임의 각도 라우팅: 언제 사용해야 할까요?

EDA 도구는 개인 컴퓨팅이 시작된 이래로 많은 발전을 이루었습니다. 이제 자동 라우터, 인터랙티브 라우팅, 길이 조정, 핀 스왑과 같은 고급 라우팅 기능은 특히 장치 및 트레이스 밀도가 증가함에 따라 설계자의 생산성 유지를 돕습니다. 일반적으로 전형적인 레이아웃 및 라우팅 도구에서는 라우팅이 45도 또는 직각 회전으로 제한되지만, 보다 진보된 PCB 설계 소프트웨어에서는 사용자가 원하는 각도로 라우팅할 수 있습니다.

그렇다면 어떤 라우팅 스타일을 사용해야 할까요? 각 라우팅의 장점은 무엇일까요? 많은 공학적 질문과 마찬가지로 표준 추적 기하학에서 임의 각도 라우팅으로 전환하는 경우 득실이 있으며, 일부 설계에서는 각도 라우팅이 더 좋은 선택입니다. 다음 PCB에서 언제 임의 각도 라우팅을 사용할 지 결정하는 데 저희 조언이 도움이 되기를 바랍니다.

임의 각도 라우팅은 무엇입니까?

이름에서 알 수 있듯이 임의 각도 라우팅을 사용하면 디자이너가 원하는 각도로 트레이싱을 추적할 수 있으며, 심지어 복잡한 곡선을 따라서도 라우팅할 수 있습니다. 고품질의 PCB 설계 소프트웨어의 대화형 라우팅 도구에는 곡선 라우팅을 위해 호를 정의하거나, 단순히 원하는 방향을 따라 추적의 끝점을 드래그하는 기능이 포함되어 있습니다. 이렇게 하면 트레이스가 45도 또는 직각으로 라우팅되는 조건부 제약이 사라집니다.

45도와 90도로 라우팅하면 트레이스를 정리하고 시각적으로 보기 좋게 하는데 도움이 되지만, 이것이 신호를 라우팅하는 유일한 방법은 아닙니다. 임의의 각도에서 라우팅하는 주요 장점은 단일 종단형 트레이스 그룹 간의 길이 불일치를 줄일 수 있다는 점이며, 이를 통해 보드 공간을 절약하고 길이 매칭을 위한 트레이스의 구부러짐 수준을 낮출 수 있습니다.

일부 경우에는 비교적 직선으로 라우팅할 수 있으므로 신호 트레이스에 두 개 이상의 바이어스가 필요하지 않을 수 있습니다. 또한 이것은 지원되지 않는 자동 라우터(클린칭이라고도 함)를 사용할 때 발생하는 문제를 해결하는 데 사용할 수 있습니다. 임의 각도 라우팅과 함께 바이어스를 창의적으로 사용한다면 다른 트레이스와 바이어스 그룹 주변으로 라우팅하는 것을 피할 수 있습니다. 오히려 표면 층의 두 지점 사이를 직접 라우팅하거나 도면층 전환 횟수를 최소한으로 줄일 수 있습니다.

곡선에서의 라우팅: 임의 각도 라우팅에서 호 배치하기

한 가지 흥미로운 라우팅 방식은 호를 이용해 트레이스를 라우팅하는 것이며, 이는 일부 보드에서 몇 가지 장점을 갖습니다. 특히, 원형 보드에서 호를 따라 라우팅하면 보드 외측을 따라 트레이스를 라우팅할 때 공간을 절약할 수 있습니다. 이는 보드의 전반적인 크기를 줄일 수 있고 주어진 공간에 더 많은 트레이스를 배치하거나 더 많은 부품을 촘촘하게 배치할 수 있으므로 육각형 라우팅보다 더 좋은 선택입니다.

원호를 이용한 임의 각도 라우팅은 어느 것도 결정하지 않습니다. 올바른 라우팅 도구에 접근할 수 있는 경우 단일 트레이스에서 직선 세그먼트와 호를 함께 사용할 수 있습니다. 이렇게 하면 단순히 곡면 보드를 따라 라우팅하는 것 이상으로 여러 흥미로운 라우팅 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 제가 간단히 말씀드리고 싶은 두 가지 예시가 있습니다.

하나는 정사각형이나 직사각형 보드에서 큰 정사각형 또는 직사각형 부품이 보드 대각선을 따라 각도가 맞춰져 있는 경우입니다(즉, 보드의 변과 45도인 경우). 이 경우, 임의 각도 라우팅을 통해 부품의 패드로부터 분리하면 표준 45도 라우팅 방식에 비해 더 적은 공간 또는 더 높은 트레이스 밀도로 직선 트레이스를 라우팅할 수 있습니다.

IC 간의 임의 각도 라우팅

위의 이미지에 분명하게 드러지 않는 또 다른 장점이 있습니다. 중앙 IC에서 분리되는 5개의 신호 트레이스의 길이가 일치해야 한다고 가정하겠습니다. 위의 이미지에서 45도 회전을 사용한다면, 병렬 트레이스 간에 길이 불일치가 더 커져 다운스트림 IC에 도달할 때까지 내부 트레이스를 더 자주 꺾어야 합니다. 트레이스 중 45도 부분과 직선 부분 사이에서 원호를 따라 라우팅한다면 직선을 따라 라우팅하는 것보다 더 짧게 되므로 이러한 5개 트레이스 간의 길이 불일치가 감소됩니다. 신호 상승 시간이 충분히 길다면 길이 일치가 전혀 필요하지 않을 수 있습니다.

BGA 브레이크아웃 및 차동 쌍

BGA를 사용하면 부품 아래의 패드로부터 분리할 수 있는 임의 각도 라우팅을 사용할 수도 있습니다. 이렇게 하면 간단한 도그본 팬아웃을 사용하는 것보다 라우팅 방식이 더 유연해 질 수 있습니다. 호 라우팅 사례와 위에 표시된 회전 부품을 결합하면 원하는 방식으로 BGA에서 분리할 수 있습니다.

경우에도 임의 각도 라우팅을 여전히 사용할 수 있지만, 차분 임피던스 요구 사항을 충족시키기 위해 쌍의 길이를 따라 일관되고 대칭적인 결합을 유지해야 합니다. 그러나, 위에 표시된 호 라우팅의 장점과 비교한다면 보드 주변에 차동 쌍 라우팅 그룹을 라우팅할 때 길이 불일치를 줄일 수 있습니다.

임의 각도 라우팅은 도그본 팬아웃의 좋은 대안입니다.

다른 라우팅 도구와 마찬가지로 임의 각도 라우팅이 일부 상황에서 적합하지 않을 수는 있지만, 다양한 보드에서 라우팅 방식이 더 유연해질 수 있습니다. Altium Designer^®의 대화형 라우팅 기능은 상상할 수 있는 모든 라우팅 스타일을 구현하는 데 이상적입니다. Altium Designer의 라우팅 기능은 레이아웃을 만들 때 설계 규칙에 따라 자동으로 레이아웃을 검사합니다.

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