PCBニュース - PCB設計問題解決の核心

Printed circuit board (PCB) デザイン 回路基板の製造について言及する デザインing原理図と回路レイアウト. 過去に, これは通常、高価な特別なツールの助けを借りて行われた, でも今, DesignSpark PCBや無料の高性能ソフトウェアツールの人気が高まっている デザイン モデル, the PCB設計 回路基板速度 デザインERは大いに加速された .

エンジニアリングデザイナーは、完璧なデザイン計画は、問題を避けるために最善の方法であることを知っているが、それはまだ時間とお金の無駄であり、同時に症状に対処し、根本的な原因ではない。例えば、電磁的両立性（EMC）試験フェーズ中に問題が発見されたならば、それは多くのコスト投資を引き起こし、さらに、数ヶ月かかるだろう元の設計を調整し、再現する必要さえある。

チャレンジ

レイアウトは、最初の問題です デザインらは直面しなければならない. この問題は、図面の内容の一部に依存する, そして、論理的な考慮に基づいて一緒にセットされる必要がある. しかし, 温度により敏感である成分が注目されるべきである, センサーのような, 熱を発生する成分とは別に設置すべきである, 電力変換器を含む. For デザイン複数の電源設定, 12ボルトと15ボルトの電力変換器は PCBボード, 彼らが生成する熱と電子雑音が他の構成要素の信頼性とパフォーマンスに影響するので PCBボード.

上記構成要素は、回路100の電磁性能にも影響を及ぼす デザイン. これは回路基板の性能及びエネルギー消費にとって重要であるばかりではない, しかし、回路基板の経済性に大きな影響を与える. したがって, ヨーロッパで販売されているすべての回路基板装置は、他のシステムに干渉を起こさないことを証明するためにCEマークを取得しなければならない. しかし, これは通常電力供給だけである, そして、ノイズを発する多くのデバイスがあります, DC - DCコンバータ, と高速データコンバータ. 回路の欠陥のために PCBボードデザイン, これらのノイズは、チャネルによって捕捉され、小さなアンテナとして放射される, 偽雑音と周波数異常領域を生じる.

電磁界干渉（emi）の問題は，ノイズポイントでフィルタを設置したり，金属シェルを用いて信号を遮蔽することで解決できる。しかしながら、回路基板上の電磁干渉（EMI）を解放することができる装置には十分注意が払われ、回路基板は安価なシェルを選択することができ、システム全体のコストを効果的に低減することができる。

回路基板設計プロセスでは、電磁干渉（EMI）は、実際に真剣に取らなければならない要因である。電磁クロストークは、チャネルと結合され、それによって信号をノイズに破壊し、回路基板の全体的な性能に影響を与える。結合ノイズが高すぎると、信号が完全に覆われるので、より高価な信号増幅器を正常に復元するために設置しなければならない。しかし、回路基板設計の開始時に信号回路のレイアウトを十分に考慮することができれば、上記の問題を回避することができる。回路基板の設計は、異なる機器、異なる使用場所、異なる放熱性要件、および異なる電磁干渉（EMI）条件に応じて変化するので、設計テンプレートは便利になる。

キャパシタンスは、回路基板設計において無視することができない重要な問題である。なぜなら、キャパシタンスは信号伝搬速度に影響を与え、電力消費を増大させるからである。チャンネルはそれの隣のラインに連結されるかまたは2つの回路層を垂直に横断する。そして、それ故に、故意にコンデンサを形成する。平行線の長さを短くすることにより、結合を遮断するラインの一方にキンクを付加することで、上記の問題を比較的容易に解決することができる。しかし、これはまた、設計者が製造するのが容易であることを保証するための製造設計原則を十分に考慮し、回路の過度に大きな曲げ角度に起因するいかなるノイズ放射も回避していることをエンジニアリングデザイナーに要求する。ライン間の距離はまた、ラインの曲がり角で特に線の間で短いループを生じる、あまりに近すぎてもよい。時間をかけて、金属“ウィスカーズ”が表示されます。デザインルール検出は通常、ループリスクが通常より高い領域を示すことができます。

