먼저 알아둘 용어
스텁(stub)·전송선 — 스텁은 주 경로에서 갈라진 가지 배선입니다. 신호 에지(edge)의 빠르기에 비해 전파 지연이 무시하기 어려우면 배선을 전송선으로 다뤄 반사를 검토합니다.
아이 마진(eye margin)·신호 무결성(signal integrity) — 아이 마진은 여러 비트(bit)의 파형을 겹친 아이 다이어그램(eye diagram)에서 수신 판정에 남아 있는 전압·시간 여유입니다. 디지털(digital) 신호의 잡음과 타이밍(timing) 오차가 커지면 이 여유가 줄어듭니다. 신호 무결성은 배선과 부하를 지난 신호가 정확한 정보로 전달되는지를 다룹니다.
용량 리액턴스(reactance) — 커패시터(capacitor)가 교류에 보이는 임피던스(impedance)의 크기입니다. |Xc|=1/(2πfC)에서 f는 주파수(Hz), C는 용량(F), 결과 단위는 Ω입니다. pF는 10⁻¹² F입니다.
작동 원리
측정용 분기는 끝이 열린 짧은 전송선이 될 수 있고 넓은 패드는 기준면에 정전용량을 더합니다. 프로브를 떼어도 이 구조는 남으며 프로브를 대면 입력 용량과 접속 구조가 추가됩니다. 전기적으로 같은 네트(net)여도 고속 파형은 위치에 따라 다를 수 있습니다. 측정 접근성과 수신 성능을 함께 검토해야 합니다.
적용 순서
- 어떤 신호를 무엇으로 측정할지 먼저 정합니다. DC(Direct Current) 전원 확인, 기능 논리 확인, 고속 파형·아이 측정은 필요한 접촉 구조가 다릅니다. 수신기 근처를 확인하려는지 송신기 근처를 확인하려는지도 정합니다.
- 측정 접근을 위한 가지 길이와 패드 크기를 최소화합니다. 고속 네트는 긴 옆가지 대신 원래 경로에 가까운 작은 접촉점이나 해당 프로브에 맞는 접속 구조를 검토합니다. 기계적으로 닿기만 하는 큰 원형 패드를 기본값으로 복사하지 않습니다.
- 원래 선로, 테스트 구조 포함, 프로브 연결의 세 상태를 나눠 검토합니다. 전파 지연이 에지 시간에 비해 무시 가능한지, 패드 용량이 허용 부하에 들어가는지 실제 적층·모델로 확인합니다. 필요하면 신호 무결성 해석과 실제 수신단 측정을 병행합니다.
- 검증용 보드(board)에서는 테스트 구조가 있는 경우와 없는 경우를 비교할 수 있게 계획합니다. 파형 변화와 통신 오류율·아이 마진을 함께 확인합니다. 측정 프로브 때문에 좋아지거나 나빠지는 경우도 결과에 기록합니다.
계산과 판단 예
설명용으로 2 pF가 추가됐다고 가정하면 |Xc|는 100 MHz에서 약 796 Ω, 1 GHz에서 약 79.6 Ω입니다. 작은 pF도 고주파에서는 무시하기 어려울 수 있습니다. 이 계산이 패드의 정확한 반사량을 알려 주지는 않으며 특정 패드 길이가 항상 2 pF라는 뜻도 아닙니다.
적용 조건과 한계
1 Gbps는 데이터 속도이며 상승시간 자체가 아닙니다. “10 MHz 이상이면 모두 전송선”도 보편적 경계가 아닙니다. 패드 용량과 스텁 길이는 실제 구조로 구합니다. 생산 검사 접근성까지 없애는 수정은 검사 전략과 함께 결정합니다.
확인과 기록
최종 기록은 접속점 형상·가지 길이·프로브 종류·기준면·수신단 파형·기능 결과입니다. 테스트 패드가 있는 상태로 양산 성능을 판단합니다.
작업 순서를 다시 확인합니다
