🔌 GND층 설계 가이드 – 이상적인 접지 구조 만들기

안녕하세요, PCB 어셈블리의 실무 노하우를 전하는 영주산업 블로그입니다 😊
오늘의 주제는 PCB 설계의 핵심이자, 노이즈 관리의 출발점인 GND층(접지층) 설계입니다.
접지는 단순히 '바닥'이 아닌, 회로 전체의 전기적 안정성을 좌우하는 '기초 토대'라고 할 수 있어요.
특히 고속 회로나 다층 PCB에서 GND층 설계는 EMC, EMI, 전원 무결성까지 영향을 주는 핵심이죠.

1. 왜 GND층이 중요한가요?

접지는 단순한 전류의 귀환 경로가 아닙니다. GND층은 신호 무결성(SI), 전원 무결성(PI), 전자파 간섭(EMI)까지 영향을 미치는 핵심 층입니다.

아래 표는 접지층이 설계에 미치는 영향을 요약한 내용입니다:

영역	GND층 영향
신호 무결성(SI)	신호 라인의 리턴 패스를 형성해 반사 방지
전원 무결성(PI)	전원층과 커플링으로 디커플링 캐패시터의 효과 극대화
전자파 간섭(EMI)	차폐 효과로 외부 방사 감소

2. GND층 설계의 기본 원칙

연속된 GND 플레인 확보: 중간에 끊김이 없도록 하나의 평면으로 설계
신호층 아래에 GND 배치: 고속 신호가 항상 리턴 패스를 따라가도록 구성
스티칭 비아 적절히 배치: GND 연결성을 높이고 고주파 리턴 경로 확보
고전류 경로와 분리: 파워 GND와 신호 GND는 경로 분리 후 하나의 점에서 합류

3. 다층 PCB에서 GND층 배치 전략

4층 이상 다층 PCB에서는 다음과 같은 배치 전략이 많이 사용됩니다:

4층 구조 예시: 신호1 – GND – 전원 – 신호2
6층 구조 예시: 신호1 – GND – 신호2 – 전원 – GND – 신호3
고속 신호층은 반드시 GND층 인접 배치
전원층은 GND와 커플링이 잘 되는 거리 유지

4. 리턴 패스와 GND 연속성 유지법

리턴 패스(Return Path)는 신호가 흐른 후 다시 GND를 통해 되돌아가는 전류의 흐름입니다. 이 경로가 GND층에 잘 형성되지 않으면 EMI가 발생하거나 신호 왜곡이 생길 수 있어요.

신호층과 GND층을 나란히 배치
레이아웃 상 GND 끊김 없이 연속된 패턴 구성
GND 스티칭 비아를 신호 경로 주변에 규칙적으로 배치
고속 신호 전환층에는 반드시 GND 연결을 고려

5. GND 플레인 분할 시 주의사항

주의 요소	설명
신호 경로 위 분할된 GND	리턴 패스 단절로 EMI 발생 가능
디지털/아날로그 GND 분할	단일 접점(Mixed GND)에서만 합류하도록 설계
분할 면적 불균형	지면 전류의 흐름 왜곡 초래 가능성

6. 실무 팁: 접지 문제 진단 체크리스트

EMI 측정 시 이상 노이즈 발생 → GND 연속성 체크
고속 신호 클럭 이상 → GND층 근접 여부 확인
통신 오류 빈발 → 리턴 경로상 GND 플레인 분할 여부 확인
GND층 끊김 → 스티칭 비아 추가로 보완
디지털-아날로그 혼용 회로 → 단일 GND 접점 구성 여부 체크

🔧 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1. GND층은 꼭 한 층 이상 필요한가요?

가능한 한 연속된 GND층을 확보하는 것이 고속 회로나 EMI 관점에서 필수입니다.

Q2. GND층 위로 신호 라인이 지나가도 괜찮나요?

네, 오히려 권장됩니다. 리턴 패스가 짧고 안정적이기 때문이에요.

Q3. 디지털 GND와 아날로그 GND는 분리해야 하나요?

네, 노이즈 격리를 위해 분리하되, 한 점에서만 접지되도록 구성해야 합니다.

Q4. 스티칭 비아는 몇 mm 간격으로 배치해야 하나요?

보통 고속 신호 기준으로 1~1.5cm 이내 간격이 이상적입니다.

Q5. GND층이 잘못되면 어떤 문제가 생기나요?

통신 에러, EMI 인증 불합격, 전원 노이즈 등의 다양한 문제가 발생할 수 있습니다.

Q6. 접지층은 얼마나 두꺼워야 하나요?

전류 용량에 따라 다르지만, 일반적으로 1oz(35µm) 또는 2oz 두께를 사용합니다.

🏢 영주산업의 접지 설계 지원

영주산업(yjpcb.kr)은 고속 회로, 혼성신호 설계에서의 접지층 구성에 풍부한 경험을 보유하고 있습니다.
고객의 회로 특성에 맞춘 GND 설계 최적화로 신호 무결성 확보와 EMI 대응까지 지원합니다.
설계 리뷰와 최적화가 필요하신 경우, 언제든지 상담 요청해주세요 😊

📝 마무리 멘트

접지는 회로의 기본이자 시작입니다. 특히 GND층 설계는 단순히 도체를 깔아두는 것이 아니라, 신호 흐름, 전원 안정성, EMI 대응까지 모든 것을 고려한 전략적인 설계가 필요하죠 😊

오늘 소개한 설계 원칙과 실무 팁을 기억해두시면, 향후 복잡한 회로 설계에서도 흔들림 없이 GND층을 잘 구성하실 수 있을 거예요. 실제 제품에서의 품질 차이는 이런 기초 설계에서 시작됩니다!

더 궁금한 점이 있거나, 설계 리뷰가 필요하시면 영주산업(yjpcb.kr)에 언제든지 문의해주세요.

🔜 다음 포스팅 예고

“노이즈에 강한 PCB 레이아웃 전략 – 전자파 차단 실무 기법 총정리”도 곧 업로드됩니다! 기대해주세요 😊

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