電子設計 - PCBレイアウトの巧妙な技術

PCB（EdClipboard）、中国の名前は、プリント回路基板、プリント基板、プリント回路基板として知られているプリントされている重要な電子部品、電子部品のサポート、および電子部品のための電気接続のプロバイダです。電子的な印刷によって作られるので、それは「印刷された」回路基板と呼ばれています。

PCBサイズの要件が小さくなったり小さくなったり, デバイスの密度要件が高くなっている, and PCB設計 ますます難しくなる. ハウツーとスタイル PCBレイアウト レートとデザイン時間の短縮, ここでは、PCB計画のデザインスキルについて話します, レイアウトと配線.

配線を始める前に、設計は慎重に分析され、ツールソフトウェアは慎重に設定されなければならず、それは設計を要件に沿ってより多くのものにする。

1 . PCBの層数の決定

回路基板のサイズと配線層の数は設計の初期段階で決定する必要がある。配線層の数やスタックアップ方法は、プリント配線の配線やインピーダンスに直接影響する。ボードのサイズは、所望の設計効果を達成するために印刷方法のスタッキング方法および幅を決定するのを助ける。現在、多層基板間のコスト差は非常に小さく、より多くの回路層を使用し、設計の始めに均等に銅分布を作ることが好ましい。

2 .設計ルールと制限

正常に配線タスクを完了するには、配線ツールは、正しい規則と制限の下で動作する必要があります。すべての信号線を特別な要件で分類するためには、各信号クラスは優先度を持たなければならない。優先順位が高いほど、ルールは厳しくなる。規則は、印刷ラインの幅、ビアの最大数、並列度、信号線間の相互影響、および層の制限を含む。これらのルールは配線ツールの性能に大きな影響を与える。

設計要件の注意深い考慮は配線成功のための重要なステップである。

コンポーネントのレイアウト

最適組立工程では，製造可能性（dfm）ルールの設計は，コンポーネントのレイアウトに制約を課す。アセンブリ部が部品を動かすことができるならば、回路は適切に最適化されることができます。定義された規則と制約はレイアウト設計に影響します。自動配線ツールは一度に一つの信号しか考慮しない。配線制約を設定し、信号線の層を設定することにより、配線ツールは、設計者が想像した配線を完了することができる。

例えば、電源コードのレイアウトについては

に PCBレイアウト, 電源分離回路は、関連する回路の近くで設計されるべきである, 電源部に配置するのではなく, そうでなければ、それはバイパス効果に影響しません, しかし、脈動電流は、電力線および接地線14に流れる, 干渉を引き起こすこと

回路内部の電源の方向については、最終段から前段階まで電力を供給し、この部分の電源フィルタコンデンサは最終段近くに配置する必要がある

いくつかの主要な電流チャネル（例えばデバッグまたはテストの間の電流を切断するかまたは測定すること）のために、現在のギャップはレイアウトの間、プリントされたワイヤに配置されなければならない。

また、調整された電源は、レイアウト中に可能な限り別のプリント回路基板上に配置されるべきであることに留意すべきである。電源・回路がプリント配線板を共有する場合、レイアウトにおいては、安定した電源と回路部品とが混在しているか、電源と回路が接地線を共有することを避けるべきである。

このような配線は、干渉の発生が容易であるだけでなく、メンテナンス時の負荷を遮断することができないため、プリント配線の一部を切断することができ、プリント基板の破損を防止することができる。

ファンアウトデザイン

ファンアウト設計段階では、PCB表面実装装置の各ピンは、少なくとも1つのビアを有する必要があるので、より多くの接続が必要とされるとき、回路基板は、内部接続、オンラインテスト、および回路再処理を行うことができる。

自動ルーティングツールの効率を最大化するために、最大ビアサイズと印刷ラインをできるだけ多く使用しなければならず、間隔は理想的に50 milに設定される。ルーティングパスの数を最大化するVIA型を使用します。慎重な考慮と予測の後，回路オンラインテストの設計は，設計の初期段階で行うことができ，製造工程の後半段階で実現した。

配線経路と回路のオンラインテストによるビアファンアウトタイプを決定します。電源と接地は、配線とファンアウトデザインにも影響します。

手動配線とキー信号処理

マニュアル配線はプリント回路基板設計の重要なプロセスであり，将来的である。マニュアル配線の使用は、配線作業を完了するために自動配線ツールを助けます。

選択されたネットワーク（NET）を手動でルーティングして、固定することによって、自動ルーティングのために使うことができるパスは、形づくられることが可能である。

キー信号は、手動または自動配線ツールと組み合わせて、最初に配線される。配線が完了すると、関連する工学技術者は信号配線をチェックする。点検が通過されたあと、ワイヤーは固定されます、そして、残りの信号は自動的に配線されます。

接地線にインピーダンスが存在するため、回路に共通のインピーダンス干渉をもたらす。したがって、配線の間、接地のシンボルで任意の点を接続しないでください。

より高い周波数では、ワイヤのインダクタンスは、ワイヤ自体の抵抗より数桁大きい。このとき、ワイヤには高周波電流が小さい場合であっても、ある高周波電圧降下が生じる。従って、高周波回路では、PCBレイアウトをできるだけコンパクトに配置し、プリント配線をできるだけ短くする必要がある。

プリント配線間には相互インダクタンスとキャパシタンスがある。動作周波数が大きい場合は、寄生結合干渉と呼ばれる他の部分に干渉を起こす。このような抑制方法は以下の通りです。

すべてのレベル間の信号ルーティングを短縮しよう

信号の順序で回路のすべてのレベルを整理し、信号線の各レベルの交差を避けるために；

つの隣接するパネルのワイヤは、平行でなく、垂直であるか、交差するべきである

信号線を基板上に平行に配置する場合、これらの配線をできるだけ一定距離離したり、接地線や電源配線で区切ってシールドの目的を達成したりする。

自動配線

キー信号の配線は、その間にいくつかの電気パラメータを制御することを考慮する必要がある PCB配線, 分布インダクタンスの減少, etc. 自動配線ツールの入力パラメータの理解と配線への入力パラメータの影響, 自動配線の品質はある程度まで. 保証.

一般的なルールは、自動的にルーティング信号を使用する必要があります。与えられた信号と使用されるビアの数によって使用される層を制限するために制限を設定し、配線領域を禁止することによって、配線ツールは、エンジニアの設計思想に従って配線を自動的に配線することができる。制約を設定して、作成された規則を適用した後に、自動ルーティングは期待に類似した結果を達成するでしょう。デザインの一部が完了した後に、それはその後のルーティングプロセスに影響されないように修正されます。

配線の数は回路の複雑さと定義される一般ルールの数に依存する。今日の自動配線ツールは非常に強力であり、通常、配線の100 %を完了することができます。しかし、自動配線ツールが全ての信号配線を完成していない場合には、残りの信号を手動で配線する必要がある。

配線の配置

制約の少ない信号では配線長は非常に長い。この時点で、どの配線が合理的で、配線が不合理であるかを判断し、手動で信号配線長を短くし、バイアの数を減らす。