精密PCB製造、高周波PCB、高速PCB、標準PCB、多層PCB、およびPCBアセンブリ。
Protel pcb DXPは、すべての設計ツールを統合した最初のボードレベル設計システムです。最初のプロジェクトモジュール計画から最終的な生産データまで、電子デザイナーは独自の設計方法を実現することができます。Protel DXPは最適化された設計ブラウザプラットフォーム上で動作し、現在のすべての先進的な設計機能を持ち、さまざまな複雑なPCBボード設計プロセスを処理することができる。Protel DXPは統合設計入力シミュレーション、PCB描画と編集、トポロジ自動配線、信号完全性分析と設計出力を通じて、全面的な設計ソリューションを提供する。
PCBボード設計の原則には、次の点があります。
1.PCBボードの選択
2.PCBボードサイズ
3.PCBボードコンポーネントのレイアウト
4.PCBボード配線
5.PCBボード接地
6.PCBボードの耐干渉性
7.PCBボードパッド
8、PCB板の大面積充填
9.PCBボードジャンパ
10.PCBボード上の高周波配線
protel pcbボードの選択
PCB板は通常銅被覆積層板から作られ、層の選択は電気性能、信頼性、加工要求と経済指標などの面から考慮しなければならない。一般的に使用される銅被覆積層板には、銅被覆フェノール紙積層板、銅被覆エポキシ紙積層板、銅被覆エポキシガラス布積層板、銅エポキシフェノールガラス布積層板、銅被覆ポリテトラフルオロエチレンガラスがある。エポキシガラスクロスは積層板や多層プリント配線板などに用いられる。材料によって積層板は異なる特性を持つ。エポキシ樹脂と銅箔は良好な接着性を有するため、銅箔の接着強度と動作温度は比較的高く、260°Cの溶融スズでは泡が立たない。エポキシ樹脂で含浸したガラスクロス積層板は湿気の影響を受けにくい。UHF回路基板は、銅被覆ポリテトラフルオロエチレンガラスクロス積層板であることが好ましい。難燃性を必要とする電子機器の中には、難燃性PCB板も必要である。これらのPCB板は難燃性樹脂を含浸した積層板である。
PCBボードサイズ
PCBボードの厚さは、PCBボードの機能、実装部品の重量、PCBボードソケットの仕様、PCBボードの外寸法及びその機械的荷重に基づいて決定しなければならない。主に十分な剛性と強度を保証しなければならない。
一般的なPCB板の厚さは：0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm、2.0 mmである。
コスト、銅膜線路長、耐ノイズ性を考慮すると、PCB板のサイズは小さいほど良い。しかし、PCB板のサイズが小さすぎると放熱が悪く、隣接する電線が邪魔になりやすい。PCBボードの生産コストはPCBボードの面積に関係している。面積が大きいほど、コストが高くなります。シャーシ付きPCBボードを設計する場合、PCBボードのサイズもシャーシ筐体のサイズによって制限されます。PCBボードのサイズを決定する前に、キャビネットのサイズを決定する必要があります。そうしないと、PCBボードのサイズを決定できません。通常、禁止配線層に指定されている配線範囲はPCBボードのサイズである。
PCBボードの最適な形状は矩形で、アスペクト比は3：2または4：3です。PCB板のサイズが200*150 mmより大きい場合は、PCB板の機械的強度を考慮しなければならない。つまり、PCBボードのサイズを決定する際には、メリットとデメリットを総合的に考慮しなければならない。
PCBボードアセンブリレイアウト
Protel DXPは自動的にレイアウトすることができますが、実際には、PCBコンポーネントのレイアウトはほとんど設計中に手動で行われています。PCBボードコンポーネントのレイアウトは通常、次の規則に従っています。
1.特殊部品レイアウト
特殊部材の配置は以下の点から考慮する：
1）高周波部品
高周波素子間の接続は短いほど好ましく、接続の分布パラメータと相互間の電磁干渉をできるだけ減少させ、干渉を受けやすい素子は近すぎるべきではない。入力コンポーネントと出力コンポーネント間の距離はできるだけ大きくしてください。
2）高電位差を有する部材
