PCB配線の際に注意が必要な点は何ですか？

PCB PCB設計全体で配線は非常に重要です。高速で効率的な配線を実現し、PCB配線を高く見せるための方法は、検討する価値があります。 PCB配線で注意が必要な7つの側面を整理し、抜けをチェックして空席を埋めに来てください！

1.デジタル回路とアナログ回路の共通接地処理

多くのPCBは、もはや単機能回路（デジタルまたはアナログ回路）ではなく、デジタル回路とアナログ回路の混合物で構成されています。したがって、配線時には相互干渉、特にアース線のノイズ干渉を考慮する必要があります。デジタル回路の周波数が高く、アナログ回路の感度が強い。信号線の場合、高周波信号線は高感度のアナログ回路デバイスから可能な限り離す必要があります。グラウンドラインの場合、PCB全体に外界へのノードがXNUMXつしかないため、デジタルとアナログの共通グラウンドの問題はPCB内で処理する必要があり、ボード内のデジタルグラウンドとアナロググラウンドは実際には分離されています。相互に接続されていませんが、PCBを外界に接続するインターフェース（プラグなど）で接続されています。デジタルグランドとアナロググランドの間には短い接続があります。接続ポイントはXNUMXつしかないことに注意してください。 PCBには、システム設計によって決定される一般的でない理由もあります。

2.信号線は電気（接地）層に敷設されています

多層プリント基板配線では、信号線層に未配置の線があまり残っていないため、層を追加すると無駄になり、生産の負担が大きくなり、それに応じてコストが高くなります。この矛盾を解決するために、電気（アース）層での配線を検討することができます。最初にパワーレイヤーを検討し、次にグラウンドレイヤーを検討する必要があります。フォーメーションの完全性を維持することが最善だからです。

3.大面積導体の接続脚の処理

大面積接地（電気）では、共通コンポーネントの脚が接続されます。接続脚の処理は包括的に考慮する必要があります。電気的性能の観点から、コンポーネントの脚のパッドを銅の表面に接続することをお勧めします。コンポーネントの溶接と組み立てには、次のような望ましくない隠れた危険がいくつかあります。①溶接には高出力ヒーターが必要です。 ②仮想はんだ接合が発生しやすい。したがって、電気的性能とプロセス要件の両方が、一般にサーマルパッド（サーマル）として知られる熱シールドと呼ばれるクロスパターンパッドになり、はんだ付け中の過度の断面熱によって仮想はんだ接合が生成される可能性があります。セックスは大幅に減少します。多層基板の電源（グランド）レッグの処理は同じです。

4.ケーブル配線におけるネットワークシステムの役割

多くのCADシステムでは、配線はネットワークシステムに基づいて決定されます。グリッドが密集しすぎてパスが増加しましたが、ステップが小さすぎて、フィールド内のデータ量が多すぎます。これには必然的に、デバイスのストレージスペース、およびコンピュータベースの電子製品の計算速度に対する要件が高くなります。大きな影響。コンポーネントの脚のパッドや取り付け穴や固定穴が占めるパスなど、一部のパスは無効です。グリッドがまばらすぎたり、チャネルが少なすぎたりすると、配信率に大きな影響があります。したがって、配線をサポートするための合理的なグリッドシステムが必要です。標準コンポーネントの脚間の距離は0.1インチ（2.54 mm）であるため、グリッドシステムの基本は、通常、0.1インチ（2.54 mm）または0.1インチ未満の整数倍に設定されます（例：0.05インチ、0.025）。インチ、0.02インチなど。

5.電源とアース線の処理

プリント基板全体の配線がうまくできていても、電源やアース線の不適切な配慮による干渉は製品の性能を低下させ、場合によっては製品の成功率に影響を与えることさえあります。したがって、電源とアース線の配線には注意が必要であり、電源とアース線から発生するノイズ干渉を最小限に抑えて製品の品質を確保する必要があります。電子製品の設計に携わるすべてのエンジニアは、アース線と電源線の間のノイズの原因を理解しており、ノイズ抑制の低減のみが表現されています。電源とアースの間にノイズを追加することはよく知られています。ワイヤー。ロータスコンデンサ。電源線とアース線の幅をできるだけ広くします。できれば、アース線は電源線よりも広くします。それらの関係は次のとおりです。アース線「電源線」信号線。通常、信号線の幅は0.2〜0.3mmです。極細幅は0.05〜0.07mm、電源コードは1.2〜2.5mmです。デジタル回路のPCBには、幅の広いアース線を使用してループを形成できます。つまり、アースネットを使用できます（アナログ回路のアースはこのように使用できません）。銅層の大部分がアース線として使用されていますが、プリント基板では使用されていません。すべての場所でアース線としてアースに接続されています。または、多層基板にすることもでき、電源とアース線はそれぞれXNUMX層を占めます。

