PCB のプロトタイプのアイデアを製品化するための 6 つのステップ

プロトタイプ PCB テスト

プロトタイプ PCB テストフェーズでは、最終製品が機能し、消費者にとって必要な品質であることを確認します。

製品プロトタイプが市場に出る前に、エラーを修正することをお勧めします。消費者が製品の欠陥を発見すると、メーカーの評判が損なわれます。そして、同じメーカーの他の製品に悪影響を与える波及効果を生み出します。

ボードに多数のコンポーネントを配置するのに数時間費やしている間に、多くのことを見落としている可能性があります。また、多くのリソース (時間とお金) を無駄にしないように、製造プロセスのすべての I にドットを付け、すべての t に交差させてください。

テストしている PCB プロトタイプでは、短絡、IC 極性の反転、コンポーネントの欠落などのすべてのインシデントに注意してください。 BOM を使用してコンポーネントを確認します。プロトタイプが関連するすべてのテストと機能評価に合格したことを確認して初めて、大量生産に進むことができます。

条件が許せば、3D プリント技術を利用して、PCB のプロトタイプをいくつか作成することもできます。 3D プリント PCB プロトタイピングは、従来の PCB プロトタイピングよりも時間とリソースを節約できることが知られているプロセスです。

プロトタイプ PCB 設計の調整

テスト段階で PCB に障害が見つかった場合は、ベア PCB を調整する必要があります。PCB 工場に何をしてもらいたいかによっては、PCBA も含まれる場合があります。これが、大量生産エラーを回避するために、PCB プロトタイプ設計を作成する PCB 工場を選択する必要がある理由です。プリント回路基板には多くのエラーが見られますが、以下に上位 5 つの PCB 設計エラーを示します:

1.不適切な PCB コンポーネントランディングパターン:

PCB の各コンポーネントには、回路基板にはんだ付けする方法を決定するランディングモードがあります。ランディングパターンがわかっている一般的に使用されるコンポーネントを使用する場合は、問題がない可能性があります。しかし、創造性を発揮し始めると、ランディングパターンを含まない PCB 設計ツールの独自の要素を使用することに決めたときに、疑問が生じるかもしれません。これは、製造元がランディングパターンを描くときにエラーを起こし、後ではんだ付けの問題が発生する可能性があるためです。 PCB 設計ツールのコンポーネントに固執するか、独自の材料を使用するときにメーカーがランディングパターンの間違いを犯さないようにしてください。

2. PCB プロトタイプ基板の貧弱なアンテナレイアウト:

ワイヤレス機能を備えたすべての PCB にはアンテナが必要であり、アンテナのレイアウトは最適でなければなりません。アンテナはトランシーバーと通信することで機能します。通常はマイクロストリップ経由で接続されます。マイクロストリップは、高周波の電波をインピーダンスの形で回路基板上に運びます。ルールは、2 つのコンポーネント間の最適な電力伝送のために、トランシーバとアンテナの間に整合インピーダンスがなければならないということです。マイクロストリップのインピーダンス、マイクロストリップの幅、誘電体層、およびアンテナを基板に取り付けるために使用される LC 整合回路に注意してください。

3. PCB プロトタイプ基板のコンデンサの位置が正しくない:

デカップリングコンデンサは、PCB 上のコンポーネントの安定した電圧を保証します。これは、これらのコンポーネントの最適なパフォーマンスに不可欠な要素です。信頼性の高い出力コンデンサを使用して、電流源からのエネルギーを調整するために行うべき適切なこと。また、デカップリングコンデンサを使用するコンポーネントの近くに配置して、最高の性能を発揮できるようにします。また、電源からの電圧が、サポートする PCB コンポーネントに到達する前に、デカップリングコンデンサを通過することを確認してください。

4.不適切な PCB トレース幅:

プリント基板の完全性を維持するために、適切な量の電流が基板を通過していることを確認してください。 PCB トレースとは、PCB 上に現れるすべての送信コンポーネント (ワイヤ、ヒューズ、銅、絶縁体) を指します。 PCB トレースの幅によって、PCB の電流容量と許容温度上昇が決まります。外部か内部かを問わず、PCB 層の位置を考慮してください。外側の層は、内側の層よりも同じトレース幅と厚さで、より多くの電流容量を持っています。これは、熱を環境にすばやく放散できるためです。原則として、トレース幅が狭いほど許容温度上昇が高くなり、逆もまた同様です。この問題を解決するには、トレース幅計算機が役立ちます。

5.製造不可能なビアを使用した PCB 設計:

最も単純な PCB ビアはスルーホールビアですが、PCB の多くの領域が無駄になり、PCB の配線が妨げられる可能性があります。ブラインドビアと埋め込みビアは、スルーホールビアの代わりに役立つはずですが、レイヤー接続の制限が厳しく、製造できない場合があります。選択したメーカーが製造できるように、PCB 層が適切に積み重ねられていることを確認してください。

コアコンポーネントのプロトタイプ PCB の選択

集積回路 (IC)、ヒューズ、コネクタ、センサー、ワイヤ、LED ディスプレイ、コンデンサ、および PCB ビアは、PCB アセンブリに必要なコンポーネントの一部です。信頼できるコンポーネントメーカーは、信頼できる PCB コンポーネントの鍵です。探すときは慎重に。

回路基板の製造に入る前に、コンポーネントの供給の問題を解決してください。 PCB コンポーネントの調達オプションは 3 つあります:

1. PCB コンポーネントをコンポーネントメーカーから直接購入できます。

2. 信頼できる PCB コンポーネントのサプライヤを選択して購入できます。

3. PCB メーカーと協力して、市場から PCB コンポーネントを選択できるようにします。

どの方法を選択するにしても、時間と費用対効果が高いことを確認してください。生産コストは、生産プロセスで使用されるコンポーネントの種類に影響を与える要因です。利用可能なオプションを比較して評価し、コストを削減してニーズを満たすものを選択してください。

最初のプロトタイプ PCB の数を決定

PCB 設計とプロトタイプのすべてのエラーを排除した後、生産の最初のバッチの日付と数量を選択します。特に初めての場合は、多くの不確実性に直面する可能性があります。また、製品が市場で消費者に受け入れられるかどうか確信が持てず、生産する数量について未定である可能性があります。また、初期資金の問題もあるかもしれません。

1つ確かなことは、PCBの大量生産のコストが低くなるということです。とはいえ、現実に直面し、現実的にアプローチする必要があります。噛めない以上噛まないでください。市場調査を実施し、製品の集中的なマーケティング活動を実施します。適切な製品があるので、消費者を引き付けるのはそれほど難しくありません。最終的には、直面している実際の状況に適した適切な決定を下してください。

プロトタイプ PCB の BOM を完成させる

必要なすべての設計修正を行い、探している完璧な製造可能な PCB 設計が得られたら、次のステップは完全な PCB BOM ファイルを作成することです。 PCB 部品表 (BOM) は、PCB の製造に使用されるすべてのコンポーネントのリストと、その数量、寸法、価格、および基板上の配置を含むドキュメントです。

完全な BOM は、PCB の複数のバッチを製造するための参照ドキュメントとして機能し、将来の再現精度を確保し、プロジェクトのコストを知らせます。