予期しない短絡が発生した場合に部品が破損しないように、高電位差を持つ部品と接続との距離を増やす必要があります。コーミング現象の発生を避けるためには、一般的に2000 V電位差間の銅膜線間の距離は2 mmより大きいことが要求されている。より高い電位差に対しては、距離を増やすべきである。高電圧のデバイスは、デバッグ中に容易に到達しない場所にできるだけ硬く置く必要があります。
3）重量が大きすぎる部品
このようなコンポーネントはブラケットで固定し、大型、大型、大量の熱を発生するコンポーネントはPCBに取り付けてはならない。
4）加熱及び感熱部材
注意して、加熱素子は感熱素子から離れなければならない。
5）調整可能なコンポーネント
ポテンショメータ、可変インダクタ、可変コンデンサ、マイクロスイッチなどの可変素子のレイアウトは、機械全体の構造要件を考慮しなければならない。機械内部で調整する場合は、調整しやすいPCBに置く必要があります。、その位置は、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。
6）回路基板取付孔とホルダ孔
PCBボードの取り付け穴とブラケットの取り付け穴は、これらの穴の近くに配線できないので、残しておく必要があります。
2.回路機能に応じたレイアウト
特別な要求がなければ、できるだけ原理図の素子配列に従って素子を配置し、信号は左から入り、右から出力し、上から入力し、下から出力する。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、信号の流れをよりスムーズにし、方向を一致させます。各機能回路を核心として、この核心回路をめぐって配置を行い、素子の配置は均一、整然と、コンパクトでなければならない。その原理は、各部品間のリード線と接続を減らすことと短縮することです。デジタル回路部はアナログ回路部とは別に配置されるべきである。
3.コンポーネントとPCBボードエッジ間の距離
すべてのコンポーネントはPCBボードエッジから3 mm以内に配置するか、少なくともPCBボードエッジからの距離はボードの厚さに等しくしてください。これは、大規模生産中の組立ラインプラグインとピーク溶接がガイド溝に提供されるべきであるためである。同時に、PCBのエッジが形状加工によって損傷し、銅膜線が破断し、無駄になるのを防ぐためでもある。PCB上の部品が多すぎて3 mmを超える必要がある場合は、PCB板の縁に3 mmの補助縁を追加し、補助縁にV字溝を開き、生産中に手で折ることができます。
4.コンポーネントの配置順序
まず、電源ソケット、LED、スイッチ、接続プラグなど、構造にぴったりの固定位置コンポーネントを配置します。次に、加熱部品、変圧器、集積回路などの特殊な部品を配置します。最後に抵抗器、コンデンサ、ダイオードなどの小さな部品を配置します。
PCBボード配線
PCBボードの配線規則は次のとおりです。
1）ケーブル長
銅膜回路はできるだけ短く、特に高周波回路でなければならない。銅膜線の角は丸みまたは斜角でなければならず、高周波回路と高配線密度の場合、直角または尖った角は電気性能に影響を与える。両面配線の場合、両側の導線は互いに垂直、対角または湾曲し、寄生容量を減らすために互いに平行にならないようにしなければならない。
2）線の幅
銅膜線の幅は、電気的特性を満たすことができ、生産しやすい基準に基づいていなければならない。その最小値は流れる電流に依存するが、通常は0.2 mmを下回ってはならない。板面積が十分に大きい限り、銅膜の線幅と間隔は0.3 mmが好ましい。通常、1 ~ 1.5 mmの線幅は2 Aの電流を流すことができる。例えば、アース線と電源線は1 mm以上の線幅を選択することが望ましい。2本の導線がICホルダパッド間に配線されている場合、パッドの直径は50ミル、線幅と線間隔は10ミルである。ワイヤをパッド間に配線する場合、パッドの直径は64ミル、線幅と線間隔は12ミルである。メトリックと英国製の間の変換に注意してください。100 mm=2.54 mmです。
3）行送り
隣接する銅膜線間の間隔は電気安全の要求を満たすべきであり、生産を容易にするために、間隔はできるだけ広くしなければならない。最小距離は、印加電圧のピーク値に少なくとも耐えることができる。配線密度が低い場合は、間隔はできるだけ大きくしてください。
4）シールドと接地
銅膜線の共通接地はできるだけ回路基板の縁に置くべきである。PCBボードにはアース線と同じ数の銅箔が残されており、これにより遮蔽能力を高めることができる。また、アース線の形状は、環状または網状であることが好ましい。多層PCBボードは内層を電源と接地の専用層とし、より良い遮蔽効果を発揮することができる。
