PCB 설계에서 20H 규칙에 대해 알아두는 것이 좋습니다. 이 규칙은 전원층 가장자리가 신호층 가장자리에서 최소 20배 이상 떨어져 있어야 한다는 것입니다. 이는 전자기 간섭을 줄이고 신호 무결성을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 20H 규칙을 준수하면 회로가 조용하고 안정적으로 작동하며, 안정적인 성능을 유지할 수 있습니다.
주요 요점
20H 규칙에 따르면 전원면 가장자리는 접지면 가장자리에서 멀리 떨어져 있어야 합니다. 최소한 유전체 높이의 20배 이상 떨어져 있어야 합니다. 이 간격은 전자기 간섭을 차단하는 데 도움이 되며 신호 품질도 향상시킵니다.
20H 규칙을 사용하면 PCB가 EMI 테스트를 통과하는 데 도움이 됩니다. 이 규칙은 전기장을 기판 내부에 유지하여 불량 신호가 기판 작동에 악영향을 미칠 가능성을 줄입니다.
20H 규칙은 신호 품질을 향상시킵니다. 노이즈와 오류를 줄여주어 빠른 신호가 PCB를 통해 원활하게 전달될 수 있도록 도와줍니다.
20H 규칙을 사용할 때는 적절한 쌓기 방식과 레이아웃이 중요합니다. 스마트한 디자인은 올바른 공간을 유지해 줍니다. 또한 보드의 성능을 향상시키고 내구성을 높여줍니다.
항상 테스트 PCB 디자인 20H 규칙을 적용한 후, 설계가 제대로 작동하는지 확인합니다. 이를 통해 문제를 조기에 발견하고 수정할 수 있습니다.
PCB 설계에서 20H 규칙
20H의 정의
PCB 설계에서 20H 법칙이란 무엇인지 궁금하실 수 있습니다. 20H 법칙은 기판에서 전자기 간섭을 방지하는 데 도움이 되는 지침입니다. 전원면의 가장자리와 접지면 가장자리 사이의 거리를 유전체 층 높이의 최소 20배 이상으로 유지해야 한다는 것입니다. 이 간격은 원치 않는 신호가 PCB 가장자리에서 빠져나갈 가능성을 줄여주기 때문에 중요합니다. 20H 법칙을 적용하면 전기장이 기판 내부에 유지되어 설계 성능이 향상되고 회로가 제대로 작동합니다. 20H 법칙은 상승 또는 하강 시간이 1나노초 미만인 고속 신호나 빠른 전류 변화를 사용할 때 매우 유용합니다.
Tip 누화(크로스토크)를 줄이고 전자기 호환성(EMC)을 높이려면 전원면과 접지면 사이의 공간을 항상 확인해야 합니다. 20H 규칙은 이를 쉽게 확인할 수 있는 방법입니다.
기원과 목적
20H 법칙은 우연히 만들어진 것이 아닙니다. W. 마이클 킹이 1980년에 이 아이디어를 처음 제시했고, 이후 마크 I. 멜트로즈가 자신의 저서에서 이를 더 자세히 설명했습니다. 현재 많은 엔지니어들이 EMI 설계에서 이 법칙을 일반적인 방식으로 사용하고 있습니다. 20H 법칙은 최신 PCB 설계에서 발생하는 문제점을 해결하는 데 사용됩니다. 이 법칙이 도움이 되는 주요 문제점은 다음과 같습니다.
It 전자기 간섭을 줄이는 데 도움이 됩니다.이는 동작 주파수가 높아질수록 더욱 악화됩니다.
고속 PCB 프로젝트에서 EMI를 줄이는 간단한 방법으로 사용할 수 있습니다.
이 규칙은 실제 데이터와 컴퓨터 모델을 사용하여 테스트되었으며, 원치 않는 신호를 차단하는 데 효과적임이 입증되었습니다.
