最高の PCB 設計方法：コンポーネントのパッケージに基づいてPCBコンポーネントを選択する際に考慮すべきXNUMXつのこと。 この記事のすべての例は、MulTIsim設計環境を使用して開発されましたが、同じ概念が異なるEDAツールでも適用されます。

1.コンポーネントパッケージの選択を検討します

回路図面の段階全体で、レイアウト段階で行う必要のあるコンポーネントのパッケージングとランドパターンの決定を考慮する必要があります。 コンポーネントパッケージに基づいてコンポーネントを選択する際に考慮すべきいくつかの提案を以下に示します。

パッケージには、コンポーネントの電気パッド接続と機械的寸法（X、Y、およびZ）、つまり、コンポーネント本体の形状とPCBに接続するピンが含まれていることに注意してください。 コンポーネントを選択するときは、最終的なPCBの最上層と最下層に存在する可能性のある取り付けまたはパッケージングの制限を考慮する必要があります。 一部のコンポーネント（極性コンデンサなど）には、ヘッドルームの制限が高い場合があります。これは、コンポーネントの選択プロセスで考慮する必要があります。 設計の最初に、最初に基本的な回路基板のフレーム形状を描き、次に使用する予定の大きなコンポーネントまたは位置が重要なコンポーネント（コネクタなど）を配置できます。 このようにして、回路基板（配線なし）の仮想透視図を直感的かつ迅速に見ることができ、回路基板とコンポーネントの相対的な位置とコンポーネントの高さを比較的正確に与えることができます。 これにより、PCBを組み立てた後、コンポーネントを外部パッケージ（プラスチック製品、シャーシ、シャーシなど）に適切に配置できるようになります。 [ツール]メニューから3Dプレビューモードを呼び出して、回路基板全体を参照します。

ランドパターンは、実際のランドまたはPCB上のはんだ付けされたデバイスのビア形状を示しています。 PCB上のこれらの銅パターンには、いくつかの基本的な形状情報も含まれています。 ランドパターンのサイズは、接続されたコンポーネントの正しいはんだ付けと正しい機械的および熱的完全性を保証するために正しい必要があります。 PCBレイアウトを設計するときは、回路基板の製造方法、または手動ではんだ付けした場合のパッドのはんだ付け方法を考慮する必要があります。 リフローはんだ付け（フラックスは制御された高温炉で溶融されます）は、さまざまな表面実装デバイス（SMD）を処理できます。 ウェーブはんだ付けは、通常、回路基板の裏側をはんだ付けしてスルーホールデバイスを固定するために使用されますが、PCBの背面に配置された一部の表面実装コンポーネントを処理することもできます。 一般に、この技術を使用する場合、底面実装デバイスを特定の方向に配置する必要があり、このはんだ付け方法に適応するために、パッドを変更する必要がある場合があります。

コンポーネントの選択は、設計プロセス全体で変更できます。 設計プロセスの早い段階で、どのデバイスにメッキスルーホール（PTH）を使用するか、どのデバイスに表面実装技術（SMT）を使用するかを決定すると、PCBの全体的な計画に役立ちます。 考慮する必要のある要素には、デバイスのコスト、可用性、デバイスの面密度、消費電力などがあります。 製造の観点から、表面実装デバイスは一般にスルーホールデバイスよりも安価であり、一般的に可用性が高くなります。 中小規模のプロトタイププロジェクトでは、手動はんだ付けを容易にするだけでなく、エラーチェックおよびデバッグ中のパッドと信号のより良い接続を容易にする、より大きな表面実装デバイスまたはスルーホールデバイスを選択するのが最善です。

データベースに既製のパッケージがない場合、通常、カスタムパッケージがツールで作成されます。

2.適切な接地方法を使用します

デザインに十分なバイパスコンデンサとグランドプレーンがあることを確認してください。 集積回路を使用する場合は、電源端子の近く（できればグランドプレーン）に適切なデカップリングコンデンサを使用してください。 コンデンサの適切な容量は、特定のアプリケーション、コンデンサの技術、および動作周波数によって異なります。 バイパスコンデンサを電源ピンとグランドピンの間に配置し、正しいICピンの近くに配置すると、回路の電磁両立性と感受性を最適化できます。

3.仮想コンポーネントパッケージを割り当てます

仮想コンポーネントをチェックするための部品表（BOM）を印刷します。 仮想コンポーネントには関連するパッケージがなく、レイアウト段階に転送されません。 部品表を作成してから、設計内のすべての仮想コンポーネントを表示します。 回路図環境でのみ処理され、レイアウト設計に送信されない仮想コンポーネントと見なされるため、唯一の項目は電源信号と接地信号である必要があります。 シミュレーション目的で使用しない限り、仮想パーツに表示されるコンポーネントは、カプセル化されたコンポーネントに置き換える必要があります。

4.完全な部品表データがあることを確認します

部品表レポートに十分なデータがあるかどうかを確認します。 部品表レポートを作成した後、すべてのコンポーネントエントリで、不完全なデバイス、サプライヤ、または製造元の情報を注意深く確認して入力する必要があります。

5.コンポーネントラベルに従って並べ替えます

部品表の並べ替えと表示を容易にするために、コンポーネント番号に連続した番号が付けられていることを確認してください。

6.冗長ゲート回路を確認します

一般的に、冗長ゲートのすべての入力には、入力端子のぶら下がりを避けるための信号接続が必要です。 すべての冗長または欠落しているゲート回路をチェックし、すべての配線されていない入力端子が完全に接続されていることを確認してください。 入力端子が停止していると、システム全体が正常に動作しない場合があります。 設計でよく使用されるデュアルオペアンプを取り上げます。 デュアルオペアンプICコンポーネントでオペアンプのXNUMXつだけを使用する場合は、他のオペアンプを使用するか、未使用のオペアンプの入力を接地して、適切なユニティゲイン（または他のゲイン）を展開することをお勧めします）コンポーネント全体が正常に機能することを保証するフィードバックネットワーク。

フローティングピン付きのICは、仕様範囲内で正常に動作しない場合があります。 通常、ICデバイスまたは同じデバイス内の他のゲートが飽和状態で動作していない場合にのみ（入力または出力がコンポーネントの電源レールの近くまたは内部にある場合）、このICは動作時にインデックス要件を満たすことができます。 シミュレーションモデルは通常、ICの複数の部分を接続してフローティング接続効果をモデル化しないため、シミュレーションでは通常、この状況をキャプチャできません。