In PCBボード 設計、エンジニアにとって、回路設計は最も基本的です。 しかし、多くのエンジニアは、複雑で難しいPCBボードの設計に注意を払う傾向があり、基本的なPCBボードの設計で注意すべきいくつかの点を無視しているため、間違いが発生します。 完全に良好な回路図は、PCBに変換すると問題が発生したり、完全に壊れたりする可能性があります。 したがって、エンジニアがPCB設計の設計変更を減らし、作業効率を向上させるのを助けるために、PCB設計プロセスで注意を払うべきいくつかの側面をここで提案します。

PCBボード設計における放熱システム設計

PCBボードの設計では、冷却システムの設計には、冷却方法と冷却コンポーネントの選択、および熱膨張係数の考慮が含まれます。 現在、PCBボードの一般的に使用されている冷却方法には、PCBボード自体による冷却、PCBボードへのラジエーターと熱伝導ボードの追加などがあります。

従来のPCBボード設計では、銅/エポキシガラスクロス基板またはフェノール樹脂ガラスクロス基板が主に使用され、少量の紙銅コーティングプレートが使用されます。これらの材料は、優れた電気的性能と処理性能を備えていますが、熱伝導率は低くなっています。 現在のPCBボード設計ではQFP、BGA、およびその他の表面実装コンポーネントが多用されているため、コンポーネントによって生成された熱はPCBボードに大量に伝達されます。 したがって、熱放散を解決する最も効果的な方法は、発熱体と直接接触するPCBボードの熱放散能力を改善し、PCBボードを介して伝導または放出することです。

PCBボード上の放熱システムを設計するための注意事項

図1：PCBボードの設計_放熱システムの設計

PCBボード上の少数のコンポーネントの熱が高い場合は、ヒートシンクまたは熱伝導チューブをPCBボードの加熱装置に追加できます。 温度が下がらない場合は、ファン付きのラジエーターを使用できます。 PCBボード上に大量の加熱装置がある場合は、大きなヒートシンクを使用できます。 ヒートシンクはコンポーネントの表面に統合できるため、PCBボード上の各コンポーネントに接触することで冷却できます。 ビデオやアニメーションの制作に使用されるプロのコンピューターは、水冷で冷却する必要さえあります。

PCBボード設計におけるコンポーネントの選択とレイアウト

PCBボードの設計では、コンポーネントの選択に直面することは間違いありません。 各コンポーネントの仕様は異なり、異なるメーカーによって製造されたコンポーネントの特性は、同じ製品で異なる場合があります。 したがって、PCBボード設計用のコンポーネントを選択するときは、コンポーネントの特性を知り、これらの特性がPCBボード設計に与える影響を理解するためにサプライヤに連絡する必要があります。

今日では、適切なメモリを選択することもPCB設計にとって非常に重要です。 DRAMとフラッシュメモリは常に更新されるため、PCB設計者にとって、新しいデザインをメモリ市場の影響から守ることは大きな課題です。 PCB設計者は、メモリ市場を監視し、メーカーとの緊密な関係を維持する必要があります。

図2：PCBボードの設計_コンポーネントの過熱と燃焼

また、放熱量の大きい部品も計算する必要があり、レイアウトも特別な配慮が必要です。 多数のコンポーネントが一緒になると、より多くの熱が発生し、溶接抵抗層が変形して分離したり、PCBボード全体が発火したりする可能性があります。 したがって、PCBの設計エンジニアとレイアウトエンジニアは協力して、コンポーネントのレイアウトが適切であることを確認する必要があります。

レイアウトでは、最初にPCBボードのサイズを考慮する必要があります。 PCBボードのサイズが大きすぎると、プリントラインの長さ、インピーダンスが増加し、アンチノイズ能力が低下し、コストも増加します。 PCBボードが小さすぎると、熱放散が悪く、隣接するラインが乱れやすくなります。 PCBボードのサイズを決定した後、特別なコンポーネントの場所を決定します。 最後に、回路の機能ユニットに従って、回路のすべてのコンポーネントが配置されます。

PCBボード設計における妥当性設計

PCBのテスト可能性の主要なテクノロジーには、テスト可能性の測定、テスト可能性メカニズムの設計と最適化、テスト情報の処理、および障害診断が含まれます。 実際、PCBボードのテスト容易性の設計は、テストを容易にすることができるPCBボードにいくつかのテスト可能性方法を導入することです。

テスト対象のオブジェクトの内部テスト情報を取得するための情報チャネルを提供します。 したがって、テスト容易性メカニズムの合理的かつ効果的な設計は、PCBボードのテスト可能性レベルを正常に改善することを保証します。 製品の品質と信頼性を向上させ、製品ライフサイクルのコストを削減し、テスト容易性設計技術はPCBボードテストのフィードバック情報を簡単に取得でき、フィードバック情報に従って障害診断を簡単に行うことができます。 PCBボードの設計では、DFTやその他の検出ヘッドの検出位置と進入経路が影響を受けないようにする必要があります。

電子製品の小型化に伴い、部品のピッチがどんどん小さくなり、設置密度も高くなっています。 テストに使用できる回路ノードはますます少なくなっているため、PCBアセンブリをオンラインでテストすることはますます困難になっています。 したがって、PCBボードを設計する際には、PCBのテスト容易性の電気的、物理的、機械的条件を十分に考慮し、テストには適切な機械的および電子的機器を使用する必要があります。

図3：PCBボードの設計_テスト容易性の設計

湿気感受性グレードMSLのPCBボード設計

図4：PCBボードの設計_水分感度レベル

MSL：湿気に敏感なレベル。 ラベルに記載されており、レベル1、2、2A、3、4、5、5A、および6に分類されます。 湿度に特別な要件があるコンポーネント、またはパッケージに湿度に敏感なコンポーネントのマークが付いているコンポーネントは、材料の保管および製造環境で温度と湿度の制御範囲を提供するために効果的に管理する必要があります。これにより、温度と湿度に敏感なコンポーネントのパフォーマンスの信頼性が確保されます。 ベーキングするときは、BGA、QFP、MEM、BIOS、およびその他の真空包装の要件に完全に対応し、高温および高温耐性のあるコンポーネントをさまざまな温度でベーキングします。ベーキング時間に注意してください。 PCBボードのベーキング要件は、最初にPCBボードのパッケージ要件または顧客の要件を参照します。 ベーキング後、湿度に敏感なコンポーネントとPCBボードは室温で12Hを超えてはなりません。 未使用または未使用の湿度に敏感なコンポーネントまたはPCBボードは、真空包装で密封するか、乾燥ボックスに保管する必要があります。

PCBボードの設計で苦労しているエンジニアを支援することを期待して、PCBボードの設計では上記のXNUMXつの点に注意を払う必要があります。