업계 표준에서 20H 규칙에 대해 언급하는 것을 볼 수 있을 것입니다. 이 표준에 따르면 고속 신호 트레이스와 기준면 사이의 간격은 기준면 위 트레이스 높이의 최소 20배 이상이어야 합니다. 이는 크로스토크를 방지하고 PCB의 안정적인 작동을 보장하는 데 도움이 됩니다. 20H 원칙은 또한 전원층과 접지층 사이에도 충분한 간격을 유지해야 한다고 명시합니다. 이렇게 하면 에지 방사를 방지하고 전자기 호환성을 향상시킬 수 있습니다.
PCB에 20H가 중요한 이유
EMI 감소
PCB가 전자기 간섭(EMI) 테스트를 통과하려면 20H 법칙을 준수해야 합니다. 20H 법칙을 따르면 전원면 가장자리와 접지면 가장자리를 떨어뜨려 놓을 수 있습니다. 이 간격은 강한 전자기장이 기판 밖으로 빠져나가는 것을 막아줍니다. 결과적으로 전자기장이 외부로 방출되지 않으므로 EMI가 줄어듭니다.
아래 표는 20시간 규칙이 방사성 물질 배출량을 어떻게 줄이는지 보여줍니다. 다층 기판에서:
PCB 디자인 | 방사 방출량(dB) |
|---|---|
20-H 규칙 | 3.6 ~ 4.4 |
20시간 규칙 없음 | 0 (기준선) |
TMlO 모드 | 7 (차이) |
20시간 규칙을 사용하면 방출량을 최대 4.4dB까지 줄일 수 있습니다. 즉, PCB 설계가 엄격한 EMI 표준을 충족할 가능성이 높아집니다. 또한 보드가 다른 장치에 문제를 일으킬 위험도 줄어듭니다.
참고 : 배출량이 적다는 것은 제품이 더 안전하고 신뢰할 수 있다는 것을 의미합니다.
신호 무결성 이점
신호가 기판을 통과할 때 깨끗하게 유지되는 것이 중요합니다. 20h 법칙은 신호를 강하고 깨끗하게 유지하는 데 도움이 됩니다. 전원면과 접지면을 유전체 두께의 최소 20배 이상 떨어뜨려 놓으면 가장자리 방사를 방지할 수 있습니다. 이렇게 하면 에너지가 기판 내부에 유지되고 가장자리로 퍼져나가지 않습니다.
회로에서 오류와 노이즈가 줄어드는 것을 확인할 수 있습니다. 고속 신호 전송 시 손실이 최소화되어 PCB 성능이 향상됩니다. 특히 고속 칩이나 민감한 부품을 사용할 때 더욱 효과적입니다. 우수한 신호 무결성은 전원을 켤 때마다 보드가 예상대로 작동함을 보장합니다.
PCB에서 20H는 어떻게 작동할까요?
20H의 원리
PCB 설계에서 전기장의 거동을 제어하기 위해 20H 원리를 사용합니다. 이 규칙은 전자기 호환성(EMC) 개념에서 비롯된 것으로, 전원면 가장자리를 접지면 가장자리에서 유전체 높이의 최소 20배 이상 뒤로 물러나게 배치해야 한다는 것입니다. 이렇게 하면 대부분의 전기장이 기판 내부에 유지되어 외부로 누출되어 문제를 일으키는 것을 방지할 수 있습니다.
20시간 법칙은 전류 변화 속도가 빠를 때, 예를 들어 상승 또는 하강 시간이 1나노초 미만일 때 가장 효과적입니다.
전원 평면을 기판 내부에 배치하고, 그 주변에 접지층을 배치해야 합니다.
이러한 설정은 신호선을 조용하고 안정적으로 유지하는 데 도움이 됩니다.
20시간 규칙을 따르면 보드의 안전성과 신뢰성이 향상됩니다. 또한 회로가 까다로운 EMI 테스트를 통과하는 데에도 도움이 됩니다.
에지 방사 억제
레이어 경계면에서 전기장이 빠져나가는 것을 막아야 합니다. 20시간 법칙은 접지면 내부에 전기장을 가두어 이 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다. 전원면을 20시간만큼 후퇴시키면 전기장의 약 70%를 가둘 수 있습니다. 100시간처럼 더 많이 후퇴시키면 최대 98%까지 가둘 수 있습니다.