PCBボード接地
1.接地共インピーダンス干渉
回路図上の接地線は回路中のゼロ電位を表し、回路中の他の点の共通参照点として使用される。実際の回路では、アース（銅膜線）インピーダンスの存在により、一般的なインピーダンス干渉が避けられない。結線時、接地記号を持つ点はランダムに接続できず、有害な結合をもたらし、回路の正常な動作に影響を与える可能性があります。
2.接地線を接続する方法
通常、電子システムでは、アース線は、システム、シャーシ（シールド）、デジタル（論理的）、アナログに分けられる。接地線を接続する際には、次の点に注意してください。
1）単点接地と多点接地を正しく選択する
低周波回路では、信号周波数は1 MHz未満であり、配線と素子間のインダクタンスは無視でき、接地回路の抵抗による電圧降下は回路に与える影響がより大きいため、単点接地を使用すべきである。信号周波数が10 MHzより大きい場合、接地インダクタンスの影響が大きく、近接多点接地方式を採用すべきである。信号周波数が1〜10 MHzの間である場合、単点接地方式を採用する場合、地線長は波長の1／20を超えてはならず、そうでなければ多点接地を採用すべきである。
2）分離されたデジタル接地とアナログ接地
PCBにはデジタル回路もアナログ回路もある。それらはできるだけ分離すべきであり、地線は混合すべきではありません。電源の接地端子に接続する必要があります（電源端子も個別に接続することが望ましい）。線形回路の面積を増やしてみましょう。一般的に、デジタル回路は強い耐干渉性を持っている。TTL回路のノイズマージンは0.4 ~ 0.6 Vである。CMOSデジタル回路のノイズマージンは電源電圧の0.3 ~ 0.45倍である。アナログ回路にマイクロボルトノイズがあれば、正常に動作するのに十分です。したがって、これら2種類の回路はそれぞれ配置と配線を行う必要があります。
3）接地線をできるだけ厚くする
接地線が細いと、接地電位は電流の変化に伴って変化し、電子系の信号が干渉され、特にアナログ回路部分であるため、接地線はできるだけ広く、一般的に3 mmより大きいべきである。
4）接地線を閉回路にする
PCB上にデジタル回路しかない場合、地線は回路を形成しなければならず、これにより干渉防止能力を大幅に高めることができる。PCBに多くの集積回路がある場合、接地線が細いと接地が大きくなるからです。電位差があり、環状接地線は接地抵抗を小さくすることができ、接地電位差を小さくすることができる。
5）同レベル回路の接地
同じレベルの回路の接地点はできるだけ近くにし、そのレベルの回路の電力フィルタキャパシタもそのレベルの接地点に接続しなければならない。
6）汎用接地線の接続
主接地線は、高周波、中間周波、低周波の順に厳格に弱電から強電に接続しなければならない。高周波部分は、良好な遮蔽効果を確保するために、広い面積のサラウンドアースを使用することが望ましい。
PCBボードの耐干渉性
マイクロプロセッサを備えた電子システムに対して、耐干渉性と電磁互換性は設計過程で考慮しなければならない問題であり、特にクロック周波数が高く、バス周期が速いシステムに対して、高出力及び大電流駆動回路を有するシステム、および弱いシミュレーション。信号及び高精度A／D変換回路システム。システムの抗電磁干渉能力を高めるために、以下の措置を考慮すべきである：
1）クロック周波数の低いマイクロプロセッサの選択
コントローラの性能が要求を満たす限り、クロック周波数は低い方が良い。低クロックはノイズを効果的に低減し、システムの耐干渉性を高めることができる。方形波は様々な周波数成分を含むため、その高周波成分はノイズ源になりやすい。一般に、クロック周波数が3倍の高周波ノイズが最も危険である。
2）信号伝送における歪みの低減
高速信号（高信号周波＝高速立ち上がりエッジと立ち下がりエッジを有する信号）が銅膜線上を伝送すると、銅膜線のインダクタンスと容量の影響により信号が歪む。歪みが大きすぎると、信号が歪む。システムの動作が信頼できない。一般的に、PCB上の信号伝送のための銅膜線は短いほど良く、ビアの数は少ないほど良いことが要求されている。典型的な値：長さは25 cmを超えず、ビアの数は2つを超えない。
3）信号間の交差干渉を低減する
