고속 PCB 설계 고려 사항: 부품 형상 고려 사항

<p dir="ltr"><img alt="Closeup of two IC chips" data-entity-type="file" data-entity-uuid="55882b91-abf1-455c-b771-5571556831ae" data-responsive-image-style="" src="/sites/default/files/inline-images/migrate/aHViPTY1NjQ2JmNtZD1pdGVtZWRpdG9yaW1hZ2UmZmlsZW5hbWU9aXRlbWVkaXRvcmltYWdlXzVhNGQzNmJkOTQ4MWYuanBnJnZlcnNpb249MDAwMCZzaWc9ZDNiYzdmOTk4ZWY5MmM1Y2FkMGRjNzFiMGQyODUxY2I%25253D" /></p>

<p dir="ltr">고속 PCB 설계를 시작할 때, 설계가 레이아웃에 들어가기 전에 고려해야 할 사항이 많습니다. <a href="https://resources.altium.com/p/high-speed-design-techniques-schematic-c…; rel="noopener" target="_blank">스키마 구성</a>, <a href="https://resources.altium.com/p/introduction-to-high-speed-pcb-designing…; rel="noopener" target="_blank">기판 재료</a> 및 <a href="https://resources.altium.com/p/board-layer-stackup-considerations-for-h…; rel="noopener" target="_blank">층 구성</a>, 중요 부품 배치, 그리고 고속 신호가 어떻게 라우팅될지는 모두<a href="https://resources.altium.com/p/an-overview-of-the-high-speed-pcb-design…; rel="noopener" target="_blank"> 고속 설계의</a> 계획해야 할 측면입니다.</p>

<p dir="ltr">종종 다른 모든 것만큼 많은 고려를 받지 않는 한 영역이 있는데, 그것은 부품의 풋프린트 형상입니다. 고속 설계에서 사용되는 부품은 일반 설계에서 사용되는 것과 물리적으로 다르지 않습니다. 그러나 패드와 부품 풋프린트 형상에 약간의 변화를 줌으로써 고속 PCB 설계 작업을 돕는 데 도움이 될 수 있습니다.</p>

<h2 dir="ltr"><a id="pad-shapes-for-high-speed-pcb-design">고속 PCB 설계를 위한 패드 형상</a></h2>

<p dir="ltr">고속 설계에 사용될 풋프린트 형상을 평가할 때, 첫 번째로 고려해야 할 항목은 풋프린트 패드 형상의 크기입니다. 때때로 랜딩 패드라고도 불리는 이 형상들은 완성된 PCB에 부품 핀이 납땜될 맨 금속 패드입니다. 보통 하나 또는 두 개의 패드 형상이 복제되어 전체 부품 풋프린트 형상을 만듭니다.</p>

<p dir="ltr">전통적으로 PCB 패드는 핀보다 대략 30% 더 큽니다. 이러한 크기는 "tombstoning"과 같은 문제를 피하기 위해 최적의 제조를 위해 계산됩니다. 여기서는 캐패시터와 저항기와 같은 이산적인 표면 실장 부품이 한쪽으로 뒤집어집니다. 이 최적의 크기는 수동 재작업을 위해 손으로 들고 있는 납땜 인두를 사용하고 납땜 조인트의 시각적 검사를 허용합니다. 그러나 고속 설계의 경우, 추가 금속은 <a href="https://www.analog.com/en/resources/analog-dialogue/articles/high-speed…; rel="noopener" target="_blank">기생 커패시턴스</a>를 증가시키고 중요 구성 요소 간의 연결 길이를 늘릴 수 있습니다.</p>

<p dir="ltr">회로의 고속 요구를 돕기 위해, 패드 크기를 줄여야 합니다. 실제 핀 크기에서 30%를 초과하는 대신, 5%와 같은 더 작은 비율이 더 유익합니다. 작은 패드 크기는 가능한 기생 커패시턴스를 줄이는 데 도움이 됩니다. 또한, 구성 요소 간의 간격을 줄임으로써 연결 길이를 완화할 수 있습니다. 이러한 실천은 보드 공간을 덜 사용하기 때문에 매력적입니다. 작은 패드 크기를 사용해도 구성 요소 핀과 PCB 사이의 접촉 면적이 동일하게 유지되므로 그들의 기계적 강도가 줄어들지 않습니다. 그러나 그들의 타협은 보드의 제조 가능성에 있습니다. 작은 패드 크기와 더 타이트한 간격은 보드의 제조 비용을 증가시킵니다. 디자인 팀은 PCB를 배치하기 전에 디자인의 고속 요구와 제조의 제조 가능성 요구 사이를 협상해야 합니다.</p>

<p dir="ltr">패드 모양의 모서리를 둥글게 하는 것은 고속 디자인에 또 다른 개선이 될 것입니다. 둥근 모서리는 패드에 더 가까이 트레이스를 라우팅할 수 있게 해주어 연결 길이를 줄이고 배치된 회로의 크기를 컴팩트하게 하는 데 도움이 될 것입니다.</p>

<p dir="ltr" style="text-align: center;"><small><img alt="Picture of dense motherboard layout" data-entity-type="file" data-entity-uuid="13c1802e-8bcd-4dd1-8500-ff742d473ed7" data-responsive-image-style="" src="/sites/default/files/inline-images/migrate/aHViPTY1NjQ2JmNtZD1pdGVtZWRpdG9yaW1hZ2UmZmlsZW5hbWU9aXRlbWVkaXRvcmltYWdlXzVhNGQzNmM3OWYyYTYuanBnJnZlcnNpb249MDAwMCZzaWc9MGVkOTA5NzA0OGNhMzhjZjNkMDlmY2M0MzRjNTFmMjM%25253D" /><br />
패드와 비아 모양의 개선은 고밀도 디자인에서 간격에 도움이 될 수 있습니다</small></p>