후퇴 거리 | 전기장 가둠 |
|---|---|
20H | ~ 70의 % |
100H | ~ 98의 % |
가장 큰 이점은 다음과 같습니다. 고속 PCB 설계RF, 통신 및 자동차 보드와 같은 것들 말입니다. 규칙을 적용하는 방법은 다음과 같습니다.
전원면을 접지면 가장자리에서 20h만큼 안쪽으로 들여놓으세요.
이 단계를 통해 가장자리 방사량이 30~40dB 감소합니다.
신호를 깨끗하게 유지하고 회로 기판을 조용하게 유지하세요. 또한 라인에 불필요한 노이즈가 유입되지 않도록 하세요. 20시간 규칙은 성능을 향상시키고 EMI를 제어하는 간단한 방법을 제공합니다.
PCB 설계에 20H 적용하기
스택업 가이드라인
다층 PCB 설계에서 20H 규칙을 적용할 때는 올바른 스택업을 선택해야 합니다. 스택업은 레이어 간의 상호 작용 방식과 보드의 전자기 간섭 제어 능력을 결정합니다. 아래에서 두 가지 주요 스택업 솔루션을 확인할 수 있습니다.
해법 | 기술설명 |
|---|---|
첫 번째 솔루션 | 보드에 칩이 많을 때 이 방법을 사용하세요. 접지층을 트레이스가 가장 많은 신호층 옆에 배치합니다. 이 구성은 다음과 같습니다. 신호 무결성을 향상시킵니다. 또한 방사선 방출을 억제하는 데 도움이 됩니다. 전원면 가장자리와 접지면 가장자리를 떨어뜨려 놓음으로써 20H 규칙을 준수합니다. |
두 번째 솔루션 | 칩 개수가 적고 주변 공간이 충분한 보드에 이 구조를 선택하십시오. 접지층은 바깥쪽에, 신호/전원층은 중간에 배치합니다. 이 구조는 신호를 차폐하고 임피던스를 제어합니다. 4층 보드에서 EMI 제어에 가장 효과적입니다. |
추가 정보 | 신호층과 전원층 사이의 거리를 늘리십시오. 크로스토크를 방지하기 위해 트레이스 방향을 수직으로 하십시오. 20H 규칙을 준수하도록 보드 면적을 조정하십시오. 우수한 전도성을 위해 전원 및 접지 구리선을 연결하십시오. |
팁: 배선 작업을 시작하기 전에 항상 스택업을 확인하세요. 제대로 된 스택업은 20H 규칙을 준수하는 데 도움이 되고 보드의 소음을 줄여줍니다.
레이아웃 고려 사항
20H 규칙을 사용할 때는 레이아웃 세부 사항에 주의를 기울여야 합니다. 이 규칙은 전원층과 접지층 사이의 전기장을 제어하는 데 도움이 됩니다. 전원면을 20H만큼 안쪽으로 축소하면 대부분의 전기장이 접지 경계 내부에 유지되어 전자기 간섭이 줄어듭니다.
다음은 중요한 레이아웃 단계입니다.
고속 설계에서 평면 커플링을 줄이려면 20H 규칙을 적용하십시오.
전원면이 접지면보다 최소 20H 이상 작아야 합니다.
이 방법은 RF 에너지 누출을 제한하고 전자기 호환성을 향상시킵니다.
흔히 발생하는 함정에도 주의해야 합니다.
도금층의 빈 공간이나 틈은 전류 흐름을 차단하여 오작동을 일으킬 수 있습니다.
미세한 조각들이 원치 않는 연결을 형성하여 단락을 일으킬 수 있습니다.
패드 사이에 솔더 마스크가 부족하면 솔더 브리지가 발생할 수 있습니다.
산성 트랩은 에칭 과정에서 연결부를 약화시킬 수 있습니다.
과도한 전자기 간섭은 제품 고장을 일으킬 수 있습니다.
구리선과 가장자리 사이의 간격이 충분하지 않으면 단락 및 부식의 위험이 있습니다.
