배선 폭 (Width)

PCB 설계에서 배선폭은 전류 흐름과 저항, 발열, EMI 등에 직접적인 영향을 주며, 전원선과 신호선은 각각 다른 기준과 요구사항을 따른다. 전원선은 회로에 전류를 공급·분배하는 경로로서 높은 전류를 견딜 수 있는 폭이 필요하다. 전류 용량은 흐르는 전류의 크기에 좌우되며, 배선이 좁으면 전압 강하나 과열이 발생할 수 있다. 1온스 구리층 기준으로 1A를 견디려면 약 1mm(40mil) 이상의 폭이 필요하며, 예를 들어 3A면 약 3mm로 설계한다. 발열 관리 차원에서 배선폭을 넓히거나 열 분산 구조를 고려하고, 안전 계수로는 예상 전류보다 25~50% 더 높은 전류에 견딜 수 있도록 설계한다. 구리 두께가 두꺼울수록 전류 용량이 증가하므로 필요한 배선폭은 감소한다. 예시로 2A 전류와 1oz 구리 두께일 때 약 1.1mm(43mil) 이상, 5A 전류와 2oz 구리 두께일 때 약 1.6mm(63mil) 이상이 필요하다.

신호선은 데이터나 제어 신호를 전달하는 경로로, 고속 신호와 저속 신호 모두 적용되며 신호 무결성과 간섭 방지가 주요 설계 포인트다. 신호 무결성 유지를 위해서는 전송 속도와 주파수 대역에 따라 폭이 결정되며, 고속 신호일수록 임피던스(Z) 맞춤이 중요하다. 간섭 방지 차원에서는 신호선이 너무 좁거나 인접선과 가까우면 크로스토크나 EMI 문제가 발생할 수 있어 최소한의 폭을 유지하고 다른 신호선과 충분한 간격을 둔다. 일반적으로 낮은 전류를 전달하는 신호선은 0.1mm(4mil) 폭으로 충분하나, 고속 신호나 RF 신호는 임피던스 제어를 위해 특수한 구조로 설계된다. 특수 신호 처리로 USB, HDMI, PCIe 등은 Microstrip나 Stripline 방식으로 설계해 정확한 임피던스를 유지한다. 예시로 USB 2.0 고속 신호의 경우 50Ω 임피던스를 유지하기 위해 약 0.2mm(8mil) 폭이 필요하고, 일반 로직 신호는 약 0.1mm(4mil) 폭로 충분하다.

전원선과 신호선 간 설계 차이점은 전류 용량과 발열 관리, 임피던스와 간섭 제어의 비중 차이에서 비롯된다. 구리 두께와 PCB 두께 역시 배선폭에 직접적인 영향을 주며, 실제 설계에서는 트레이스 폭 계산 도구를 활용한 조건 매칭이 필요하다. 전류 변화나 환경 조건에 따른 안전 계수 반영은 안정적인 동작을 확보하는 핵심 요소로 작용한다. 따라서 다양한 운용 조건을 반영한 구체적 폭 산정과 함께, 임피던스 제어 및 간섭 최소화를 위한 배치가 중요하다.