먼저 알아둘 용어
차동(differential) 쌍·격자 기준면 — 차동 쌍은 두 도체의 전압 차이로 정보를 전달하는 배선입니다. 격자 기준면은 연속 면 대신 동박 선과 빈 공간이 반복되는 구조로 배선과의 상대 위치가 중요합니다.
모드 변환·S-파라미터(scattering parameters) — 모드 변환은 차동 성분 일부가 공통 모드(common mode) 등 다른 성분으로 바뀌는 현상입니다. S-파라미터는 포트(port) 사이의 반사와 전달 관계를 나타내어 연결 전체의 동작을 평가하는 데 씁니다.
격자 모양의 화면 표시와 실제 구리 채움을 구분합니다
설계 화면에 사선이 보인다고 실제 구리도 격자로 만들어지는 것은 아닙니다. 구리 영역(copper zone)은 지정한 넷에 연결할 구리를 채우는 영역입니다. 넷(net)은 전기적으로 연결돼야 하는 단자와 배선의 묶음입니다. 편집 중 영역의 경계를 알아보기 쉽게 그리는 표시와 제조될 구리의 채움 방식은 따로 설정할 수 있습니다.
KiCad 9에서는 영역 속성의 외곽 표시(Outline display)와 채움 방식(Fill type)을 구분합니다. 실제 격자 구리를 만들려면 채움 방식에서 해치 패턴(hatch pattern)을 선택하고 방향·선폭·선 사이 빈 간격을 정합니다. 접지(GND, Ground) 넷과 적용할 구리 층도 확인한 뒤 영역을 다시 채웁니다. 기본 단축키 B는 전체 영역의 채움을 갱신합니다.
설정창의 값만 비교하지 말고 채운 결과에서 폭이 좁아진 곳, 끊긴 곳과 접지에 이어지지 않은 구리 조각을 찾습니다. 격자의 선폭을 바꾸면 남는 구리의 양도 달라지고, 간격이나 각도를 바꾸면 신호선 아래를 지나는 위치도 바뀝니다. 화면 예시의 45도 각도나 특정 간격을 모든 기판에 그대로 적용하지 않습니다.
양면을 한 번에 선택해 같은 값을 넣었더라도 두 층의 실제 구리가 같은 전기적·기계적 조건을 만든다고 가정하지 않습니다. 출력한 구리 층에도 격자가 반영됐는지 확인한 뒤, 다음 절처럼 신호 배선과 기준면을 겹쳐 비교합니다. 격자로 만들 수 있는지와 필요한 전류 경로·차동 신호 품질·굽힘 수명을 만족하는지는 각각 확인해야 합니다.
두 층을 겹쳐 교차점·동박 선·빈 영역을 추적합니다
차동 배선층과 인접 기준면층을 함께 표시합니다. 각 가닥을 따라 어떤 구조가 반복되는지 확인하고 한쪽만 교차점을 연속 통과하는 구간을 표시합니다. 직선뿐 아니라 굽힘과 커넥터(connector) 진입부도 살펴봅니다. 진행 방향이 바뀌면 격자와의 상대 위치도 달라질 수 있습니다.
길이 숫자를 다시 맞추는 작업은 아래 구조의 차이를 없애지 못합니다. 수정 전후의 배선과 격자를 같은 배율로 저장해 실제로 무엇이 바뀌었는지 대조합니다.
연속 평면의 대표 단면값만으로 판단하지 않습니다
격자 폭·피치(pitch)·각도와 배선 폭·간격, 재료·두께를 함께 정합니다. 상대 위치에 따라 구조가 구간별로 바뀌므로 한 단면에서 계산한 임피던스(impedance)만으로 전체 배선의 반사와 모드 변환이 허용 범위 안이라고 판단하지 않습니다. 필요한 경우 실제 형상을 포함하는 3차원 해석과 포트 간 특성, 대표 시험 구조로 확인합니다.
검토할 주파수와 목표값, 허용 오차를 정한 뒤 무엇을 바꿨는지 구분해 기록합니다. 격자 밀도나 층간 정합의 특정 숫자를 모든 플렉스(flex)에 일괄 적용하지 않습니다.
전기적 변경 뒤 굽힘 조건도 다시 확인합니다
굽혀 쓰는 구간에서 연속 동박면 대신 격자 채움을 검토하는 이유는 구리 사이에 빈 공간을 두면 같은 적층에서 굽힘 강성(bending stiffness)을 낮출 여지가 있기 때문입니다. 굽힘 강성은 기판을 휘게 하는 데 필요한 힘의 정도입니다. 연속 동박면도 설계 조건에 따라 휘며, 격자면이 언제나 반복 굽힘에 더 오래 버틴다는 뜻은 아닙니다.
격자의 선폭·빈 간격·방향을 바꾸면 기계적 굽힘과 접지 전류가 흐르는 귀로(return path), 차동 신호의 기준면이 함께 달라집니다. 실제 적층에서 필요한 반경과 반복 횟수로 굽힘 시험을 하고, 시험 전후의 접지 연결과 신호 특성을 확인합니다. 동박을 많이 비우는 선택만으로 전기적 요구를 충족한다고 판단하지 않습니다.
격자 채움을 전원면에도 적용하려면 접지 기준면 검토만으로 끝내지 않습니다. 실제 전원 넷의 부하 전류가 지나가는 경로와 좁아진 연결부를 확인하고, 해당 동박 두께·선폭·적층에서 전압 강하와 온도 상승이 허용 범위 안인지 검증합니다. 같은 적층의 굽힘 조건과 반복 시험 전후 전원 연결 상태도 함께 확인합니다. 구리 면적을 줄여 더 잘 휘게 했다는 사실만으로 전류 공급 능력이나 반복 굽힘 수명이 검증된 것은 아닙니다.
제조 도면에 층쌍과 정합 판정 단계를 지정합니다
설계 화면에서 두 층이 맞아 보이더라도 제작 중 재료가 늘거나 줄면 신호선과 격자의 상대 위치가 달라질 수 있습니다. 이를 층간 정합(registration)이라고 부릅니다. 격자와 신호선의 겹침이 중요한 구간은 두 층의 번호와 확인할 선·격자 경계를 제조 도면에 적고, 어떤 기준 표식(fiducial)이나 시험 패턴으로 상대 위치를 확인할지 제조사와 정합니다. 내층을 가공한 뒤의 정합 측정값과 압착·후속 공정을 거친 완성 기판에서 확인할 위치를 같은 결과로 취급하지 않습니다. 어느 공정 단계에서 무엇을 측정하고 최종 판정은 무엇을 기준으로 할지 먼저 합의한 뒤, 그 층쌍과 제품에 맞는 허용 범위를 지정합니다.
이는 기존 보강 원고의 제조 확인 절차입니다. 특정 자료의 ±10%, 구리 채움 ≥60%, 정합 ±3–5 mil을 모든 제품의 일률 허용치로 적용하거나 실제 정합·굽힘 시험을 수행했다고 주장하지 않습니다.