참고: 신중한 레이아웃 및 스택업 선택을 통해 20H 규칙을 최대한 활용할 수 있습니다. 이를 통해 PCB 설계의 견고성과 신뢰성을 유지할 수 있습니다.
PCB에서 20H의 장점
EMI 제어
당신이 원하는 EMI 테스트를 통과해야 하는 PCB 어떤 환경에서도 잘 작동합니다. 20H 규칙은 전자기 간섭을 제어하는 강력한 도구입니다. 전원 평면 가장자리를 유전체 높이의 20배만큼 뒤로 당기면 대부분의 전기장이 기판 내부에 갇히게 됩니다. 이 조치를 통해 기판이 안테나처럼 작동하는 것을 방지할 수 있습니다.
20H 규칙을 적용하면 실질적인 효과를 확인할 수 있습니다. 엔지니어들은 이 규칙을 적용했을 때와 적용하지 않았을 때의 배출량 차이를 측정했습니다. 주요 결과는 다음과 같습니다.
증가하는 것을 볼 수 있습니다 3.6 dB TM10 모드에서 20H 규칙을 사용할 때의 배출량입니다.
측정된 방출량은 TM10 모드에서 이론 예측치와 약 7dB 정도 차이가 날 수 있습니다.
이 수치들은 20H 규칙이 EMI 제어에 실질적인 효과를 발휘한다는 것을 보여줍니다. 이 규칙을 적용하면 보드에서 발생하는 전자기파 간섭으로 인한 다른 기기 문제를 줄일 수 있습니다. 또한 엄격한 산업 표준을 충족하는 것도 훨씬 쉬워집니다.
Tip EMI가 낮을수록 제품이 규정 준수 테스트에 실패할 가능성이 줄어듭니다. 인증 과정에서 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.
향상된 성능
회로가 빠른 속도로 작동하면서도 안정적인 성능을 유지하길 원하시죠? 20H 법칙은 이러한 목표를 달성하는 데 도움이 됩니다. 회로 기판 내부에 전기장을 유지함으로써 외부 노이즈로부터 신호를 보호할 수 있습니다. 따라서 고속 신호는 PCB를 통과하는 동안 깨끗한 상태를 유지합니다.
또한 신호 무결성이 향상됩니다. 즉, 데이터가 오류나 손실 없이 전송됩니다. 고속 칩과 민감한 부품을 사용하더라도 보드가 예상대로 작동합니다. 오류 발생률이 줄어들고 가동 중지 시간도 단축됩니다.
다음은 20H 규칙이 성능을 향상시키는 몇 가지 방법입니다.
신호 경로를 안정적으로 유지하고 누화를 줄입니다.
보드가 소음 증가 없이 더 빠른 속도를 처리할 수 있도록 도와줍니다.
까다로운 환경에서도 설계의 안정성을 높여줍니다.
20H 규칙을 사용하면 수명이 길고 성능이 뛰어난 PCB를 제작할 수 있습니다. 이를 통해 제품에 시장에서의 확실한 경쟁력을 부여할 수 있습니다.
20H 규칙의 한계
20H가 도움이 되지 않을 수도 있는 경우
당신은 생각할 수도 있습니다 20H 규칙은 언제나 PCB 품질을 향상시켜 줍니다.하지만 때로는 이 규칙을 적용하기 어려울 수 있습니다. 일부 기판은 20H 규칙을 적용하기에 까다롭습니다. 다층 구조 설계에는 많은 연결과 트레이스가 필요합니다. 전원면과 접지면 사이에 충분한 공간을 확보하기가 어려울 수 있습니다. 레이어가 많은 소형 기판은 배선 공간이 빠르게 줄어듭니다. 인셋 거리가 너무 많은 공간을 차지하면 신호 배선 공간이 부족해집니다.
다음은 일반적인 제한 사항을 보여주는 표입니다.
