カスタム PCB レイアウトを設計する際の 15 のよくある間違い

複雑なエレクトロニクス プロジェクト向けのカスタム PCB レイアウトの設計 多くの場合、課題が伴います。どんなに些細に見えても、単純なミスがプロジェクトの誤作動を引き起こします。最初から PCB 設計によくあるこれらの間違いは、カスタム PCB の製造コストも増加させます。

この記事では、カスタム PCB を設計する際に知って避けるべき 15 のよくある間違いについて説明します。経験豊富なエンジニアでもこれらの間違いを犯す可能性があるため、初心者であっても心配する必要はありません。それらを回避することは、高品質の製品、カスタム PCB の製造コストの削減、製造の遅延、再作業の必要がないことを意味します。それでは始めましょう。

利用可能な PCB 設計ツールを考慮しない

設計者は通常、入手可能で使いやすいカスタム PCB 設計ツールのすべてを考慮するわけではありません。 PCB のさまざまなニーズと柔軟性の要件を満たすために多くの設計ツールが存在するため、これは重大な間違いです。カスタム PCB 設計ソフトウェアを使用して、設計エラーのスキャン、コンポーネントの配置、プロトタイプ開発などのタスクを実行できます。このソフトウェアは非常に安価で、Web ベースであり、無料でアクセスできます。

狭い高電流トレース

プロジェクトが数百ミリアンペアを超える電流を処理する必要がある場合、PCB トレースの幅が狭いだけでは不十分です。外層の PCB トレースは、同じ厚さの内層の証拠よりも高い電流を運ぶ可能性があることに注意してください。その理由は、前者の方が熱放散と空気の流れが大きいからです。

多くのカスタム PCB メーカーは、0.5 オンス/平方フィートから 2.5 オンス/平方フィートの範囲の銅重量から選択するオプションを提供します。電流容量を計算するには、トレース幅計算機を使用することをお勧めします。

デカップリング コンデンサの不適切な配置

カスタム PCB 設計のデカップリング コンデンサは、安定したクリーンな電圧を必要とするピンに使用されます。ピンの近くに置いて、十分な穏やかなエネルギーを得ることができます。さらに、電源レールの電源トレースも、デカップリング コンデンサを介してボルトに接続します。インダクタを直列に配置して、入力ノイズを除去するローパス フィルタを作成することもできます。

スイッチング レギュレータ レイアウトの最適化なし

電子カスタム PCB 設計では、電圧レギュレータには、リニア レギュレータとスイッチング レギュレータの 2 種類があります。リニアレギュレータはレイアウトが簡単で安価ですが、電力の負荷を浪費する可能性があります。ただし、スイッチング レギュレータは、複雑ではありますが、消費するエネルギーが非常に少ないため、非常に効率的です。それらを使用すると、バッテリー寿命が長くなります。そのため、PCB レイアウトを作成する際には、データシートのガイドラインに従うことが重要です。

着陸パターンを描く際の間違い

カスタム PCB 設計用のソフトウェアは、PCB ランディング パターンと回路図シンボルを構成するコンポーネントのライブラリを提供します。ライブラリ コンポーネントのみを使用する場合は問題ありません。ただし、まだ存在しないパーツのランディング パターンと回路図シンボルを手動で描画する必要があります。したがって、パッド間の間隔が 1 mm しかずれていなくても、はんだ付けと位置合わせの問題が発生するため、注意が必要です。

製造不可能な埋め込みまたはブラインド ビア

予算が限られている場合は、PCB プロトタイピングにブラインド ビアまたは埋め込みビアを使用しないことをお勧めします。スルー ビアは PCB のすべての層を貫通し、PCB サイズを確実に増加させます。ただし、埋め込みビアやブラインド ビアに比べて安価です。組み込みシステムは 2 つの内部層と電気的に接続し、ブラインド ビアは内部層と外部層を接続します。

思ったほど簡単ではないことに注意してください。カスタム PCB レイアウトを設計するときは、レイヤ スタッキングに関連する設計上の制約を維持する必要があります。

不適切なアンテナ レイアウト

アンテナのカスタム PCB レイアウトは、ワイヤレス技術を採用する電子プロジェクトにとって非常に重要です。電気技師でさえ、時々間違って描いています。送信電力を最大にするには、アンテナとトランシーバーの複素インピーダンスを一致させる必要がある場合があります。したがって、そのためには適切な伝送ラインが必要です。

ほとんどのアンテナでは、50 Ω インピーダンスの伝送ラインで最大電力伝送に十分です。 AppCAD などの無料のオンライン計算機を使用して、伝送線路の比率を調べることができます。アンテナのインピーダンスを微調整するために、トランシーバーとアンテナの間に LC pi ネットワークを配置することもできます。

