PCB 제어 임피던스 및 트레이스 폭 계산기
IPC-2141 필드 솔버 공식 기반 — 임피던스를 구하려면 트레이스 형상을 입력하고, 목표 임피던스(50 Ω / 75 Ω / 90 Ω / 100 Ω …)에 맞는 정확한 트레이스 폭을 구하려면 목표 임피던스를 입력하세요.
| 트레이스 폭 (mil) | 트레이스 폭 (mm) | 임피던스 (Ω) |
|---|
단위 변환: 1 oz/ft² = 1.4 mil = 35.6 µm · 1 in = 25.4 mm · W, H, T, S는 수식 내에서 동일한 단위를 사용해야 합니다.
참고: ① 수식은 1차 근사식(IPC-2141)이며 균일한 유전체를 가정합니다. 제어 임피던스 생산은 모든 패널에 임피던스 테스트 쿠폰을 배치해 제조업체의 적층 구조를 기준으로 검증합니다. ② 외층 트레이스 위의 솔더 마스크는 일반적으로 Z₀를 약 2–5% 낮춥니다. ③ 정확도를 높이려면 W/H를 0.1–20 범위로 유지하세요. 유전체가 두꺼운 경우 매우 좁은 트레이스는 코플래너 도파관 특성에 가까워집니다. ④ 설계 참고용입니다. 생산 전에 제조업체와 함께 검증하세요.
자주 묻는 질문
1. 이 계산기의 결과는 얼마나 정확한가요?
이 계산기는 IPC-2141 경험식을 사용하며, 일반적인 적층 구조에서는 2D 전자기장 해석기 결과와 대체로 ±5–10% 이내로 일치합니다. 실제 기판에는 이 수식으로 모델링할 수 없는 불확실성이 추가됩니다. FR-4의 Dk는 라미네이트 배치 간은 물론 패널 내에서도 달라질 수 있으며, 구리 에칭으로 완성된 트레이스 폭이 달라집니다. 계산된 폭은 엔지니어링을 위한 출발점으로 삼고, 생산 패널의 임피던스 테스트 쿠폰으로 확인하세요. LEADHUI는 제어 임피던스 주문마다 쿠폰 테스트 보고서를 제공합니다.
2. 어떤 유전율을 입력해야 하나요?
데이터시트 표지에 기재된 값이 아니라 실제 작동 주파수에서의 설계 Dk를 사용하세요. FR-4 데이터시트는 보통 1 MHz(~4.5)를 기준으로 작성되며, 1 GHz에서는 유효값이 대체로 4.2–4.3 정도로 낮아집니다. 고속 기판에는 Megtron, RO4350B 또는 RT5880과 같은 저 Dk 소재를 사용하세요. 계산기에는 빠른 선택을 위한 사전 설정이 포함되어 있습니다. 적층 구조가 중요하다면 라미네이트 공급업체에 주파수별 Dk 곡선을 요청하세요. 그러면 쿠폰 테스트 결과를 바탕으로 최종 수치를 확인해 드립니다.
3. 솔더 마스크는 왜 임피던스를 낮추나요?
솔더 마스크의 εr은 약 3.2–3.8이며, 트레이스를 덮으면 주변의 유효 유전율이 높아집니다. 특히 외층 마이크로스트립 라인에서 그 효과가 큽니다. 일반적으로 노출된 구리와 비교해 임피던스가 2–5% 낮아집니다. 이는 정상적인 현상입니다. 쿠폰은 생산품과 동일한 상태, 즉 솔더 마스크를 적용한 상태로 테스트해야 합니다. 더 엄격한 제어가 필요하다면 테스트할 상태를 알려주세요. 층별 솔더 마스크 개구를 관리해 드립니다.
4. 계산기에서 목표 임피던스를 구현할 수 없다고 나옵니다. 어떻게 해야 하나요?
IPC 수식은 제한된 범위의 트레이스 폭에서만 해를 구할 수 있습니다. 임피던스를 높이려면 유전체 높이 H를 늘리거나, 구리를 더 얇게 하거나, Dk가 더 낮은 소재를 사용하세요. 임피던스를 낮추려면 트레이스를 넓히거나 H를 줄이세요. 흔한 사례로 2-mil 코어에서 50 Ω을 구현하는 것은 현실적으로 불가능합니다. 계산기는 조정해야 할 방향을 알려줍니다. 목표 임피던스와 층수를 보내주시면 제조 가능한 적층 구조를 제안해 드립니다.
5. 임피던스 테스트 쿠폰이 꼭 필요한가요?
네 — 완성된 패널이 목표를 충족한다는
유일한 증거입니다. 쿠폰에는 제작 후 TDR(시간 영역 반사 측정법)로 측정하는 대표 트레이스가 포함되며, 구리와 솔더 마스크를 포함한 완성된 적층 구조를 반영합니다. LEADHUI는 제어 임피던스 주문에 쿠폰 테스트 보고서를 기본으로 제공하므로, 조립 전에 50 Ω ±10%(또는 지정한 허용 오차)를 확인할 수 있습니다.