PCBA技術 - 6 PCB設計原理を知らなければならない

1 .レイアウト

まず、PCBサイズを考えます。PCBサイズが大きすぎると、印刷ラインが長くなり、インピーダンスが増加し、アンチノイズ能力が低下し、コストも増加するPCBサイズが小さすぎると、放熱性が良くなり、隣接する配線が乱れてしまう。PCBサイズを決定した後、特別なコンポーネントの位置を決定します。最後に、回路の機能単位によって、回路の全てのコンポーネントがレイアウトされる。

特別なコンポーネントの位置を決定するときには、次の原則が表示されます。

1）高周波成分間の配線をできるだけ短くし，分布パラメータや相互電磁干渉を低減する。干渉に影響されやすいコンポーネントは、あまりにも近接している必要はありませんし、入力および出力コンポーネントをできるだけ遠くに保つ必要があります。

（2）いくつかの構成要素またはワイヤ間に高い電位差がある可能性があり、それらの間の距離は、放電による偶発的短絡を避けるために増加する必要がある。高電圧の部品は、デバッグ中に手で容易に到達できない場所でできるだけ配置しなければならない。

（3）プリント基板及び固定ブラケットの位置決め穴に占める位置を確保する。

回路の機能単位に従って。回路のすべてのコンポーネントをレイアウトするとき、以下の原則を満たさなければなりません：

（1）回路フローに応じて各機能回路ユニットの位置を調整し、信号循環に対してレイアウトが便利であり、できるだけ同じ方向に保持する。

（2）各機能回路のコア成分を中心として配置する。コンポーネントは、均等に、PCB上にコンパクトかつコンパクトに配置する必要があります。コンポーネントの間のリードと接続を最小化して短くします。

3）高周波で動作する回路では，部品間の分散パラメータを考慮する必要がある。一般に、回路はできるだけ並列に配置する必要がある。このように、それは美しいだけでなく、インストールして、溶接するのも簡単です。大量生産が容易である。

(4) The components located at the edge of the 回路基板 は、通常、2 mmの縁から離れて2 mm以下である 回路基板. 最高の形 回路基板 長方形です. アスペクト比は3 : 2から4 : 3です. サイズ 回路基板 が200 x 150 mmより大きい, 機械的強度 回路基板 考慮すべき.

配線

配線の原理は以下の通りである。

（1）入出力端子に使用する配線は、隣接して並列しないようにしなければならない。フィードバック結合を避けるためにワイヤ間に接地線を加えることが最善である。

（2）プリント配線の最小幅は、ワイヤと絶縁基板との接着強度とそれに流れる電流値によって決まる。

（3）プリント導体の角部は、一般的に円弧状であり、高周波回路における電気的性能には、直角またはそれに含まれる角度が影響する。また、大面積銅箔を使用しないようにしてください。さもないと長時間加熱すると銅箔が膨張して落ちます。大面積銅箔を必要とする場合、格子形状を使用することが最も好ましい。これは、銅箔と基板との間の接着剤の加熱によって発生する揮発性ガスを除去するのに役立つ。

パッド

パッド（インライン装置）の中心孔は、デバイスリードの直径よりわずかに大きい。パッドが大きすぎると、偽の半田を形成することが容易である。パッドの外径Dは、一般に（d＋1.2）mm以上であり、dはリード径である。高密度デジタル回路では、パッドの最小直径は（D＋1.0）mmでよい。

PCBと回路の干渉対策

The anti-jamming design of the プリント回路基板 特定の回路と密接な関係がある. ヒア, PCBアンチジャミング設計の一般的な対策だけを説明した.

電源コード設計

According to the size of the プリント回路基板 カレント, 電力線の幅を大きくして、ループ抵抗を小さくしようとする. 同時に, データ伝送方向と一致する電源線と接地線の方向を作る, アンチノイズ能力を高めるのに役立つ.

