PCB技術 - PCB設計要点の概要

現在の社会では、大量の電子製品が私たちの日常の仕事と生活の中で広く応用されているため、その信頼性は保証されなければならないが、多くの電子システムと設備はプリント基板を通じて合理的なPCB設計原則図を持っていなければならず、正確なプリント基板は根本的にその信頼性を高めることができない。例えば、2本の印刷の細い平行線が非常に近い場合、信号波形は遅延され、最終的には端末装置に大量の反射ノイズが形成される。

一、アース線の設計要点

電気設備における干渉問題の多くは正確な遮蔽と合理的な接地によって解決できるため、接地設計の仕事に十分な重視を与えなければならない。接地システムは4つの部分から構成されている：アナログ接地、デジタル接地、シャーシ接地とシステム接地。デジタル地は論理地とも呼ばれ、シャーシ地はシールド地とも呼ばれる。次に、接地設計で注意すべき点をいくつか紹介します。

1.接地方式を合理的に選択する

通常は2つの接地方式があり、多点接地と単点接地があるので、合理的な選択をしなければなりません。設備の動作周波数が10 MHzを超える場合、アースインピーダンスが大きすぎるため、設備の正常な運行に不利な影響を与えることはありません。できるだけ多くの接地点を選択して、アースインピーダンスを下げる目的を達成すべきです。同様に、回路の動作周波数が1 MHz未満の場合は、形成される循環電流の影響が干渉するのを防ぐために、接地方法を少し取らなければなりません。したがって、波長が地線長の20倍以内である場合、動作周波数が1〜10 MHzの回路は多点接地することができ、そうでなければ単点接地する必要がある。

2.分離アナログとデジタル回路

回路基板は非常に複雑で、上には線形回路もあれば、指示論理回路もあるので、両者が混同しないように分離し、電源端子を接地することで混在接続を回避する必要があります。同時に、線形回路の接地面積をできるだけ拡大しなければならない。

3.太い接地線を選択

細い接地線を選択する場合、電流の変化を引き起こして接地電位の変化を駆動し、最終的に電子機器が安定して動作しないことを招き、その耐ノイズ性能を大幅に低下させる。そのため、より厚い接地線を選択し、デバイス信号を安定させるために許容電流を増やす必要があります。条件が許す場合は、幅が3 mm以上の電線を選択します。

二、電磁互換性の設計要点

電子機器の動作環境は複雑で変化が多いため、他の電子機器への電磁干渉を減らすためには、より良い電磁環境適応性が求められています。これには電磁互換性に対応した設計が必要なので、電子機器の電磁互換性設計も私たちの仕事の重点の一つです。

1.正しい配線方法の選択

PCBレイアウトでは、平行配線を使用する方法はワイヤのインダクタンスを大幅に低下させることができますが、これによりワイヤ間の分布容量と相互インダクタンスが増加するため、条件が許すならば、配線時に井戸端形状を使用することができます。具体的な配線方法は、プリント基板の両側に異なる配線方法を採用し、片側が垂直で、他方側が水平で、交差孔に金属化孔を使用して接続することです。プリント基板の導線間にはまだクロストークがあるので、クロストークが発生しない場合は長距離並列配線を制御しなければなりません。

2.正しいワイヤ幅を選択します。頻繁な衝撃と干渉のため、電線を印刷する際に過渡電流を制御する必要があります。主な方法は、ワイヤを印刷する際にインダクタンスを制御することです。インダクタンスの大きさは電線の幅に反比例し、倒置外観の長さに比例するので、できるだけ太い短い電線を選ぶべきで、それらは干渉を抑制する上で非常に有効である。バスドライバ、ラインドライバ、クロックリードの信号は通常非常に大きな付帯電流を持つため、上記の回線を選択する際には短いリードを選択する必要があります。それらの集積回路については、ワイヤの幅を1 ~ 0.2 mm、ディスクリート素子回路については1.5 mm程度に制御すべきである。

第三に、回路基板上のコンポーネントと寸法の設計上のポイント

プリント基板のサイズは適切でなければならない。大きすぎると、プリント配線が長くなり、インピーダンスが増加し、ノイズ抵抗が低下するだけでなく、コストも増加します。デバイスレイアウトでは、他の論理回路と同様に、相互に関連するデバイスはできるだけ近くに配置して、より良好なノイズ耐性効果を得る必要があります。クロックジェネレータ、水晶発振器、CPUクロック入力端子はいずれもノイズを発生しやすいので、より近くにあるべきです。非常に重要なのは、ノイズの影響を受けやすいデバイス、低電流回路、高電流回路はできるだけ論理回路から離れなければならないことです。可能であれば、別の回路基板を作成する必要があります。

四、放熱設計のポイント

放熱に有利な角度から見ると、印刷板は直立して設置することが好ましく、板と板の間の距離は2センチ以上ではなく、印刷板上の設備の配置は一定の規則に従うべきである：

自由対流空気冷却を使用する装置には、集積回路（または他の装置）を垂直に配置することが好ましい。強制空冷を使用する装置には、集積回路（または他の装置）を水平に配置することが好ましい。

同じプリント基板上の装置は、その熱値と放熱度に応じてできるだけ配置しなければならない。熱値が小さいまたは耐熱性が悪いデバイス（例えば、小信号トランジスタ、小規模集積回路、電解コンデンサなど）ww.pcbwork.net）は冷却ガス流の上部（入口）に配置され、熱または耐熱性が高いデバイス（例えば、パワートランジスタ、大型集積回路など）は冷却ガス流の最下流に配置される。水平方向において、大出力デバイスはできるだけプリント基板の縁に近づき、伝熱経路を短縮する。垂直方向において、大出力デバイスはできるだけプリント基板の上部に近くに配置され、これらのデバイスが他のデバイスの温度に与える影響を低減する。

温度感受性デバイスは、デバイスの下部など、最も温度の低い領域に配置することが好ましい。加熱装置の上に直接置かないでください。複数のデバイスを水平面に交互に配置することが望ましい。

印刷回路基板の設備における放熱は主に気流に依存するため、設計時に気流経路を研究し、設備または印刷回路基板を合理的に配置する必要がある。空気が流れると、抵抗の低い場所を常に流れる傾向があります。そのため、多くのPCB工場はプリント基板上のデバイスを配置する際に、ある領域に大きな空域を残すことを避けるべきである。