[ PCB / Artwork ] Artwork 순서 ( 배선 설계 순서 )

처음 Artwork을 시작할 때 중점 사항을 살펴보자.

Artwork 은 Altium, PADS, KiCad, Allegro 등의 프로그램을 사용하여 진행한다.

배선 설계(Routing)를 위해 필요한 준비 사항과 시작 방법을 알아보자.

TI EVM PCB Artwork

 

사진 및 자료 출처 :  https://www.ti.com/

 

부품 배치

- 가장 핀 수 수가 많은 커넥터 및 부품을 중점으로 배치

- 고속신호 ( CLK , DDR ) / 아날로그 신호와 관련된 IC 및 커넥터는 주변에 신호가 지나가지 않도록 부품 배치.

전원(POWER) 및 그라운드(GND) 배선 (Stack up  - 대부분 가운데층을 사용)

-  전원(VCC)과 그라운드(GND) 라인은 PCB의 신호 무결성(Signal Integrity)에 중요한 역할

-  그라운드 플레인(Ground Plane) 사용: 노이즈를 줄이기 위해 GND를 넓은 면적으로 배치

• 고속 신호 설계시 ( stack-up :  layer 1 층 : Signal  signal 2층 : GND...  참고자료 확인)

https://donggreen.tistory.com/entry/PCB-Artwork-PCB-Satck-up-%EC%8A%A4%ED%83%9D%EC%97%85-%EC%9A%94%EC%B2%AD-%EB%B0%A9%EB%B2%95

[ PCB / Artwork ] PCB Satck up (스택업) 요청 방법

 

- 전원 플레인(Power Plane) 분리: 여러 전압이 필요한 경우 각 전압별로 분리하여 구성.

메인 전원들을 기준으로 전원 플레인을 잡음.

 

Power 전원분리

- 굵은 배선 사용: 전력 공급이 안정적이어야 하므로 전압과 전류량에 따라 적절한 트레이스 폭을 설정.

• 메인 전원이 아닌 나머지 전원들을 사용할때 유용  or 메인전원을 사용할 수 없을 때 떙겨씀

 

https://donggreen.tistory.com/entry/Artwork-%EC%A0%84%EC%9B%90-%EB%B0%B0%EC%84%A0-

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[ PCB / Artwork ] 전원 배선 굵기 선정하는 법

 

 

고속 신호 배선 (High-Speed Signal Routing)

- 클럭(Clock), DDR, PCIe, USB, HDMI 등 고속 신호 먼저 배선.

• Stack up(스택업)을 통해서 중요 신호의  Layer을 먼저 선점. ex)  아날로그 신호는  TOP , PCIE는 TOP , Bottom Layer을 사용.

- Differential Pair Routing(차동 신호 배선): USB, HDMI, LVDS 등의 신호는 서로 가까이 유지하고, 같은 길이로 배선.
- Impedance Matching(임피던스 매칭): 신호 반사를 줄이기 위해 특정 임피던스를 유지하도록 설계.
- Shortest Path Rule(최단 경로 원칙): 고속 신호는 최단 경로로 연결하여 신호 지연을 최소화.

 

아날로그 및 디지털 신호 분리

- 아날로그(A) & 디지털(D) 회로 분리: 디지털 신호의 스위칭 노이즈가 아날로그 회로에 영향을 주지 않도록 분리 배치.
- 아날로그 신호 배선은 가능한 한 짧고 직접 연결.
- 아날로그 신호 주변에는 GND 실드(Shielding/ Stitching Via ) 적용.

아날로그 신호에서 Stitching Via

 

사진 및 자료 출처 :  https://www.altium.com/

 

마무리

나머지 신호들을 배선. 단 고속 신호와는 되도록 멀리 떨어질 수 있게 작업을 함.

필자의 생각에는 배선에서 가장 주요한 것은 부품 배치와 회로 설계이다. 회로설계를 하면서 artwork 작업을 염두하여 핀의 위치를 고려하며 작업을 해야 된다.