6.デザインルールチェック（DRC）

配線設計が完了したら、配線設計が設計者が策定した規則に準拠しているかどうかを注意深く確認すると同時に、確立された規則がプリント基板製造プロセスの要件を満たしているかどうかを確認する必要があります。。一般的な検査には次の側面があります。ラインとライン、ラインコンポーネントパッド、ラインとスルーホール、コンポーネントパッドとスルーホール、スルーホールとスルーホールの間の距離が妥当かどうか、および製造要件を満たしているかどうか。電力線と接地線の幅は適切であり、電力線と接地線の間に緊密な結合がありますか（低波インピーダンス）？ PCB内にアース線を広げることができる場所はありますか？最短の長さなど、主要な信号線に対して最善の対策が講じられているかどうか、保護線が追加され、入力線と出力線が明確に分離されています。アナログ回路とデジタル回路に別々のアース線があるかどうか。 PCBに追加されたグラフィック（アイコンや注釈など）が信号の短絡を引き起こすかどうか。いくつかの望ましくない線の形状を変更します。 PCBにプロセスラインはありますか？電気機器の品質に影響を与えないように、はんだマスクが製造プロセスの要件を満たしているかどうか、はんだマスクのサイズが適切かどうか、および文字ロゴがデバイスパッドに押し付けられているかどうか。多層基板の電源接地層の外枠縁を小さくしても、電源接地層の銅箔が基板の外側に露出していると、短絡が発生しやすくなります。

7.デザイン経由

Viaは多層PCBの重要なコンポーネントの30つであり、通常、穴あけのコストはPCB製造コストの40％からXNUMX％を占めます。簡単に言えば、PCBのすべての穴はビアと呼ぶことができます。機能の観点から、ビアはXNUMXつのカテゴリに分類できます。XNUMXつは層間の電気接続に使用されます。もうXNUMXつは、デバイスの固定または位置決めに使用されます。プロセスの観点から、ビアは一般にXNUMXつのカテゴリ、つまりブラインドビア、埋め込みビア、およびスルービアに分類されます。

止まり穴はプリント基板の上面と下面にあり、一定の深さがあります。これらは、サーフェスラインとその下にあるインナーラインを接続するために使用されます。穴の深さは通常、特定の比率（開口部）を超えません。埋め込み穴とは、プリント回路基板の内層にある接続穴のことで、回路基板の表面までは伸びていません。上記の２種類の穴は、回路基板の内層に配置され、積層前にスルーホール形成プロセスによって完成され、ビアの形成中にいくつかの内層が重なり合う可能性がある。 XNUMX番目のタイプはスルーホールと呼ばれ、回路基板全体を貫通し、内部相互接続またはコンポーネント取り付け位置決め穴として使用できます。スルーホールはプロセスで実現しやすく、コストが低いため、他のXNUMX種類のスルーホールの代わりにほとんどのプリント回路基板で使用されています。以下のビアホールは、特に指定のない限り、ビアホールと見なされます。

1.設計の観点から、ビアは主に6つの部分で構成され、6つは中央のドリル穴で、もう50つはドリル穴の周囲のパッド領域です。これら8つのパーツのサイズによって、ビアのサイズが決まります。明らかに、高速高密度PCB設計では、設計者は常にビアホールが小さいほど良いことを望んでいるため、ボード上により多くの配線スペースを残すことができます。さらに、ビアホールが小さいほど、それ自体の寄生容量が大きくなります。小さいほど高速回路に適しています。ただし、穴のサイズを小さくするとコストも高くなり、ビアのサイズを無期限に小さくすることはできません。穴あけやメッキなどのプロセス技術によって制限されます。穴が小さいほど、穴あけが多くなります。穴が長くなるほど、中心位置から外れやすくなります。また、穴の深さがドリル穴の直径のXNUMX倍を超えると、穴の壁に銅を均一にめっきできるとは限りません。たとえば、通常のXNUMX層PCBボードの厚さ（スルーホールの深さ）は約XNUMXMilであるため、PCBメーカーが提供できる最小の穴あけ直径はXNUMXMilにしか達しません。

第二に、ビアホール自体の寄生容量は、グランドに対して寄生容量を持っています。ビアの接地層の絶縁穴の直径がD2、ビアパッドの直径がD1、PCBボードの厚さがTであることがわかっている場合、ボード基板の誘電率はε、ビアの寄生容量はおおよそ次のとおりです。C=1.41εTD1/（D2-D1）回路に対するビアの寄生容量の主な影響は、信号の立ち上がり時間を延長し、回路の速度を低下させることです。

3.ビアの寄生インダクタンス同様に、ビアには寄生容量とともに寄生インダクタンスがあります。高速デジタル回路の設計では、ビアの寄生インダクタンスによって引き起こされる損傷は、寄生容量の影響よりも大きいことがよくあります。その寄生直列インダクタンスは、バイパスコンデンサの寄与を弱め、電力システム全体のフィルタリング効果を弱めます。次の式を使用して、ビアのおおよその寄生インダクタンスを簡単に計算できます。L= 5.08h [ln（4h / d）+1]ここで、Lはビアのインダクタンス、hはビアの長さ、dはビアの長さです。は中心です穴の直径。式から、ビアの直径がインダクタンスに与える影響は小さく、ビアの長さがインダクタンスに与える影響が最も大きいことがわかります。

4.高速PCBの設計による。ビアの寄生特性の上記の分析を通して、高速PCB設計では、一見単純なビアが回路設計に大きなマイナスをもたらすことが多いことがわかります。効果。