한정 | 설명 |
|---|---|
삽입 거리 | 적절한 삽입 거리를 구하는 것은 어렵습니다. 특히 다층 구조 설계에서는 더욱 그렇습니다. |
전자기 간섭 (EMI) | 20H 규칙을 잘못 사용하면 EMI 문제가 악화될 수 있습니다. |
라우팅 영역 | 충분한 배선 영역을 확보하는 것은 어렵습니다. 특히 삽입 배선에 많은 공간이 필요한 소형 다층 PCB에서는 더욱 그렇습니다. |
20H 규칙을 사용하기 전에 보드 크기와 레이어 수를 확인해야 합니다. 경우에 따라 EMI 제어와 충분한 배선 공간 확보 사이에서 균형을 맞춰야 합니다.
절충과 오해
일부 사람들은 20H 규칙이 항상 전원 버스 방출량을 줄여준다고 말합니다. 하지만 이는 항상 사실이 아닙니다. 경우에 따라 이 규칙 때문에 전원 평면 방사량이 증가할 수도 있습니다. 따라서 이 규칙을 사용하기 전에 보드의 작동 방식을 정확히 파악해야 합니다.
많은 설계자들은 회로 패턴의 90도 꺾임이 항상 문제를 일으킨다고 생각합니다. 하지만 이러한 꺾임의 영향은 설계에 따라 다릅니다. 때로는 신호 무결성에 아무런 영향을 미치지 않기도 합니다. 가드 트레이스 또한 항상 같은 방식으로 작동하는 것은 아닙니다. 가드 트레이스가 항상 도움이 된다고 생각할 수 있지만, 그 효과는 보드마다 다릅니다.
다음 표는 흔히 발생하는 몇 가지 오해를 해소해 줍니다.
오인 | 설명 |
|---|---|
20H 규정은 전력 버스에서 발생하는 방사 방출량을 줄입니다. | 20H 규칙을 사용하면 전력면 방사량이 더 높아질 수 있습니다. |
회로의 90도 꺾임은 항상 해롭습니다. | 90도 굽힘의 효과는 디자인마다 다릅니다. |
감시 추적은 항상 효과적입니다. | 가드 트레이스는 일부 설계에서만 효과적으로 작동합니다. |
규칙만 따르지 마세요. 항상 설계를 테스트하고 시뮬레이션 도구를 사용하여 EMI 및 신호 문제를 확인하십시오. 꼼꼼한 계획은 실수를 방지하고 더 나은 PCB를 만드는 데 도움이 됩니다.
PCB에서 20H를 위한 모범 사례
디자인 팁
PCB가 제대로 작동하고 EMI 테스트를 통과하려면 20H 법칙을 올바르게 적용하기 위한 몇 가지 간단한 설계 팁을 따라야 합니다. 첫째, 전원 평면은 항상 접지 평면보다 작게 만들어야 합니다. 이렇게 하면 전기장이 기판 내부에 유지됩니다. 또한 전원 평면의 가장자리는 접지 평면의 가장자리에서 유전체 두께의 최소 20배 이상 떨어져 있어야 합니다. 이 간격은 층간 커플링을 줄이고 간섭을 최소화합니다.
전원면을 접지면보다 작게 만드세요.
전원면 가장자리는 접지면 가장자리에서 유전체 두께의 최소 20배 이상 떨어져 있어야 합니다.
팁: 배선 작업을 시작하기 전에 스택업을 확인하세요. 꼼꼼한 계획은 신호선 관련 문제를 방지하고 회로 기판의 소음을 줄이는 데 도움이 됩니다.
고속 회로 기판을 설계할 때 다음 팁을 활용하세요. 도움이 될 것입니다. 신호를 깨끗하게 유지하세요 또한 노이즈를 줄여야 합니다. 그리고 보드가 여러 레이어와 잘 작동하는지 확인해야 합니다.
실제 사용 사례
실제 PCB 프로젝트에서 20H 법칙이 적용되는 사례를 많이 볼 수 있습니다. 엔지니어들은 이 법칙을 사용하여 전자기파 방출량을 줄입니다. 이 법칙을 올바르게 적용하면 대부분의 전기장이 기판 내부에 갇히게 됩니다. 이러한 과정을 통해 기판은 까다로운 EMC 테스트를 통과할 수 있습니다.
