배선 방법

참고

이 문서의 층위 — 적용. 배선을 어떤 순서로 무엇부터 정하는가를 다룬다. 왜 그렇게 하는지는 기하와 전기적 성질과 고주파 거동이 소유하며 여기서 다시 유도하지 않는다.

1. 배선의 순서

배선은 임의의 순서로 하는 일이 아니다. 앞 단계의 결정이 뒤 단계의 선택지를 좁히므로, 순서를 뒤집으면 앞의 결정을 되돌려야 한다.

#	단계	정하는 것
1	스택업 확정	층 수 · 기준면의 자리 · 절연층 두께
2	넷 클래스 정의	넷마다의 폭 · 간격 · 임피던스 목표
3	배치 검토	임계 신호가 짧게 이어질 수 있는 배치인가
4	층 배정	어느 신호가 어느 층을 쓰는가
5	전원과 접지	동판 · 전원 경로 · 접지 연결
6	임계 신호 배선	고속 · 차동 · 아날로그 · 클럭
7	나머지 신호 배선	일반 신호
8	정리와 검사	티어드롭 · 동판 채움 · DRC · 검토

주의

3 번을 건너뛰고 6 번에서 고생하는 것이 가장 흔한 순서 오류다. 배치가 나쁘면 아무리 잘 배선해도 임계 신호가 길어진다. 배선이 풀리지 않으면 배선을 더 잘 하려 하기 전에 배치를 되돌아본다.

배치가 배선을 정하는 관계는 고속 배선 설계 기법 §7 이 소유한다.

2. 임계 신호를 먼저 배선한다

우선순위	넷
1	차동쌍 · 고속 직렬 링크
2	클럭
3	민감한 아날로그 · 기준 전압
4	큰 전류를 나르는 전원
5	일반 신호

이유는 자유도다. 임계 신호는 지켜야 하는 조건이 많아 경로 선택의 폭이 좁다. 일반 신호를 먼저 채워 넣으면 임계 신호가 지나갈 자리가 남지 않는다. 조건이 많은 것부터 배선한다.

3. 격자와 각도

배선 격자는 작도의 단위다. 격자를 두는 이유는 정렬 자체가 아니라 다음 셋이다.

이유	내용
예측 가능성	같은 자리에 같은 간격으로 트랙이 배치되어 채널의 용량을 셀 수 있다
검토 용이성	어긋난 것이 눈에 띈다
반복성	같은 구조를 여러 자리에 같은 형태로 배선한다

각도는 45도를 기본으로 한다. 근거는 신호 무결성이 아니라 경로 길이와 배선 밀도이며, 그 판단의 근거는 고주파 거동 §4 가 소유한다.

형상	쓰는 자리
45도	기본. 일반 신호와 고속 신호 모두
원호	RF · 마이크로파 · 임피던스 연속성이 요구되는 구간
임의 각도	부품 탈출처럼 격자에 맞지 않는 자리

참고

격자를 벗어나야 하는 자리가 있다. 미세 피치 부품의 핀은 배선 격자와 맞지 않는 간격으로 배치되고, 커넥터의 진입부도 그렇다. 그런 자리는 격자를 벗어나되 벗어나는 구간을 짧게 하고 곧바로 격자로 되돌아온다.

4. 층 배정과 직교 배선

여러 신호 층을 쓸 때 인접한 두 신호 층은 배선 방향을 직교시킨다.

두 층이 나란히 배선되면	직교하면
층 사이 결합 구간이 길다	교차 지점에서만 만난다
결합이 누적된다	결합이 국부적이다

층 배정에서 함께 정하는 것은 기준면이다. 신호 층마다 그 신호가 어느 면을 기준으로 삼는지를 정하고, 그 면이 연속인지 확인한다. 신호 층 둘을 붙여 두고 그 위아래에만 기준면을 두면, 두 신호 층 사이의 결합을 막을 것이 아무것도 없다.

확인	내용
이 층의 신호는 어느 면을 기준으로 하는가	위인가 아래인가
그 면이 이 신호 아래에서 연속인가	틈·분할이 없는가
층을 바꿀 때 기준면도 바뀌는가	바뀌면 리턴 경로 처리가 필요하다

층 전환의 처리는 고속 설계의 비아 처리가 소유한다.

5. 부품 탈출

고밀도 부품에서 핀을 빠져나오는 배선을 탈출 배선이라고 한다. 여기서 선택은 셋뿐이다.

방법	조건
핀 사이로 빠져나온다	핀 간격이 트랙 폭과 간격을 합한 값보다 넓어야 한다
좁혀서 빠져나온다	네킹. 짧게 쓰고 곧바로 되돌린다
아래로 내려 안쪽 층에서 배선한다	비아 · 패드 안 비아

핀 간격이 정해져 있으므로 계산이 먼저다. 두 핀 사이를 트랙 몇 개가 지날 수 있는지는 핀 간격, 패드 지름, 최소 폭, 최소 간격으로 정해진다. 그 수가 필요한 배선 수보다 적으면 배선으로 풀리지 않는 문제이고, 층을 늘리거나 부품을 바꾸는 결정이 필요하다.

6. 티어드롭

트랙이 패드나 비아에 붙는 자리에 동박을 덧대 이음매를 부드럽게 만드는 것을 티어드롭(teardrop)이라 한다.

얻는 것	치르는 것
드릴 위치 오차가 있어도 이음매가 끊기지 않는다	동박이 늘어 인접 간격의 여유가 준다
기계적 응력이 한 점에 몰리지 않는다	배선 밀도가 조금 준다
이음매의 단면이 급격히 변하지 않는다

티어드롭은 배선이 끝난 뒤에 일괄로 넣는다. 배선 도중에 넣으면 간격 검사에 걸려 배선이 막히고, 경로를 바꿀 때마다 다시 만들어야 한다.

7. 규칙은 넷 클래스가 소유한다

폭과 간격을 트랙마다 손으로 정하면 같은 넷 안에서도 값이 갈리고, 갈려도 오류가 나지 않는다. 규칙은 넷 클래스에 두고 트랙은 그것을 따른다.

넷 클래스가 갖는 것	예
폭	층마다 다른 값을 가질 수 있어야 한다
간격	같은 클래스끼리 · 다른 클래스와
임피던스 목표	단일 · 차동
비아 규격	쓸 수 있는 비아의 종류와 크기
층 제한	배선할 수 있는 층

참고

규칙을 어긴 것은 DRC 가 잡지만, 규칙이 없는 것은 아무도 잡지 않는다. 넷 클래스를 정의하지 않고 배선하면 DRC 는 통과하고 값은 제각각이다.

8. 자동 배선을 쓰는 자리

쓸 만한 곳	쓰지 않는 곳
조건이 적은 일반 신호의 대량 배선	고속 · 차동 · 임계 아날로그
배선 가능성의 사전 확인	최종 산출물
이미 배선한 것을 피해 나머지를 채우기	배치가 확정되기 전

자동 배선의 결과를 그대로 쓰지 않는다. 조건이 많은 넷은 사람이 먼저 배선해 고정하고, 자동 배선은 남은 것을 채우는 데 쓴다. 그리고 결과는 언제나 검토한다.

9. 마무리

항목	내용
동판 채움	배선이 끝난 뒤에 채운다. 채운 뒤 고립된 조각이 없는지 본다
티어드롭	일괄로 넣는다
DRC	규칙 위반을 전수 조회한다
검토	DRC 가 보지 않는 것을 사람이 본다 — 주의할 점