この問題はグランドプレーンの設計において特に顕著である。金属回路層は、その上下の全ての線との結合を形成することができる。金属層は効果的にノイズを遮断することができるが、金属層はまた、関連する静電容量を生成し、これはラインの走行速度に影響を与え、電力消費を増加させる。

多層回路基板の設計に関しては、スルーホール設計が回路基板の製造に多くの問題をもたらすため、異なる回路基板層間のスルーホール設計が最も問題となる。回路基板の層間のスルーホールは、信号の性能に影響を及ぼし、回路基板設計の信頼性を低下させるので、十分注意を払うべきである。

解決策

In the printed circuit board (PCB) デザイン プロセス, 様々な問題を解決するために多くの異なる方法を採用することができる. その中で, の調整だけではない デザイン 計画そのもの, ノイズを減らすために回路レイアウトを調整することのような；また、プリント基板のレイアウト方法もある. デザインコンポーネントを自動的にレイアウトツールを介してインストールすることができます, しかし、自動レイアウトを手動で調整することができます, これは、回路基板の品質を向上させるのに役立ちます デザイン. この措置を通じて, the デザイン ルールの検出は、技術文書に依存して デザイン 回路基板の要件を満たすことができる PCB回路基板製造業者.

異なる回路基板層を分離することにより、関連容量を低減することができる。しかし、これは回路基板層の数を増加させ、それによってコストを増大させ、さらにスルーホールの問題をもたらす。直交グリッド電源システムおよび接地回路設計の使用は回路基板の物理的サイズを増加させることができるが、それは効果的に二重層回路基板の接地層の役割を果たすことができ、回路基板製造のキャパシタンスおよび複雑さを低減することができる。

DesignSpark PCBを含むデザインツールは、エンジニアリングを助けることができます デザイン多くの問題を解決する デザイン, でも工学 デザインERSはまだ完全な理解を必要とする デザイン requirements of printed circuit boards (PCBs). 例えば, もし PCBボード(PCB) editor needs to understand the number of layers of the circuit board at the beginning of the デザイン, 例えば, 二層回路基板は、接地層および電源層を必要とする, 2つの独立した層から成る. 自動コンポーネントレイアウト技術は非常に有用であり、助けることができる デザインより多くの時間を過ごす デザインデバイスのレイアウト領域をing. 例えば, 電源装置が高感度の信号線またはより高い温度の領域にあまりに近い場合, 多くの問題がある. 同じように, 信号線も自動的にルーティングできます, ほとんどの問題を避けながら. しかし, the analysis and manual operation of high-risk areas will help greatly improve the quality of printed circuit board (PCB) デザイン, 収益を改善し、全体的なコストを減らす.

デザインルールの検出はまた、非常に強力なツールであり、ライン間の距離があまりにも近くないように、ラインを検出することができます。しかし、全体的なデザインはまだ経済価値が高い。設計計画検出ツールはまた、大きな関連容量領域を避けるためにパワー層および接地層を検出し調整するために使用することができる。

上記のツールはGerberとExperonに大きな助けになります。そして、最終的なデザイン製品を生産するために、彼らが回路と回路板を印刷するのを助けて、スルーホール穴をあけます。このように、技術文書は、回路基板製造業者と密接に関連している。

結論として

プリント回路基板（PCB）の設計において多くの問題を考慮する必要があり、DesignSpark PCBを含むツールは、これらの問題の大部分に効果的に対処することができる。特定のベストプラクティスのガイドラインを採用することにより、エンジニアリングデザイナーは、コストを削減し、回路基板の信頼性を向上させることができ、システム仕様および偏向システムの認証を低コストで行うことができ、より多くの問題を回避することができる。