ロットデザイン

接地線設計の原理は以下の通りである。

(1) The digital ground is separated from the analog ground. 論理回路と線形回路の両方があるなら 回路基板, できるだけ離されるべきだ. 低周波回路のグランドは、可能な限り単一の点で並列に接地されるべきである. 実際の配線が難しい場合, それは、部分的に直列に接続されて、それから並列に接地されることができます. The 高周波回路 直列に複数の点で接地されるべきである, 接地線は短くなければならない, そして、格子状の大面積の接地箔は、できるだけ高周波成分の周りで使用されるべきである.

2）接地線はできるだけ厚くする。接地線が非常にきつく線を使用する場合、接地電位は電流の変化によって変化し、それはアンチ・ノイズ性能を低下させる。したがって、接地線は、プリント基板上の許容電流を3回通過できるように厚くする必要がある。可能であれば、接地線は2～3 mm以上でなければならない。

（3）接地線は閉ループを形成する。ディジタル回路のみで構成されるプリント基板においては、接地回路のほとんどがループ状に配置され、耐ノイズ性が向上する。

デカップリングコンデンサ構成

従来のPCB設計方法の1つは、プリント基板の各キー部分に適切なデカップリングコンデンサを構成することである。デカップリングコンデンサの一般的な構成原理は以下の通りである。

（1）10〜100μFの電解コンデンサを電源投入する。可能であれば、100 UF以上に接続する方が良いです。

（2）原理的には、各集積回路チップは0.01μF〜0.1 UFのセラミックコンデンサを備える必要がある。プリント基板のギャップが十分でない場合、1〜10 pFのコンデンサを4～8チップごとに配置することができる。

（3）RAMやROMの記憶装置などのシャットダウン時に、耐ノイズ性が弱く、大きなパワーが変化するデバイスでは、電源ラインとチップの接地線との間にデカップリングコンデンサを直接接続する必要がある。

ビアデザイン

高速PCB設計では、一見単純なビアはしばしば回路の設計に大きな負の効果をもたらす。ビアの寄生効果による悪影響を低減するために、我々はデザインで最善を尽くすことができます。

1）コストと信号品質の両方を考慮し，サイズを通して妥当なサイズを選択する。例えば、6−10層のメモリモジュールのPCB設計の場合、10／20ミル（ドリル／パッド）ビアを使用する方がよい。いくつかの高密度小型ボードの場合は、8 / 18ミルのビアを使用しようとすることもできます。ホール.現在の技術的な条件下では、より小さなサイズのビアを使用することは困難である（穴の深さが穴の直径の6倍を超える場合、穴壁が銅で均一にメッキされることを保証することは不可能である）電源または接地のために、インピーダンスを減らすためにより大きなサイズを使用することを考慮する。

（2）PCBボード上の信号トレースの層を変えないようにしてください。

（3）電源とグランドのピンを近くに打ち込み、ビアとピンとの間のリード線をできるだけ短くする

（4）信号のための最寄りのループを提供するために信号変化層のビアの近くにいくつかの接地ビアを配置する。PCBボード上に多数の冗長グランドビアを配置することも可能である。

騒音・電磁妨害対策の経験

（1）高速チップの代わりに低速チップを用いることができる。キーチップで高速チップを使用

（2）抵抗器を直列に用いて制御回路の上下エッジのジャンプ率を低減することができる。

（3）RCセッティング電流減衰などのリレーに何らかの減衰を与えるようにする

（4）システム要件を満たす最低周波数クロックを用いる。

（5）クロックは、クロックを使用してデバイスにできるだけ近いはずである。水晶振動子のシェルは接地されるべきである。クロック領域は接地線で巻かなければならない。クロック線はできるだけ短いはずです。水晶の下で、または、雑音に敏感な装置の下でワイヤーを走らせないでください。クロック、バスおよびチップセレクト信号は、I／Oラインおよびコネクタから遠く離れていなければならない。I／O線に垂直なクロックラインはI／O線と平行なより少ない干渉を有する。

（6）使用しないゲート回路の入力端子を残してはならない。未使用のオペアンプの正入力端子は接地され、負の入力端子は出力端子に接続される。