차동 신호 설계 방식을 적용한 수 Gbps급 고속 디지털 시스템에서 비아 홀 및 커넥터 등에서 발생하는 임피던스 불연속은 반사손실을 유발하여 신호 전달 특성을 저하시킨다. 이에 본 논문에서는 신호 반사를 최소화하기 위한 차동 신호용 비아 구조를 제안한다. 고속 회전 라우팅 공정을 사용하여 하나의 비아를 물리적으로 분할하여 두 개의 절단된 비아 구조를 형성한다. 한쌍이 아닌 하나의 비아를 사용하여 차동 신호선을 연결함으로써 신호선 및 비아 사이의 이격거리를 일정하게 유지할 수 있고 또한 차동 신호선과 임피던스 정합을 확보하게 되어 신호 전달 성능을 개선할 수 있다. 신호 전달 특성을 비교하기 위해서 기존 비아 구조와 신규 비아 구조를 S-파라미터 시뮬레이션을 진행하고 분석하였다. 차동 신호용 비아의 설계 및 제작 후, 네트워크 분석기 측정을 통해 반사손실 및 삽입손실 등의 신호 전달 성능지표를 비교 검증하였다.
A new via structure on printed circuit board has been proposed for differential signaling in applications of high-speed interconnection. In new structure, the via is physically separated and then divided into two electrically-isolated sections using mechanical drill routing process. These cutted vias are connected respectively to the traces of the differential pair. New via structure makes possible to rout the differential pair using only one via, while conventional via structure needs two vias for interconnection. Because the spacing even in via region keeps almost constant, new via structure can alleviate an impedance discontinuity and then enhance its signal transmission characteristics such as reflection loss and insertion loss. It is expected that new via structure is effective in differential signaling for high-speed interconnection.
