回路基板を構築するための11の重要なテクニック
回路基板を設計または構築する場合、最終的な設計を完了するのに永遠に時間がかかるように感じることがあります。銅とはんだをいじったり、最終的にプリント回路基板を確実に印刷しようとしたり、スルーホール技術やパッド、ビアを使用したレイアウト設計、シグナルインテグリティの問題などの設計上の問題が原因の場合もあります。
適切な手順を段階的に実行することで、将来の事故を回避できます。また、自分が間違っていることに気付いた場合でも、トラブルシューティングは面倒ではありません。ですから、これ以上面倒なことはせずに、すぐに始めましょう。
これを長い間行っている場合は、設計ソフトウェアを知ることがいかに重要かをご存知でしょう。 。それはあなたがあなたのプリントボードを正しい方法で設計することを確実にします。回路図キャプチャからレイアウトまでの正確で信頼性の高い統合がなければ、ルーティングや銅線の配置にトレースを配置したり、はんだに必要な層を実行したりするのは難しい場合があります。
デザインルールチェック（DRC）を使用して、回路基板のレイアウトを確認できます。回路図データをPCBドキュメントに移動するとき。指定されたボードのアウトラインに加えて、コンポーネントのフットプリントが表示されます。コンポーネントを配置する前に、PCBレイアウトを定義する必要があります。スタックアップマネージャーを使用して、形状、スタックアップ、レイヤーを作成します。
すべての材料を互いにしっかりと詰めて積み重ねるのは難しいこともありますが。後で、回路をルーティングするための十分なスペースがないことに気付くかもしれません。したがって、ワイヤが広がる余地があるように、コンポーネント間にある程度の余地を残すことが不可欠です。
通常、コンポーネントに含まれるピンが多いほど、より多くのスペースが必要になります。要素の間隔を空けることで、はんだ付けも容易になります。一般に、コンポーネントをどれだけ適切に配置するかによって、ボードの製造がいかに簡単になるかが決まります。
PCBレイアウトを検討するときは、連続する層で配線方向が異なることを確認することが重要です。たとえば、特定のセグメントで水平配線が使用されている場合です。次に、垂直インストールを後続のレイヤーで使用する必要があります。多層PCBを扱っている場合は、このパターンをすべての層で繰り返す必要があります。
一方、片側に水平のトレースと垂直のマークを描くと、他の線と交差した線の配線が簡単になります。したがって、複数の層を持つPCBの場合、方向を切り替えることをお勧めします。
回路基板は、電流が完璧に流れる場合にのみ最高の性能を発揮します。中断のない電流の流れは、デバイスの適切な動作に不可欠です。したがって、電流の流れを妨げない線幅を選択することは、レイアウトの生産性を最大化するための賢い方法です。
線の幅を知ることで、推定電流と太さを差し込むことができるため、外層と内層の見返りにトレース幅の値を取得できます。ただし、電卓が提案するより広い幅を使用する機会がある場合は、躊躇しないでください。メーカーの要件を満たしている限り。トレースが大きいほど、ボードが切断された接続に耐える可能性が高くなります。
ルーティングは、ひもで締められたコンポーネントの接続に必要なワイヤを正しく追加します。優れたルーティングガイドラインを使用し、必要なソフトウェア設計ツールを賢く使用して、ルーティングによる色分けやネットの強調表示など、プロセスをスムーズにしようとすると役立ちます。
多層PCBに関しては、ビアは不可欠なコンポーネントです。これらは、多層PCB上および内部のさまざまな層を相互接続するために使用されます。ビアは、トレース、ポリゴン、パッドをさまざまなPCBセグメントに電気的に結合するために使用されます。
通常、生産ボードのセグメント上のPCBに犠牲ビアを配置します。これは、ビアをスライスし、断面を検査して、電気めっきプロセスの効率を判断できるようにするためです。
回路基板の構築–トレースで90°の角度を避けます。
鋭い直角ターンでトレース幅を維持するのは少し難しいです。特に狭い道では、わずかな違いが証拠の重要な部分を占める場合に当てはまるはずです。したがって、45度の曲げを2回行うことをお勧めします。また、90度の角度のマークがたくさん表示される可能性があります 完全にエッチングされていないバックは、ショートにつながります。
回路基板の構築–熱のスポットを考慮してください
熱は回路の性能を低下させる可能性があり、熱の放出が正しく行われないと回路に損傷を与えることさえあります。熱抵抗と呼ばれるパラメータは、特定の条件を満たすときに電力1ワットあたりに追加される温度を示します。コンポーネントは別として、電気ネットワーク、ビア、銅トレースの強度はすべて、ある意味で熱生成に寄与します。
設計者は、故障や回路の故障を回避するために、動作し、安全な温度制限内にとどまるPCBの製造を試みることになっています。一部の回路は冷却を追加しなくても正常に動作しますが、ヒートシンクと冷却ファン、またはその両方を増やすことが避けられない特定の状況があります。
回路基板の構築–同じデバイスには常に同じ記号を使用してください
回路図との一貫性を保つために、常に同じ記号を使用して同じデバイスを表す必要があります。たとえば、スキーマにIEEE抵抗を配置し、ヨーロッパの抵抗を配置すると混乱します。
回路図面を設計する前に、時間をかけて識別可能なすべての電気記号を評価し、すべてのプロジェクトで常に同じ記号を使用していることを確認する必要があります。
回路基板の構築–ミックスドシグナル回路のヒント
デジタルとアナログのグラウンドを分離してください
電源回路、PCBボードに関しては、デジタルとアナログのグランドを分離しておく必要があります。これが必要なのは、デジタルPCBボード回路から放出される電圧と電流のスパイクが、アナログにある回路に干渉を引き起こす可能性があるためです。これは彼らのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。それらをPCBで結合する場合は、供給経路の端、できればPCBの接地接続の近くでそれらを結合する必要があります。
アナロググランドをノイズから保護する
アナロググランドに干渉が存在する場合、信号線と同様の影響があります。かなりのグランドプレーンの抵抗を減らしたい場合は、その下または上に配線されたラインへの容量結合に対してより脆弱になります。そうは言っても、アナロググランドはそれを横切るアナログラインとデジタルを持っているはずです。そうすることで、アナログ回路とデジタル回路の間の容量結合が減少します。
回路基板の構築–すべての部品に固有の指定子があることを確認してください
回路図面の信頼性と可読性を向上させるには、回路内のすべてのシンボルに個別の指定子が必要です。 すべての部分を識別可能にするため。すべての抵抗器は、R1、R2、R3などの一貫した命名配置に従うことになっています。
特定のパフォーマンス要件を持つコンポーネントを使用する場合は、シンボルにラベルを追加する必要があります。例として、特定のトレース幅の要件、インピーダンス、または特別なシールドで構成される部品のラベルを増やす必要がある場合があります。
回路基板の構築–メーカーの仕様を知る
すべてのメーカーには、最小トレース幅、レイヤー数などの仕様があります。設計を開始する前に、必要なものを熟考し、要件を満たすメーカーを探す必要があります。 FR-1からFR-5までの範囲のニーズに、プリント回路基板の材料のグレードを含める必要があります。 FR-1は紙とフェノールの混合物としても知られており、FR-はガラスクロスとエポキシです。
この情報を使用して、ボードレイアウト全体を再ルーティングする代わりに、トレース幅を設定し、間隔を調整することができます。
選択する材料の種類は、回路基板の難燃性、耐久性、強度、および吸湿性に影響を与えることに注意する必要があります。
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