PCB 라우팅을 위한 일반 규칙 | PCBasic

1. 라우팅의 길이 제어

길이 제어는 PCB 설계의 핵심 요소입니다. PCBasic의 엔지니어들은 과도한 길이로 인한 잠재적 간섭을 최소화하기 위해 트레이스를 최대한 짧게 유지합니다. 클럭이나 고속 차동 신호와 같은 중요한 신호 트레이스의 경우, 신호 무결성과 안정성을 보장하기 위해 해당 오실레이터 또는 드라이버를 대상 장치에 매우 가깝게 배치할 것을 권장합니다.

2. 라우팅에서의 방향 제어

다층 PCB를 배선할 때, 인접한 층의 배선 방향은 서로 직교해야 합니다. 이는 인접한 층을 통과하는 신호 간 혼선을 줄이는 데 도움이 됩니다. PCBasic의 고급 자동 배선 최적화 및 신호 무결성 검증 시스템은 직교 배선 패턴이 적절하게 유지되도록 하여 최적의 EMC 성능을 달성합니다.

3. 모따기 규칙

PCB 설계 시 날카로운 모서리와 직각은 피해야 합니다. 이러한 구조는 불필요한 전자파를 발생시키고 생산 과정에서 제조성을 저하시킬 수 있습니다. PCBasic의 DFM(Design for Manufacturability) 검토 프로세스는 이러한 부분을 자동으로 감지하고 최적화하여 신호 성능과 생산 수율을 향상시킵니다.

4. 라우팅에서의 오픈 루프 감지

매달린(dangling) 또는 개방형(open-ended) 배선은 일반적으로 허용되지 않습니다. 이러한 배선은 "안테나 효과"를 유발하여 EMI(전자파 간섭)에 대한 민감성을 높일 수 있습니다. PCBasic은 제조 전에 ERC(Electrical Rule Check) 및 DFM 검사를 통해 개방형 루프가 없는지 확인하여 잠재적인 신뢰성 문제를 방지합니다.

5. 셀프 루프 라우팅을 피하세요

설계자는 여러 층에 걸쳐 자체 루프(self-loop)가 발생하는 것을 피해야 합니다. 다층 기판에서 신호 트레이스는 잘못 배선될 경우 폐루프를 형성하여 방사 간섭을 유발할 수 있습니다. PCBasic의 레이아웃 검증 도구는 제조 전에 이러한 자체 루프 배선 문제를 효과적으로 감지하고 수정할 수 있습니다.

6. 접지 루프 규칙

최소 루프 규칙에 따라, 신호 트레이스와 그 복귀 경로로 형성되는 루프 면적은 가능한 한 작아야 합니다. 루프 면적이 작을수록 외부 복사선 방출량이 적고 외부 간섭에 덜 민감합니다. PCBasic의 신호 복귀 경로 분석 기능은 간결하고 잘 제어된 루프 구조를 보장합니다.

7. 전원 및 접지 계층의 무결성에 대한 규칙

비아가 밀집된 영역에서는 비아 클러스터로 인한 전원 또는 접지면의 분할을 방지하는 데 주의를 기울여야 합니다. 비아 분할은 참조 레이어의 무결성을 손상시키고 신호 루프를 확대하여 EMI를 증가시킵니다. PCBasic 엔지니어는 EMI 억제 설계 규칙과 접지 스티칭 비아를 적용하여 견고한 참조면을 유지합니다.

8. 3W 규칙

신호 트레이스 간 누화를 줄이려면 적절한 간격이 필요합니다. 인접한 트레이스 간의 중심 간 거리가 트레이스 폭의 최소 세 배(3W) 이상이면 전기장의 약 70%가 간섭하지 않습니다. 최대 98%까지 더 나은 절연을 위해서는 10W 간격을 사용할 수 있습니다. PCBasic의 라우팅 시스템은 고속 레이아웃 설계 시 3W/10W 규칙을 자동으로 적용합니다.

9. 차폐 보호

차폐 보호는 주요 신호, 특히 고주파, 클럭 및 동기화 신호의 루프 영역을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 매우 민감한 배선의 경우, PCBasic 엔지니어는 접지 차폐 또는 동축 케이블 설계를 채택하여 모든 면(상하, 좌우)에 접지된 구리 포어를 사용하여 신호선을 절연합니다. 차폐층이 주 접지면에 적절하게 접지되도록 항상 보장합니다.

10. 임피던스 매칭 검사 규칙

동일한 신호 네트워크 내의 트레이스는 균일한 임피던스를 보장하기 위해 일정한 폭을 유지해야 합니다. 급격한 폭 변화는 고속 회로에서 신호 반사를 유발할 수 있습니다. PCBasic의 임피던스 제어 라우팅 및 시뮬레이션 도구는 균일성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 커넥터 브레이크아웃 영역이나 BGA 팬아웃과 같이 불가피한 경우에는 일관되지 않은 트레이스 섹션의 길이가 최소화됩니다.

11. 전원 및 접지 레이어 중첩 규칙

전원 공급 장치 간의 결합 및 간섭을 최소화하기 위해, 특히 전압 차이가 큰 경우, 동일 레이어 스택 영역에서 서로 다른 전원 플레인이 겹치지 않도록 해야 합니다. 겹침이 불가피한 경우, PCBasic은 차폐를 위해 중간 접지 플레인을 삽입할 것을 권장합니다.

12. 20H 원리

에지 방사를 억제하려면 전원 플레인을 접지 플레인 에지에서 뒤로 밀어야 합니다. H(전원과 접지 사이의 유전체 두께)를 단위로 사용하면 다음과 같습니다.

•  20H 수축은 전기장의 약 70%를 접지면 내에 가두어 둡니다.

•  100H 수축은 약 98%를 제한합니다.

PCBasic의 고속 PCB 설계 팀은 스택업 설계에 20H 규칙을 적용하여 특히 RF, 통신, 자동차 PCB의 EMC 성능과 신호 무결성을 향상시킵니다.