조사 결과 | 기술설명 |
|---|---|
유효성 | 20H 규칙을 올바르게 적용하면 전자기파 방출량을 줄일 수 있습니다. |
오용 | 잘못 사용하면 방사선량이 증가하고 추가적인 문제를 야기할 수 있습니다. |
내부 반사 | 해당 애플리케이션은 내부 반사를 증가시켜 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. |
다음 링크를 통해 기원과 목적을 이해하다 20H 규칙을 사용하기 전에 규칙을 제대로 이해해야 합니다. 규칙을 잘못 적용하면 문제를 해결하기보다는 더 많은 문제를 야기할 수 있습니다. 실제로 엔지니어들은 전원부를 뒤로 당겨도 EMC 문제가 발생하지 않는다는 것을 확인했습니다. 20H 규칙을 사용하여 보드 성능을 개선할 수는 있지만, 최상의 결과를 얻으려면 설계를 검토하고 회로를 테스트해야 합니다.
참고: 20H 규칙을 적용한 후에는 항상 보드를 테스트하십시오. 신중한 설계와 테스트는 오류를 방지하고 안정적인 PCB를 제작하는 데 도움이 됩니다.
이제 PCB 설계에서 20H 규칙이 왜 중요한지 알게 되셨습니다. 이 규칙은 빠른 신호의 간섭을 줄이고 크로스토크를 방지하는 데 도움이 됩니다. 전자기 간섭을 줄이고 신호 품질을 향상시키려면 이 규칙을 사용해야 합니다.
20H 규칙은 전기장이 회로 패턴 사이를 이동하는 것을 방지합니다.
이는 고주파 회로에서 노이즈와 오류를 방지하는 데 도움이 됩니다.
20H 규칙을 사용하기 전에 항상 설계에 필요한 사항을 살펴보세요. 더 자세한 내용을 알고 싶다면 고급 PCB 스택업 가이드 및 EMI 제어 자료를 참조하세요.
FAQ
20H 규칙은 보드 설계에 어떤 의미를 갖습니까?
20H 규칙을 사용하면 전원 평면 가장자리와 접지 평면 가장자리를 떨어뜨려 놓을 수 있습니다. 이렇게 하면 보드의 전자기 간섭을 제어하는 데 도움이 됩니다. 이 간단한 지침을 따르면 보드를 더욱 안전하고 안정적으로 만들 수 있습니다.
접지면은 보드의 신호 품질에 어떤 영향을 미치나요?
접지면은 보드에 신호에 대한 안정적인 기준을 제공합니다. 이를 통해 노이즈를 줄이고 신호 무결성을 향상시킬 수 있습니다. 접지면을 올바르게 배치하면 고속 신호 처리 시 보드 성능이 더욱 향상됩니다.
보드의 전원 평면을 줄여야 하는 이유는 무엇입니까?
전원면이 접지면의 가장자리에 닿지 않도록 크기를 줄입니다. 이렇게 하면 전기장이 기판 내부에 갇히게 되어 기판이 안테나처럼 작동하여 문제를 일으킬 위험을 줄일 수 있습니다.
모든 보드에 20H 규칙을 적용할 수 있나요?
대부분의 기판에서 20H 규칙을 사용할 수 있지만, 레이어가 많은 소형 기판의 경우 배선 공간이 부족해질 수 있습니다. 규칙을 적용하기 전에 기판 크기와 레이어 수를 확인해야 합니다. 경우에 따라 EMI 제어와 신호 공간 확보 사이에서 균형을 맞춰야 합니다.
기판 레이아웃에서 접지면을 무시하면 어떻게 될까요?
만약 당신이 무시한다면 접지면접지면을 사용하지 않으면 보드에 노이즈가 더 많이 유입될 수 있습니다. 신호 손실과 오류가 더 많이 발생하고, EMI 테스트에 실패할 수도 있습니다. 보드가 제대로 작동하도록 하려면 항상 접지면을 포함해야 합니다.