<h2 dir="ltr"><a id="via-shapes-need-consideration-as-well">비아 모양도 고려해야 합니다</a></h2>

<p dir="ltr">Via는 일반적으로 PCB 구성 요소의 형태로 생각되지 않지만, 그 크기가 기판의 부동산에 영향을 미치기 때문에 이 또한 고려해야 합니다. 또한, 고속 회로의 일부인 기판 상의 모든 금속도 해당 회로의 일부로 간주되어야 합니다. 트레이스 길이, via 크기 및 via 깊이는 모두 고속 회로 계산에 포함되어야 합니다.</p>

<p dir="ltr">고려해야 할 첫 번째 사항은 via 형태의 크기입니다. via 형태의 크기는 드릴로 뚫은 구멍의 지름에 의해 결정되므로, 디자인 팀은 레이아웃 전에 필요한 via 드릴 크기를 고려해야 합니다. 작은 via는 고속 신호 성능을 향상시키면서 동시에 제조 비용을 증가시킵니다. 종종 다양한 크기의 via가 회로의 요구 사항이나 via가 전력이나 접지를 전도하는지 여부에 따라 사용됩니다.</p>

<p dir="ltr">via 크기가 결정되면, 다음으로 볼 것은 구성 요소 패드와의 배치 관계입니다. 전통적으로 고속 설계가 아닌 경우, 제조 목적을 위해 최적의 패드 대 via 간격을 유지하기 위해 via를 구성 요소 패드에서 멀리 떨어뜨립니다. 그런 다음 패드는 트레이스로 via에 연결됩니다. 그러나, 이러한 연결 길이는 고속 설계에는 너무 길 수 있습니다.</p>

<p dir="ltr">연결 길이를 단축하기 위해 비아를 패드에 더 가깝게, 패드 위에 부분적으로, 또는 패드 내부에 완전히 위치시킬 수 있습니다. 이러한 방식으로 비아를 배치하려면 다른 CAD 설정과 DRC 조정이 필요하거나, 패드 형태 내에 비아 형태를 포함시킬 수도 있습니다. 또한, 탈조 성능 캐패시터 패드를 비아에 연결하기 위해 짧고 넓은 트레이스를 사용하는 것이<a href="https://d2pgu9s4sfmw1s.cloudfront.net/UAM/Prod/Done/a062E00001d7fGQQAY/…; rel="noopener" target="_blank"> 좋은 방법</a>입니다.</p>

<p dir="ltr" style="text-align: center;"><small><img alt="Picture of parts on a circuit board" data-entity-type="file" data-entity-uuid="e13b1f18-4a24-4d09-a94e-a9f9b3a5cd6c" data-responsive-image-style="" src="/sites/default/files/inline-images/migrate/aHViPTY1NjQ2JmNtZD1pdGVtZWRpdG9yaW1hZ2UmZmlsZW5hbWU9aXRlbWVkaXRvcmltYWdlXzVhNGQzNmQwYjg4ZjMuanBnJnZlcnNpb249MDAwMCZzaWc9M2U1Mjk3YmY3Y2JkN2MzOGQwOTBmNTIzN2NmMDY3ODY%25253D" /><br />
고속 설계 구성 요소는 회로에 가장 적합한 패키지를 평가해야 합니다.</small></p>

<h2 dir="ltr"><a id="component-selection-and-placement">구성 요소 선택 및 배치</a></h2>

<p dir="ltr">고려해야 할 구성 요소 풋프린트 옵션도 있습니다. 소켓은 인덕턴스를 가질 수 있습니다. 따라서, 고속 설계에서 소켓의 사용을 제거하거나 최소화하는 것이 좋습니다. 올바른 패키지와 해당 구성 요소 풋프린트를 선택하는 것도 중요합니다. 일부 장치, 예를 들어 오프 앰프는 일반적으로<a href="https://www.analog.com/en/resources/analog-dialogue/articles/high-speed…; rel="noopener" target="_blank"> 다양한 패키지로 제공됩니다</a>. 오프 앰프의 한 변형은 다른 것보다 회로에서 더 짧은 트레이스 길이를 허용할 수 있습니다. 마지막으로, 구성 요소 풋프린트 형태는 열 고려 사항에 맞게 조정해야 할 수도 있습니다. 열을 발산하는 훌륭한 방법은 IC 풋프린트 형태 바로 아래에 전원 패드를 배치하여 내부 평면에 연결하는 것입니다.</p>

<p dir="ltr">PCB 풋프린트와 패드 모양은 고속 PCB 설계를 만드는 데 도움이 될 수 있습니다. 가장 작은 변경이라도 라우팅을 조여 연결 길이를 줄이거나, 기생 인덕턴스 문제나 고속 열 문제를 줄일 수 있습니다.</p>

<p><a href="https://resources.altium.com/p/pcb-design-software-eagle&quot; rel="noopener" target="_blank">PCB 설계 소프트웨어</a>에 대해 더 알고 싶으신가요?<a href="https://www.altium.com/contact-us&quot; rel="noopener" target="_blank"> Altium의 전문가와 상담하세요.</a></p>