PCBニュース - 一部のPCBメーカーはEMCベースのPCB設計

はじめにPCBは英語でプリント基板の略語である。一般に、絶縁材料上に所定の設計に従って印刷回路、印刷素子、または両者の組み合わせにより形成された導電パターンを印刷回路と呼ぶ。絶縁基板上に素子間の電気的接続を提供する導電パターンをプリント回路と呼ぶ。このように、プリント回路やプリント回路の完成品ボードはプリント回路ボードと呼ばれ、プリント回路ボードやプリント回路ボードとも呼ばれています。PCBはほとんど私たちが見ることができるすべての電子機器と密接に区別できず、電子時計、電卓、汎用コンピュータから、コンピュータ、通信電子機器、航空、宇宙、軍事兵器システムまで、集積回路などの電子部品があれば。デバイスとその電気的相互接続はすべてPCBを採用し、その性能は電子デバイスの品質に直接関係している。電子技術の急速な発展に伴い、電子製品はますます高速、高感度、高密度になっている。この傾向は、PCB基板設計における深刻な電磁互換性（EMC）と電磁干渉の問題を引き起こしている。電磁互換性設計はPCB設計において早急に解決すべき技術問題となっている。

1電磁適合性電磁適合性（Electro-Magnetic Compatibility、EMCと略称する）は新興の総合性学科であり、主に電磁干渉と耐干渉問題を研究している。電磁互換性とは、電子機器またはシステムが規定された電磁環境レベルで、電磁干渉によって性能指標を低下させず、その発生する電磁放射は限定された限界レベルを超えず、他のシステムの正常な運行に影響を与えないことを指す。そして、設備と設備、システムとシステムが互いに干渉せず、信頼性のある共同作業の目的を達成する。電磁干渉（EMI）は、結合経路を介して電磁干渉源が感受性システムにエネルギーを移動することによって引き起こされる。これには、3つの基本的な形式が含まれています。ワイヤと共通のアース線の伝導、空間放射線または近接場結合を介した伝導です。回路原理図の設計が正しく、プリント基板の設計が不適切であっても、電子機器の信頼性に悪影響を与えることが実証されている。したがって、プリント配線基板の電磁互換性を確保することはシステム設計全体の鍵である。1.1電磁干渉（EMI）EMI問題が発生した場合、干渉源、伝播経路、受信機の3つの要素を通じて説明する必要がある。そのため、電磁干渉を減らすには、この3つの問題を何とかしなければなりません。次に、主にプリント基板の配線技術について議論する。2プリント基板の配線技術が良好なプリント基板（PCB）配線は電磁互換性の非常に重要な要素である。2.1 PCBA PCBの基本特性は垂直積層上の一連の積層、配線、プリプレグ処理からなる。多層PCBでは、設計者は信号線を最外層に配置し、デバッグを容易にします。PCB上の配線はインピーダンス、容量、インダクタンス特性を有する。インピーダンス：配線のインピーダンスは銅の重量と断面積によって決定される。例えば、銅1オンスの単位面積当たりのインピーダンスは0.49 mである。容量：配線の容量は絶縁体（EoEr）、電流範囲（A）及び線間隔（h）によって決定される。式C=EoErA/hで表され、Eoは自由空間の誘電率（8.854 pF/m）であり、ErはPCB基板の相対誘電率であり、FR 4圧延において4.7である。インダクタンス：ワイヤのインダクタンスはワイヤ中に均一に分布し、約1 nH/mである。外径1オンスの銅線に対して、25 mm（10ミル）厚のFR 4を圧延する場合、接地層の上方0.5 mm（20ミル）幅と20 mm（800ミル）長の電線は9.8 mのインピーダンス、20 nHのインダクタンス、1.66 pFの接地結合容量を発生することができる。上記の値をコンポーネントの寄生効果と比較します。これらの値は無視できますが、すべての配線の合計が寄生効果を上回る可能性があります。そのため、設計者はこの点を考慮しなければならない。PCB配線の一般的なガイドライン：（1）容量結合のクロストークを減らすためにトレースの間隔を増やす、（2）PCB容量を最適化するために電源線とアース線を平行に敷設する、（3）高感度高周波回路を高ノイズ電力回路から遠ざける、（4）電源線とアース線を広くして、電源線とアース線のインピーダンスを下げる。2.2分割分割とは物理分割を用いて異なるタイプの回線間の結合を減らすことであり、特に電源線とアース線を通じて。除算技術を用いて4つの異なるタイプの回路を分割する例。接地面では、4つの接地面を隔離するために非金属溝が使用される。プレートの各部のフィルタとしてL及びCが用いられる。異なる回路の電源平面間の結合を減らす。高速デジタル回路は、その高い瞬時電力需要のために電力入口に配置する必要がある。インタフェース回路は静電放電（ESD）と過渡抑制装置または回路を必要とする場合がある。LとCの場合は、異なる回路に異なるフィルタ特性を提供できるため、LとCの異なる値を使用することが好ましい。2.3ローカル電源とIC間のデカップリングローカルデカップリングは、電源に沿ったノイズの伝搬を減らすことができる。電源入力ポートとPCBとの間に接続された大容量バイパスキャパシタは、突然の電力需要を満たすために潜在的なアキュムレータとして機能しながら、低周波リップルフィルタとして機能する。また、各ICの電源と接地の間にはデカップリングキャパシタがあるはずである。これらのデカップリングコンデンサはできるだけピンに近づけるべきである。これはICのスイッチングノイズを除去するのに役立ちます。2.4接地技術接地技術は多層PCBにも単層PCBにも適用されます。接地技術の目標は接地インピーダンスを最小化し、回路から電源に戻る接地回路の電位を下げることである。（1）単層PCBの接地線は単層（片面）PCBにあり、接地線の幅はできるだけ広く、少なくとも1.5 mm（60ミル）でなければならない。スター配線は単層PCB上では実現できないため、ジャンパ線と接地線の幅の変化は最小限にとどめなければならない。そうしないと、線路のインピーダンスとインダクタンスの変化につながる。（2）2層PCBの接地線は2層（両面）PCBの中で、デジタル回路は接地網／格子配線を優先する。この配線方法は、接地インピーダンス、接地回路、信号回路を低減することができる。単層PCBと同様に、アース線と電源線の幅は少なくとも