高品質の PCB 設計のために考慮すべき 7 つの要素
2017 年 2 月 17 日
ほとんどの電子技術者 (EE) にとって、PCB の設計は定期的な作業です。彼らは PCB 設計に長年の経験を持っているかもしれませんが、高品質の PCB 設計を作成するのは容易ではありません。多くの要因を考慮する必要があります。ここでは、高品質の PCB 設計のために考慮すべき 7 つの要素について説明します。
高品質の PCB 設計のための 7 つのヒント
以下は、EE または初心者が、電子アプリケーション用に高品質の PCB を設計したい場合に留意すべき 7 つの主なポイントです。
- 理事会の資料 :これは、PCB 設計プロジェクトの基礎です。 PCB を作成するために必要な材料を理解する必要があります。
- PCB は、非導電性の固体材料で構成され、銅でラミネートされています。銅メッキは、導電性表面の作成に役立ちます。基材は通常、FR-4 であるガラス強化エポキシです。この素材は手頃な価格で難燃性があります。
- RF または高性能回路では、PTFE またはセラミック ベースがさまざまなフィラーと共に使用されます。
- PCB スタックアップ :PCB スタックアップは、各 PCB が持つ層の数を意味します。これにより、EE は各レイヤーの必要なインピーダンスを理解できます。レイヤー数を適切に見積もることで、エンジニアは適切な製造プロセスを決定し、必要な歩留まりと信頼性を達成し、生産コストを最小限に抑えることができます。
- 銅の痕跡: 銅でできたトレースは、PCB の最も重要なコンポーネントです。それらを設計する際には、それらの特性と制限を理解することが非常に重要です。銅のトレースは、通常、基材の上に配置された固体金属シートから銅を除去することによって作成されます。
- ビア タイプ: ビアは、さまざまなコンポーネント間の接続を確立するのに役立つため、PCB の重要な要素です。知っておく必要のあるさまざまなタイプのビアがあります。埋め込み、スルー、ブラインド、およびマイクロ (スタック、マルチ、および単層)。最良の PCB 設計では、ビアは最小限に抑えられます。また、これらのビアの電流容量を理解する必要もあります。
- パーツの選択: これは、あらゆる PCB 設計 で最も面倒なステップです。 事業。適切な部品を選択することで、エラーを最小限に抑え、設計された PCB の品質を確保できます。市場には何百万ものコンポーネントが存在するため、次の点に注意する必要があります:
- 広く使用されていて入手しやすい部品を選択します。生産が終了したコンポーネントの使用は避けてください。
- 一部のパーツは大量に販売されているため、プロジェクトでパーツを選択する際は注意してください。
- すべてのコンポーネントは、EE が PCB に取り付けるのに役立つタイプのパッケージで提供されます。一部のパーツは複数のパッケージで入手できるため、互換性がある場合があります。
- デザインのルール: 上記のすべての要件に対処した後、EE は設計ルールに集中する必要があります。クロストークの予算、コンポーネントの配置、レイヤーの割り当て、飛行時間の分析、製造のための設計 (DFM) ルールなどについて、幅広い検討が必要です。
- 信号と電力の整合性: これは、高品質の PCB の優れた側面の 1 つと考えられています。信号の立ち下がり時間と立ち上がり時間、ドライブ強度、トラック長、特性インピーダンスなど、考慮すべきさまざまな側面があります。品質性能を確保するために、レイアウトの前後にシグナル インテグリティ (SI) シミュレーションが実行されます。
高性能電子回路には大電流が必要です。そのため、配電ネットワークの AC および DC 性能を考慮する必要があります。
上記のリストは、経験豊富な EE にも初心者にも適した出発点です。今後のブログでこれらの点のいくつかを検討し、PCB の組み立て作業についても説明します。
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