長時間の高速トレース

高速の信号は、利用可能な最も直線的で最短のパスを採用する必要があります。カスタム PCB を適切に設計する際に、高周波水晶の方向を指定すると役立ちます。マイクロコントローラに基づく多くの PCB 設計では、少数の高速信号しか必要としません。それでも、プロジェクトに高速のマイクロプロセッサ、アドレス バス、および外部データが含まれている場合は、注意が必要です。

セカンドオピニオンを受けない

エンジニアは多くの場合、厳しい締め切りの下で作業し、カスタム PCB 生産の結果を得ることに没頭しています。カスタム PCB 設計エラーが発生します。したがって、後のカスタム PCB 生産段階での高コストを回避するために、PCB 設計を別のエンジニアにレビューしてもらうことが最善です。ルールは単純です:後の段階でミスを検出すると、ミスがより高くなります。

大スリザーズ

スリザーは、化学エッチング プロセス中に溶けずに残る銅の塊です。これらは、PCB およびカスタマイズされた PCB 製造の外観に付着しているように見える場合があり、これも短絡の原因となります。したがって、銅の最小幅がカスタム PCB メーカーの要件よりも大きいことを確認すると役立ちます。このようにして、スリザーは減少し、PCB は適切に機能します。

複雑なカスタム PCB 設計

カスタム PCB メーカーは、基本的な作業を知っていれば、PCB をより効率的かつ経済的に製造できます。しかし、デザインが洗練されていると、回路図のバランスが崩れるなどの問題が発生する可能性があります。したがって、カスタム PCB 設計を簡素化して、設計エラーを回避するために最善を尽くす必要があります。また、これにより設計の有効性が向上します。

不適切なコンポーネントまたはカスタム PCB レイアウト方法の利用

時間の必要性は、より小さなコンポーネントと縮小されたフットプリントを使用して、複雑なカスタム PCB レイアウトを設計することです。このような目的のために、設計者は PCB の内層にボール グリッド アレイ パッケージと組み込みデバイスを使用しています。プロジェクトのパフォーマンスを向上させ、エラーが発生した場合にやり直しを可能にするのに役立ちます。

ピッチが小さく、ピン数が多いコンポーネントには、正しいレイアウト方法を選択する必要があります。設計段階でこれを行うことで、カスタム PCB の製造コストを節約できます。さらに、代替コンポーネントを使用する予定がある場合は、後の段階でカスタム PCB 設計を破棄する必要がないように、そのパフォーマンス特性が元のコンポーネントと一致することを確認してください。

カスタム PCB レイアウト - すべての PCB 設計ファイルを保存するのを忘れている

カスタム PCB 設計ファイルは必ずバックアップしてください。ソフトウェアが応答しなくなると、ファイルが失われる可能性があるため、デザイン全体が完了するまでファイルを保存しないでください。少なくとも、元に戻すのが難しいファイルを保存する必要があります。ほとんどのカスタム PCB メーカーは毎日のバックアップを提供していますが、小規模な企業はそのような機能を提供していない場合があります。また、自宅で個別に作業している場合、これは不可能です。

最近の「クラウド」サービスの出現により、PCB 設計ファイルを安全にバックアップする言い訳はありません。製品の大量生産を計画している場合、または市場にリリースしたい場合、これにより、カスタム PCB 設計が火災、偽造、脅威、マルウェア、およびその他の技術災害から保護されます。

カスタム PCB メーカーに早期に相談しない

カスタム PCB メーカーは、通常、登録された製造プロセスに従って、スタッフと機器の効率を高めます。製造方法に注意しないと、プロジェクトのコストが上昇したり、製造が遅れたりする可能性があります。また、別のカスタム PCB メーカーに連絡する必要があるため、時間の無駄になります。また、メーカーの仕様に従ってカスタム PCB レイアウトを再設計する必要がある場合もあります。

カスタム PCB レイアウト – カスタム PCB のテストなし

カスタム PCB プロトタイプを作成したら、徹底的に検査する必要があります。設計の初期運用要件が満たされていることを確認する必要があります。さらに、PCB の安定性や信頼性に影響を与える可能性のある環境条件をテストすることもできます。これは、カスタム PCB の幅広い動作を確保するためです。そうしないと、最終的に市場にリリースされたときにカスタム PCB プロトタイプが失敗する可能性があります。

まとめ

したがって、回避するために特別な注意を払う必要がある 15 のカスタム PCB 設計の問題があります。そうすることで発生する可能性のある製造上の問題をほぼ防ぐことができます。私たち WellPCB は、受け取ったデザインも慎重に検討します。サポートが必要な場合は、今すぐご連絡ください。それで、あなたは何を待っていますか?