PCBニュース - 良いPCB回路基板を製造する方法

良いPCB回路基板を製造する方法

我々は、それを作るために言う PCB回路基板 設計された回路図を実際の回路基板に変える. このプロセスを過小評価してください. 事実上, 工学では実現するのが難しいが、原理的に働くものが多い, など. 実現することができない人もいる. したがって, 良いPCBボードを作るのは難しくない, しかし、良いPCBボードを作るのは簡単な仕事ではない.

マイクロエレクトロニクスの分野における2つの大きな困難は高周波信号と弱信号の処理である. この点で, PCB生産のレベルは特に重要です. 同じ原理設計, 同じ構成要素, エーnd 生産されるPCB回路基板 by different people have different 結果的に, どうやって良いPCBボードを作れますか? 過去の経験に基づいて, I would like to talk about my views on the following aspects:

1. Design goals must be clear

Receiving a design task, まず、その設計目標を明確にしなければならない, 普通のPCBボードかどうか, a 高周波回路基板, 小信号処理 PCB回路基板 または高周波および小信号処理の両方を有するPCBボード, 普通のPCBボードなら, レイアウトと配線が合理的で、きちんとしている限り, そして、機械の寸法は正確です, 中負荷ラインと長線があれば, 負荷を減らすためにそれらを扱うために特定の方法を使用しなければならない.

40 MHzを超える信号線がある場合 PCB回路基板, これらの信号線には特別の配慮が必要である, 線の間のクロストークのような. 頻度が高いならば, 配線の長さは厳しい. 分布定数のネットワーク理論による, 高速回路とその配線間の相互作用は決定的要因であり、システム設計において無視することはできない. ゲート伝送速度が増加するように, したがって、信号線の反対は増加するでしょう, そして、隣接する信号線間のクロストークは、比例的に増加する. 一般に, 高速回路の消費電力と放熱性も非常に大きい, したがって、高速PCBは作られている. 十分な注意を払うべきだ.

PCB回路基板上にミリボルトまたはマイクロボルトの弱い信号がある場合、これらの信号線は特別な注意を必要とする。小さい信号は弱すぎて、他の強い信号からの干渉に非常に影響されやすい。遮蔽対策はしばしば必要である。さもなければ、信号対雑音比は大いに減少される。その結果、有用な信号はノイズによって沈静化され、効果的に抽出することができない。

回路基板のコミッショニングも設計段階で考慮すべきである. テストポイントの物理的な位置, テストポイントと他の要因の分離は無視できません, いくつかの小さな信号と高周波信号が直接測定用プローブに追加できないので.

加えて, その他の関連要因を検討すべきである, 板の層の数のような, 使用するコンポーネントのパッケージ形状, 板の機械的強度. PCBボードを作る前に, デザインのデザイン目標についての良いアイデアが必要です.

2. Understand the layout and wiring requirements of the functions of the electronic components used

We know that some special electronic components have special requirements in the layout and wiring, LOTIとAPHによって使用されるアナログ信号増幅器のような. アナログ信号増幅器は安定した電力および小さなリップルを必要とする. 可能な限りパワーデバイスから遠く離れたアナログ小信号部分を保つ. Otiボード上で, 小信号増幅部はまた、特に電磁波干渉を遮蔽するためにシールドを備えている. The Glinkチップ に使われる 納豆ボード ECL技術を使用, それは多くの力を消費し、熱を発生させる. レイアウトにおける放熱問題に特別な考慮が必要である. 自然の放熱が使われるならば, the Glinkチップ 比較的滑らかな空気循環のある場所に置かなければならない., そして、放射される熱は、他のチップに大きな影響を与えません. If the PCB回路基板 スピーカーまたは他の高出力装置を備えています, それは電源に深刻な汚染を引き起こす可能性があります. この点も十分注意しなければならない.

スリー, the consideration of the layout of electronic components

The first factor that must be considered in the layout of electronic components is electrical performance. 密接に接続された電子部品をできるだけ一緒に置く. 特に高速線のために, レイアウトはできるだけ短いはずです, そして、電源信号は、できるだけ小さくなければなりません. 信号装置は分離しなければならない. 回路性能について, 部品はきちんときれいに置かなければならない, 簡単にテストする. 回路基板の機械的寸法とソケットの位置を注意深く考慮しなければならない.

高速システムにおける配線の接地と伝送遅延時間は、システム設計において考慮すべき第1の要因でもある. 信号線の伝送時間はシステム全体の速度に大きな影響を及ぼす, 特に高速ECL回路. 集積回路ブロック自体は非常に高速であるが, it is due to the use of ordinary interconnect lines on the backplane (the length of each 30cm line is about The delay of 2ns) increases the delay time, システムの速度を大幅に減らすことができる. シフトレジスタや同期カウンタなどの同期動作部品は、同じプラグインボード上に最もよく配置される, 異なるプラグインボードへのクロック信号が伝送遅延時間が等しくないので, これにより、シフトレジスタに大きなエラーが発生します. それが1枚の板に置かれることができないならば, 共通のクロック源からプラグインボードに接続されるクロックラインの長さは、同期がキーである場所で等しくなければならない.

フォー, consideration of wiring

With the completion of the design of OTNI and star optical fiber network, もっとある PCB回路基板将来的に設計される必要がある100 MHz以上の高速信号線. 高速線の基本概念を紹介する.

Transmission line

Any "long" signal path on the printed circuit board can be regarded as a kind of transmission line. 線の伝送遅延時間が信号立上り時間よりずっと短いなら, 信号の上昇期間中に発生した主反射は、沈み込まれる. オーバーシュート, 反跳とリンギングはもはや存在しない. 電流MOS回路の大部分は, 立ち上がり時間とライン伝送遅延時間との比は、より大きい, トレースは、信号の歪みなしでメートルと同じくらい長くすることができます. 高速論理回路, 特に超高速.

集積回路, エッジ速度の増加のため, 他の処置がとられないならば, 信号の完全性を維持するために、トレースの長さを大幅に短縮しなければならない.

高速な回路を重大な波形歪みなしで比較的長い線に作用させる2つの方法がある. TTLは高速落下エッジのためのSchottkyダイオードクランプ法を採用する, オーバーシュートが接地電位より低いダイオード電圧降下にクランプされるように. 照度レベルでは, これは、バックラッシュの振幅を減少させる. The slower rising edge allows overshoot, but it is attenuated by the relatively high output impedance (50～80Ω) of the circuit in the “H” state. . 加えて, レベル「H」状態のより大きな免疫のため, キックバックの問題は非常に顕著ではない. HCTシリーズデバイス用, ショットキーダイオードクランプおよび直列抵抗終端方法が結合される場合, それは効果がより明白になる.

信号線に沿ってファンアウトがあるとき, 上で導入されるTTL成形方法は、より高いビットレートとより速いエッジ率でいくぶん不十分であるように見えます. 線に波が映っているから, 彼らは、高いビットレートで合成される傾向がある, 深刻な信号歪みと干渉防止能力の低下. したがって, 反射問題を解くために, 別の方法は、通常、ECLシステムで使用される. このように, 反射を制御し、信号の完全性を保証することができる.

厳密に言えば, 遅いエッジ速度を有する従来のTTLおよびCMOSデバイスについて, 伝送線路は必要ない. 高速エッジ速度を有する高速ECLデバイスについて, 伝送線路は必ずしも必要ではない. しかし、送電線を使うとき, 接続遅延を予測し，インピーダンス整合を通して反射と振動を制御する利点がある.