기는 바로 via를 통해

   GND로 접지시켜 흘러보냄

2) PCB edge로 방사되는 Radiated Emissions(RE) 대체적으로 감소시켜준다. (항상감소는 아님)

 

But) 공진주파수 영역에서 RE가 발생할 수 있다 => via들을 trace로 연결하여 해결(오른쪽 사진처럼)

 

 

2. Trace를 따라 주변에 via배치 또는 Trace 위에 배치

  (그림 출처: https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=kingreddrake&logNo=220742419670&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F)

Trace를 따라 주변으로 via배치

1) 오실레이터의 Clock신호, 고속신호 송신을 위한 Differential Pair같은 Trace의 신호 보호

2) 방사되는 EMI 감소를 위함

3) Crosstalk을 막아주는 효과

 

Trace 위를 따라 배치

참고 : https://pcbee.tistory.com/entry/%EA%B0%80%EB%93%9C-%ED%8A%B8%EB%A0%88%EC%9D%B4%EC%8A%A4-%EC%A0%81%EC%9A%A9-%EC%9C%A0%EB%AC%B4%EC%99%80-%EC%82%AC%EC%9A%A9-%EC%8B%9C-%EC%B5%9C%EC%A0%81%ED%99%94

가드 트레이스 적용 유무와 사용 시 최적화

1) Guard Trace 기능. (Cross Talk 감소효과)

2) EMI 감소기능

but) Microstrip보다는 Strip이 더 효과적이다.

아래: strip line

 

3. Board 전체에 via 배치

1) 전반적이 RE 감소.

2) Mode Frequency (공진이 발생할 수 있는 주파수) 조절

3) 대체로 6mm~10mm max 3cm 정도 간격으로 뚫어주면 효과 (1~10GHz 주파수의 board)