信号線にパルス信号があると、入力インピーダンスの高い別の弱い信号線と干渉します。その際、弱信号を囲むように接地輪郭線を増やしたり、線間の距離を増やしたりすることで、電力と接地レベルを増やすことで異なるレベル間の干渉を解決することができる。
4）電源のノイズを低減
電源がシステムにエネルギーを供給すると、電源システムにもノイズが増加します。システム内のリセット、割り込み、その他の制御信号は、外部ノイズに最も干渉されやすい。したがって、電源からのこれらのノイズをフィルタリングするためにコンデンサを適切に追加する必要があります。
5）PCBボードと素子の高周波特性に注意する
高周波の場合、PCB上の銅膜線、パッド、ビア、抵抗器、コンデンサ、コネクタの分布インダクタンスと容量は無視できない。これらの分布インダクタンスと容量の影響により、銅膜線の長さが信号またはノイズ波長の1/20の場合、アンテナ効果が発生し、内部に電磁干渉をもたらし、外部に電磁波を放射する。通常の場合、ビアとパッドは0.6 pFの容量を発生し、集積回路パッケージは2 ~ 6 pFの容量を発生し、PCBボードコネクタは520 mHのインダクタンスを発生し、DIP-24ソケットは18 nHのインダクタンスを有し、これらの容量とインダクタンスは低クロック周波数の回路に影響を与えず、高クロック周波の回線に注意しなければならない。
6）部品の配置は合理的に区分すべきである
回路基板上の素子の位置は、電磁干渉防止の問題を十分に考慮しなければならない。その一つの原則は、様々な部品間の銅膜線ができるだけ短くなければならないことである。レイアウトでは、アナログ回路、デジタル回路、および大きなノイズを発生させる回路（リレー、大電流スイッチなど）が合理的に分離され、相互に接続されるべきである。信号結合が最小である。
7）接地線の処理
前述の単一点接地または多点接地方法に従って接地線を処理する。アナログ地、デジタル地、および大電力デバイス地をそれぞれ接続し、電源の接地点に集めます。PCB外部のリード線はシールド線を使用している。高周波とデジタル信号の場合、シールドケーブルの両端は接地されている必要があります。低周波アナログ信号では、通常、シングルエンド接地が使用される。ノイズや干渉に非常に敏感な回路や特に高周波ノイズの回路は金属遮蔽を使用しなければならない。
8）デカップリングコンデンサ
セラミックコンデンサまたは多層セラミックコンデンサはデカップリングコンデンサに対してより良い高周波特性を有する。PCBボードを設計するには、各集積回路の電源と接地との間にデカップリングキャパシタを追加する必要があります。デカップリングコンデンサには2つの機能があります。一方、これは集積回路の蓄電容量であり、集積回路をオンとオフにした瞬間に充電と放電エネルギーを提供し、吸収する。一方、デバイスが発生する高周波ノイズをバイパスしています。デジタル回路における典型的なデカップリングキャパシタは0.1°Fであり、このようなキャパシタは
5 nHの分散インダクタンスは10 MHz以下のノイズに対してより良いデカップリング効果を持つことができる。一般に、0.01 ~ 0.1°Fのコンデンサを選択することができる。
通常、10°F未満の充放電キャパシタを10個の集積回路に1個追加する必要がある。また、電源端子と回路基板の4つの角の間に10 ~ 100°Fのキャパシタを接続する必要があります。
PCBボードパッド
パッド寸法：パッドの内孔寸法は、素子リードの直径と公差寸法、及び錫めっき層の厚さ、孔径公差と孔金属化めっき層の厚さから考慮しなければならない。通常、金属ピンの直径には、パッド内孔として0.2 mmの直径が加えられている。例えば、抵抗器の金属ピン直径が0.5 mm、パッド孔の直径が0.7 mm、パッド外径がパッド直径に1.2 mm、最小値がパッド直径に1.0 mmを加えるべきである。パッド直径が1.5 mmの場合、パッドのはく離強度を高めるために、四角形パッドを使用することができる。孔径が0.4 mm未満のガスケット、ガスケット外径/ガスケット孔径=0.5 ~ 3。孔径が2 mmより大きいガスケットについては、ガスケット外径/ガスケット孔径=1.5 ~ 2である。
一般的なパッドサイズ：
陸孔直径/mm
0.4;0.5;0.6;0.8;1.0;1.2;1.6;2
スペーサ外径/mm
1.5;1.5;2.0;2.0;2.5;3.0;3.5;4.
