PCB 설계시 주의사항 - General Rules & Power Ground Rules
PCB 설계시 주의사항에 대한 글이 있어, 이를 번역 및 설명을 추가합니다.
원문 : http://ww1.microchip.com/downloads/cn/AppNotes/cn577009.pdf
모든 글이 그렇듯이, 글자로 쓰여진 내용은 필자의 의도와 생각을 100%표현하기가 어렵습니다. 생략된 사항도 많고, 핵심이 옆에 숨어 있을 수 도 있습니다.
제 글도 마찬가지 입니다.
General Rules
• Place components so as to avoid long loop traces.
길게 배선하지 마라. 특히 루프형태로 배선하지 마라. 직선배선이 가장 좋다.
• Choose a metal box to shield the printed circuit board.
가능하면, 금속 뚜껑으로 PCB를 완젼히 감싸라. 1mm의 구멍도 없는것이 좋다. 물이 새지 않을 정도로 해야 완벽하다. 물이 샌다면, 전자파도 새는것이다.
• Use a ferrite core on the DC power cord to reduce EMI.
전원부에 패라이트 코어를 달아라.
노이즈는 전원부에서 회로로 들어오는것도 있지만, 회로에서 전원부로 나가는것도 있습니다. 보통 스위칭 레귤레이터를 사용하는 경우, 전원쪽으로 심각한 노이즈가 나갑니다.
패라이트 코어는 차선책이며, 가능하면, PCB내부에서 L,C,패라이트,칩 비드 등으로 처리를 해주어야 합니다.
노이즈를 줄이는 방법은 LC 로우패스필터입니다.인덕터를 서로 반대로 감아서 상쇄시키는 방법도 있으나, 비용대비 효과는 크지 않습니다.
• Follow the guidelines to layout differential pairs, the ground plane, and high-speed signals.
differential 신호선인 경우, 가이드라인을 준수해라. 고속신호는 더 주의해야한다.
내용이 많은 관계로 생략합니다.
• Provide controlled impedance on all clock lines and high-speed digital signals traces with right termination schemes to prevent reflection and ringing.
해석이 쉽지 않은데, 특히, 클럭신호는 임피던스 매칭에 주의해야하며, 저항의 값이나 위치등으로 임피던스와 신호 반사등에 신경을 써야 한다.
• Ensure that the power supply is rated for the application and optimized with decoupling capacitors.
전원부에 콘덴서를 잘 달아주어야 한다. 전원부는 DC입력부만이 아니라, 전원을 사용하는 칩의 전원핀 까지가 모두 전원부이고, 전원부의 마지막에는 가능하면 콘덴서를 달아 주어야 합니다. 디지털 IC의 전원핀에 0.1uF정도의 콘덴서를 달아주는 이유이기도 합니다.
• Keep power and ground noise under 50mV peakto-peak.
전원부 노이즈를 가능하면 50mV이하로 낮추어야 한다.
회로의 종류와 용도등에따라 다르긴합니다만, 가능하면, 조용한게 좋죠.
• Ensure that the switching DC-DC converter is filtered and properly shielded as the DC-DC power converter can produce a great deal of EMI noise.
스위칭 전원부는 EMI에 매우 취약하므로, 가능하면, 금속으로 전체를 감싸는것이 좋다.(가능하다면)
• Avoid via and pad in the path on any critical signal as via and pad will induce unwanted capacitance and inductance which can cause reflection and distortion.
중요한 신호선(클럭이나 고속 데이터선)은 비아를 주의해서 뚫어야하며, 불필요한 패드나 나뭇가지 형식의 배선은 피해야한다. 사용하지 않는 불필요한 가지 배선은 제거해라.
고속 신호선의 비아는 주변에 그라운드 비아를 같이 뚫어줌으로써 대부분 중요 문제를 해결할 수 있습니다만, 항상 그런것은 아닙니다.
Power Ground Rules
• Do not split the ground plane into separate planes for analog, digital, power pins. A single and contiguous ground plane is recommended.
그라운드를 분리하지 마라. 대부분 통 그라운드가 가장 좋다.
항상 그런것만은 아닙니다. 경우에따라 다릅니다.
• Route high-speed signals above a solid and unbroken ground plane.
신호선이 지나갈때, 그라운드도 같이 따라가야합니다.
직각 배선등으로 신호선만 지나가고, 그라운드가 잘리는 경우, 전자파 방사가 일어납니다.
안되면 비아등으로 다른 면으로라도 그라운드신호가 따라가야 합니다.
• Fill copper in the unused area of signal planes and connect these coppers to the ground plane through vias.
사용하지 않는 빈 공간이라도 그라운드 동박을 씌워라. 비아를 잘 뚫어주고.
• Stagger the placement of vias to avoid creating long gap in the plane due to via voids.
비아를 여기저기 뚫어 주어라. 골고루.
자세한 설명을 하려면, 책한권으로도 부족합니다.제 설명도 많이 부족합니다만, 곰곰히 생각해보시면, 정답을 찾으실 수 있으실겁니다.
그냥 다 알려주어도, 내것이 되는건 아닙니다.
그 원리를 이해해야, 비로소 내것이 됩니다.