PCB技術 - PCB原理と耐干渉対策とは

プリント基板の設計原理と耐干渉性対策プリント基板（PCBS）は、電子製品における回路部品の支持部材である。回路アセンブリとデバイス間の電気的接続を提供します。電力技術の急速な発展に伴い、PGBの密度は増加している。PCBの設計はその耐干渉性に大きな影響を与える。したがって、PCB設計を行う場合。

PCB設計の一般的な原則に従い、耐干渉設計の要求を満たさなければならない。

PCB設計の一般的な原則最適な電子回路性能を得るためには、素子の構造と導線の配置が非常に重要である。品質が良く、低コストなプリント配線基板を設計するために。

次の一般的な原則に従う必要があります。

1.レイアウトまず、PCBのサイズを考慮します。PCBサイズが大きすぎると、印刷回路が長くなり、インピーダンスが増加し、ノイズ耐性が低下し、コストも増加します。PCBサイズが小さすぎると放熱が悪く、隣接する回路が干渉しやすい。PCBサイズを確定後。次に、特殊部品の位置を決定します。

最後に、回路の機能ユニットに基づいて、回路のすべてのコンポーネントを配列します。

特殊部品の位置を決定する際には、（1）高周波部品間の接続をできるだけ短くし、その分布パラメータと相互電磁干渉を最小限に抑える原則に従うべきである。

干渉しやすいコンポーネント間は近づきすぎず、入力コンポーネントと出力コンポーネントはできるだけ離れてください。（2）一部の部品や導体の間には高電位差がある可能性があり、予期せぬ短絡を避けるために、それらの間の距離を増やすべきである。

高圧素子はできるだけ手動で調整するときに触れにくい場所に配置しなければならない。（3）重量が15 gを超える部品はブラケットで固定し、溶接を行う。それらの大きくて重い部品の熱はプリント基板に取り付けられるべきではなく、機械の底に取り付けられ、放熱の問題を考慮しなければならない。

加熱要素は加熱要素から離れなければならない。（4）ポテンショメータ、可変インダクタンスコイル、可変コンデンサ、マイクロスイッチなどの可変素子の配置は、機械全体の構造要求を考慮しなければならない。

機械の内部で調整を行う場合は、位置調整が容易になるようにプリントボードの上に置く必要があります。マシンの外部で調整する場合は、シャーシパネルの調整つまみの位置に対応している必要があります。

（5）プリントレンチ位置決め穴と固定ブラケットが占有する位置は横に置くべきである。回路の機能ユニットによる。

回路のすべてのコンポーネントを配置する場合は、次の原則を満たす必要があります。

（1）回路の流れに基づいて各機能回路ユニットの位置を配置し、レイアウトを信号の流れを容易にし、できるだけ同じ方向に信号を保持する。（2）各機能回路のコア部品を中心として、その周囲に配置し、部品はPCB上に均一、整然と、コンパクトに配置しなければならない。

部品間のリード線と接続を最小限に抑えます。（3）高周波で動作する回路は、コンポーネント間の分配パラメータを考慮しなければならない。汎用回路はできるだけ部品を並列に接続しなければならない。そうすれば、それは美しいだけではありません。取り付けと溶接が容易です。

大規模な生産が容易である。（4）部品は回路基板のエッジに位置し、一般的には回路基板のエッジから2 mm以上離れている。回路基板の最適な形状は矩形である。アスペクト比は3:2～4:3です。回路基板の表面寸法が200 x 150 mmより大きい場合。回路基板の機械的強度を考慮しなければならない。

2.配線

配線原理は以下の通りである：（1）入出力端子に使用する電線はできるだけ隣接する並列接続を避けるべきである。

接地線間に配線を追加して、フィードバック結合を回避することが望ましい。（2）プリント配線の最小幅は、主に配線と絶縁基板との結合強度及びそれらを流れる電流値に依存する。銅箔の厚さが0.05 mm、幅が1 ~ 15 mmの場合。2 A電流の場合、温度は3°Cを超えないので、線幅は1.5 mmで要求を満たす。集積回路、特にデジタル回路については、通常0.02 ~ 0.3 mmの線幅が選択される。もちろん、できるだけ広い線を使用してください。特に電源ケーブルとアース線。最悪の場合、ワイヤの最小間隔は主にワイヤ間の絶縁抵抗と破壊電圧によって決定される。