スペーサーを設計する際の注意事項は次の通りです。
1）加工中にパッドを損傷しないように、パッド孔縁とPCB板縁との距離は1 mm以上であること。
2）マットに涙があふれている。ボンディングパッドに接続されている銅膜線が薄い場合、ボンディングパッドと銅膜線との間の接続は涙滴の形に設計されなければならない。これにより、ボンディングパッドは容易にはがれない。銅膜線とボンディングパッドとの間の接続は容易に切断できない。
3）隣接するパッドは鋭角にならないようにしてください。
PCB板の大面積充填
PCBに大面積充填を行うには2つの目的がある。1つは放熱であり、もう1つは遮蔽を使用して干渉を低減することである。この領域には、メッシュ状に塗りつぶされるようにウィンドウが埋め込まれています。銅コーティングを使用することで、耐干渉性を達成することもでき、銅コーティングはパッドを自動的にバイパスしてアースに接続することができます。
PCBボードジャンパ
片面PCB板の設計では、銅膜の一部が接続できない場合、通常の方法はジャンパ線を使用する。ジャンパ線の長さは以下のように選択しなければならない：6 mm、8 mmと10 mm。
PCBボード高周波配線
高周波PCBボードの設計をより合理的にし、より良い耐干渉性能を持つために、PCBボードを設計する際に以下のいくつかの方面を考慮しなければならない：
1）合理的な選択層数
電源と接地層として中間内面を使用することで遮蔽作用を発揮し、寄生インダクタンスを効果的に低減し、信号線の長さを短縮し、信号間の交差干渉を低減することができる。一般に、4層板は2層板20 dBよりも低いノイズを有する。
2）配線方法
配線は45°の角度で回転しなければならず、これにより高周波信号の送信とそれらの間の結合を低減することができる。
3）ケーブル長
トレースの長さは短いほど良く、2本のライン間の平行距離は短いほど良い。
4）ビア数
貫通孔の数は小さいほどよい。
5）層間配線方向
レイヤーとレイヤーの間の配線方向は垂直でなければなりません。つまり、最上層は水平方向、下層は垂直方向であり、信号間の干渉を減らすことができます。
6）銅コーティング
接地銅を増やすことで信号間の干渉を減らすことができる。
7）土地パッケージ
重要な信号線路をカプセル化処理することで、信号の耐干渉能力を大幅に高めることができる。もちろん、干渉源を他の信号と干渉しないようにカプセル化してもよい。
8）信号線
信号配線はループ化できず、デイジーチェーン方式で配線する必要がある。
9）デカップリングコンデンサ
集積回路の電源端子にデカップリングコンデンサを接続する。
10）高周波チョークコイル
デジタル接地、アナログ接地などが共通接地に接続されている場合は、通常は中心孔の導線を通る高周波フェライト磁石ビーズである高周波チョーク装置が接続されるべきである。
