PCB技術 - 多層PCBボードを簡単に設計する方法を教えます

PCB多層基板は特殊なプリント基板であり、その存在の「場所」は一般的に特殊であり、例えば、PCB多層基板は回路基板に存在する。この多層板は機械が様々な回路を伝導するのに役立つ。それだけでなく、電気がぶつからないように絶縁作用もあり、非常に安全です。より高性能なPCB多層板を得るには、慎重に設計する必要があります。そして、PCB多層板の設計方法を説明します。

PCB多層設計：

1.板材の形状、寸法及び層数の決定

どのプリント基板にも、他の構造部品との嵌合性に問題がある。そのため、プリント基板の形状とサイズは製品構造に基づいていなければならない。しかし、生産技術の角度から見ると、それはできるだけ簡単で、一般的には縦横比があまり広くない矩形で、組み立てが便利で、生産効率を高めて、労働力コストを下げます。

階層数は、回路性能、回路基板サイズ、および回路密度の要件に基づいて決定する必要があります。多層プリント配線板では、4層板と6層板の使用が最も広範である。4層板を例にとると、2つの導体層（素子表面と溶接表面）、1つの電源層と1つの接地層があります。

多層板の層は対称であるべきであり、好ましくは偶数の銅層、すなわち4、6、8などである。

積層非対称のため、板表面は反りやすいが、特に表面に貼り付けられた多層板については、より注意すべきである。

2.コンポーネントの位置と方向

素子の位置と配置方向は、まず回路の方向に適応するために回路原理から考慮しなければならない。レイアウトが適切かどうかは、特に高周波アナログ回路の場合、プリント基板の性能に直接影響します。明らかに、設備の位置と配置の要求はもっと厳しい。

ある意味では、部品の合理的な配置はプリント基板設計の成功を予告している。そのため、プリント基板のレイアウトを開始し、全体のレイアウトを決定する際には、回路原理を詳細に分析し、まず大型IC、大電力管、信号源などの特殊な要素の位置を決定し、それから他の要素を配置し、干渉の原因となる可能性がある要素をできるだけ回避しなければならない。

一方、プリント基板の全体構成を考慮して、素子配列のばらつきや無秩序を回避すべきである。これはプリント基板の見栄えに影響するだけでなく、組み立てやメンテナンス作業にも多くの不便をもたらしています。

3.線路レイアウトと配線面積要件

通常、多層プリント基板配線は回路機能に基づいて行われる。外層配線の場合は、溶接表面にマルチ配線が必要であり、素子表面に少ない配線が必要であり、これはプリント基板のメンテナンスとトラブルシューティングに有利である。

干渉を受けやすい細く密集した電線と信号線は、通常、内層に配置されている。大面積の銅箔は内層と外層により均一に分布しなければならず、これは回路基板の反りを減らし、めっき中の表面をより均一にするのに役立ちます。

形状加工が機械加工中に印刷配線を損傷し、層間短絡を引き起こすことを防止するために、内層と外層配線領域の導電パターン間の距離は板縁の50ミルよりも大きくなければならない。

4.ワイヤ方向とワイヤ幅の要件

多層基板配線では、電源層、接地層、信号層を分離して、電源、接地、信号間の干渉を減らす必要があります。

プリント基板の2つの隣接する層の線は、基板層間の結合と干渉を低減するために、平行線ではなく対角線または曲線にできるだけ垂直にするか、平行線に従う必要があります。電線はできるだけ短く、特に小さな信号回路に対しては、電線が短いほど抵抗が小さく、干渉が小さくなるべきである。

同じレイヤー上の信号線については、方向を変えるときに尖った角を避ける必要があります。電線の幅は回路の電流とインピーダンスの要求に基づいて決定しなければならない。電源入力ケーブルは大きく、信号ケーブルは比較的小さくすることができます。

一般的なデジタルボードでは、電源入力線幅は50〜80ミル、信号線幅は6〜10ミルとすることができる。

線幅：0.5、1、0、1.5、2.0、

許容電流：0.8、2.0、2.5、1.9、

線抵抗：0.7、0.41、0.31、0.25、

配線する際には、配線幅ができるだけ一致し、配線が急に太くなるのと急に細くなるのを避けることにも注意しなければならない。これはインピーダンス整合に有利である。

5.ドリル寸法とパッキン要求

多層板上の構成部品の穴の寸法は、選択した構成部品のピンの寸法に関係しています。穴が小さすぎると、設備の組み立てと溶接に影響します。穴が大きすぎると、溶接時に溶接点が不足します。一般的に、PCB素子の穴径とパッドサイズの計算方法は：

a.素子孔径＝素子ピン径（または対角線）＋（10½30 mil）

b.素子パッド径−素子孔径+18 mil

貫通孔の直径は、主に完成品の板の厚さに依存します。高密度多層板の場合は、通常、開口部5:1の板厚の範囲内に制御する必要があります。

スルーホールマットの計算方法は、スルーホールマット直径（VIAPAD）-スルーホール直径+12 mil

6.給電層、地層区分及び花孔要求

多層プリント配線基板には、少なくとも1つの電源層と1つの接地層があります。プリント基板上のすべての電圧は同じ電源層に接続されているため、電源層を分割して分離する必要があります。分離線の寸法は通常、20〜80 mil線幅である。電圧が超高く、分離線が太い。

溶接孔と電源層と接地層との接続の信頼性を高めるために、溶接中の大面積の金属吸熱を減らすために、接続板は花孔形状に設計されなければならない。

スペーサー孔径――ドリル+20 ml

7.安全許可要件

安全距離の設定は電気安全の要求に適合しなければならない。一般的に、外導体の最小間隔は4ミルより小さくてはならず、内導体の最小間隔は4ミルより小さくてはならない。配線可能な場合は、基板の製造過程における良率を高め、完成品の基板故障の危険性を減らすために、できるだけ間隔を大きくしなければならない。

8.全板の耐干渉能力を高める要求

多層プリント基板の設計では、回路基板全体の耐干渉性にも注意しなければならない。一般的な方法は次のとおりです。

a.各ICの電源と接地付近にフィルタコンデンサを追加する。容量は一般的に473または104です。

b.プリント基板上の敏感な信号に対しては、付属のシールド線を単独で追加し、信号源付近の配線はできるだけ少なくしなければならない。

c.合理的な接地点を選択する。

PCB多層板の設計方法は周知でなければならないが、彼らはこの多層板のパラメータが何であるかを知らない。PCB多層板の最小孔径は一般的に0.4 mmである。PCBボードを設計するときは、その厚さとサイズを電気製品に適した範囲に調整しなければなりません。大きすぎるのはよくない、小さすぎるのはよくない。表面処理を行う場合は、必ず電気メッキの方法を選択しなければならない。そうしないと絶縁性能がなくなる可能性がある。