集積回路、特にデジタル回路については、プロセスが許す限り、間隔を5 ~ 8 mmに小さくすることができる。（3）コーナーの印刷線は通常円弧状であり、高周波回路の直角または角度は電気性能に影響を与える。また、大面積の銅箔を使用しないようにしてください。そうしないと。長時間加熱すると銅箔が膨張して脱落する可能性が高い。大面積の銅箔を使用しなければならない場合は、格子形状を使用することが望ましい。

これは、銅箔と基板との間の接着剤の熱から揮発性ガスを除去するのに役立つ。

3、溶接板パッドの中心孔はデバイスリードの直径よりやや大きい。溶接板が大きすぎると、仮溶接ビードが形成されやすい。スペーサの外径dは、典型的には（d＋1.2）mm以上であり、ここでdはガイド孔である。

高密度デジタル回路では、パッドの最小直径は理想的な（d＋1.0）mmである。

PCB及び回路の耐干渉対策

プリント基板の耐干渉設計は特定の回路と密接に関連しており、ここではPCBの耐干渉設計によく使われるいくつかの措置について説明するだけである。

1.電源線の設計回路抵抗を低減するために、プリント基板の電流に応じて、電源線の幅をできるだけ大きくしなければならない。

同時に、電源線、アース線、データ伝送の方向が同じであり、ノイズ耐性の向上に役立ちます。

2.アース線設計

地線の設計原則は、（1）デジタル地線とアナログ地線を分離することである。回路基板に論理回路と線形回路がある場合は、できるだけ分離しなければなりません。低周波回路はできるだけ単点を使用して接地しなければならない。実際に配線するのが難しい場合は、その一部を接続して接地することができます。

高周波回路は多点直列接地し、接地線は短くてリースし、高周波素子はできるだけ大面積格子で撮影すべきである。（2）接地線はできるだけ厚くしなければならない。接地線に細い形状のワイヤを用いると、電流の変化に伴って接地電位が変化し、耐ノイズ性能が低下する。そのため、接地線はプリント基板上の許容電流の3倍を通過できるように厚くしなければならない。

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）接地線は閉回路を形成する。

ほとんどのデジタル回路のみからなるプリント基板とその接地回路は、リングを形成することによりノイズ耐性を高めることができる。

3.デカップリングコンデンサの構成

PCB設計の一般的なやり方は、プリント基板の各重要な部分に適切なデカップリングキャパシタを配置することである。

デカップリングコンデンサの一般的な構成原則は、（1）電源入力端子に10〜100 ufの電解コンデンサを跨ぐことである。できれば100度を超えたほうがいい。

（2）原則として、各ICチップに0.01 pFのセラミックコンデンサを設置しなければならない。プリント基板のギャップが不足している場合は、4〜8チップごとに1〜10 pfのコンデンサを設けることができる。

（3）ノイズ耐性が弱く、シャットダウン時に電力変化が大きい装置、例えばRAMとROM記憶装置に対して、デカップリングコンデンサは電源線とチップのアース線の間に直接接続しなければならない。

（4）キャパシタリードは長すぎてはならない、特に高周波バイパスキャパシタについて。

また、（1）プリント基板にコンタクト、リレー、ボタンなどの部品がある場合にも注意してください。これらを操作すると、大きな火花放電が発生し、図に示すRC回路を用いて放電電流を吸収しなければならない。通常、Rは1 ~ 2 k、cは2.2 ~ 47 uf必要である。（2）CMOSは高入力インピーダンスを有し、かつセンシングが可能であるため、使用終了時に接地または挿入する。