PCB技術 - pcbボード設計における配線規則

PCBボード設計では、配線は製品設計を完了する重要なステップです。前の準備はすべてそれのために行われていると言えます。PCBボード設計全体の中で、配線設計プロセスは最も厳格で、スキルは最小で、作業量は最大です。PCBボード配線には、片面配線、両面配線、多層配線があります。PCBボード配線には、自動配線と対話型配線の2つの方法があります。自動配線の前に、より厳しい要件に対応するために、対話型プリ配線を使用することができます。入力端と出力端のエッジ線は反射干渉を避けるために隣接平行を避け、必要に応じて接地を増やすべきである。隣接する2層の配線は互いに垂直であるべきであり、並列接続された寄生結合を招きやすい。

PCBボードの自動配線のレイアウト率は、良好なPCBボードレイアウトに依存します。配線規則は、曲げ回数、ビア数、ステップ数などを含む事前に設定することができます。通常、反り配線を探索し、短導線を迅速に接続した後、ラビリンス配線を行います。まず、大域配線経路に対して敷設する配線を最適化します。必要に応じてルーティングされたワイヤを切断し、再試行することができます。全体的な効果を高めるために配線します。

現在の高密度PCBボードの設計はスルーホールが適切ではなく、多くの貴重な配線チャネルを浪費している。この問題を解決するために、盲孔と埋孔技術が登場した。ビアリングの役割を果たすだけでなく、多くの配線チャネルを節約し、配線プロセスをよりスムーズに、より完全にすることができます。PCBボードの設計プロセスは複雑で簡単なプロセスです。もしあなたがそれをマスターしたいならば、あなたは依然として電子工学デザイナーが彼らの経験を体験し、総括する必要があります。

1.電源とアースの処理

PCBボード全体の設計では、配線がよく完成していても、電源とアースの考慮が適切でないことによる干渉が製品の性能を低下させ、製品の成功率に影響を与えることもあります。そのため、電源とアース線の配線に真剣に対応し、電源とアース線によるノイズ干渉をできるだけ減らし、製品の品質を確保しなければならない。

エレクトロニクス製品の設計に携わっている各エンジニアは、アース線と電源線の間のノイズの原因を理解しており、現在ではノイズを減らすための抑制方法のみを紹介しています。電源とグランドとの間にデカップリングキャパシタを追加することはよく知られている。電源線と接地線の幅をできるだけ広くし、電源線より接地線の方が広いことが好ましく、その関係は：接地線＞電源線＞信号線であり、通常信号線の幅は：0.2稜0.3 mm、最小幅は0.05稜0.07 mm、電源線は1.2稜2.5 mmに達することができる。デジタル回路のPCBについては、広い接地線を用いて回路を形成することができ、すなわち接地網を形成して使用することができ（アナログ回路の接地はこのように使用することはできない）、大面積の銅層を接地対導線として使用し、プリント基板上の未使用の場所を接地線として地上に接続することができる。あるいは多層板を作ることができ、電源線とアース線がそれぞれ1階を占めている。

2.デジタル回路とアナログ回路の共通接地処理

現在、多くのPCBボードは単一の機能回路（デジタルまたはアナログ回路）ではなく、デジタル回路とアナログ回路の混合から構成されています。したがって、PCBボードを設計および配線する際には、それらの間の相互干渉、特に地線へのノイズ干渉を考慮する必要がある。デジタル回路は周波数が高く、アナログ回路の感度が高い。信号線の場合、高周波信号線はできるだけ敏感なアナログ回路素子から離れなければならない。アース線の場合、PCBボード全体は外部と1つのノードしかないので、PCBボード内部でデジタルとアナログの共通接地の問題を処理する必要があります。PCBボードでは、実際にはデジタル的にアナログ的に分離されており、それらは相互に接続されているのではなく、プラグなどのPCBボードと外部とのインタフェースを接続している。デジタル接地とアナログ接地の間に短絡接続がある。接続点は1つしかないことに注意してください。PCBボードには非共通接地もあり、これはシステム設計によって決定される。

3.信号線を電気（地層）層に敷設する

多層PCB基板を配線する場合、信号線層に敷設されていない導線が多くないため、より多くの層を追加すると無駄になり、一定の生産作業量も増加し、コストも増加する。この矛盾を解決するために、電気（接地）層に配線することが考えられる。

まず電源層を考慮し、次に接地層を考慮しなければならない。地層の完全性を保つことが望ましいからだ。

4.大面積ワイヤ接続脚の処理

大面積接地（電気）では、一般的な部品の脚はすべて接続されています。脚を接続する処理は総合的に考慮する必要があります。電気的性質の点では、素子ピンのパッドを銅表面に接続することが好ましい。部品の溶接と組み立ての過程で、次のような望ましくない危険性があります。溶接要件

高出力ヒーター。2.虚溶接が発生しやすい。そのため、電気的性能とプロセス要件は、断熱板と呼ばれ、通常はサーマルパッドと呼ばれ、溶接中に断面熱が多すぎるために仮想溶接点が発生する可能性があります。性別は大幅に低下します。多層PCBボードの電源（接地）ピンの処理は同じです。

5.PCBボード配線におけるネットワークシステムの役割

多くのCADシステムでは、PCBレイアウトはネットワークシステムによって決定される。グリッドが密集しすぎて、パスは増加しましたが、ステップサイズが小さすぎて、現場のデータ量が大きすぎます。これは必然的に設備の記憶空間とコンピュータに基づく電子製品の計算速度に対してもっと高い要求を出すことができます。影響が大きい。一部のパスは、アセンブリ脚のパッドや取り付け穴、固定穴によって占有されるパスなど、無効です。疎すぎるメッシュと少なすぎるチャネルは、分布速度に大きな影響を与えます。したがって、配線をサポートするためには、間隔がよく、合理的なメッシュシステムが必要です。

標準コンポーネントの2本の脚間の距離は0.1インチ（2.54 mm）であるため、メッシュシステムの基本は通常0.1インチ（2.5 mm）または0.1インチ未満の整数倍、例えば0.05インチ、0.025インチ、0.02インチなどに設定されています。

6.設計規則検査（DRC）

PCBボード配線設計が完了したら、配線設計がデザイナーが制定した規則に合っているかどうかをよくチェックするとともに、制定した規則がPCBボード生産技術の要求に合っているかどうかを確認する必要がある。一般的な検査には、次の点があります。

（1）線路と線路、線路と部品マット、線路と貫通孔、部品マットと貫通孔及び貫通孔と貫通孔の間の距離が合理的であるか、生産要求を満たすか。

（2）電源線とアース線の幅が適切か、電源とアース線が緊密に結合されているか（低波インピーダンス）、PCBボードにアース線を広げる場所があるか。

（3）キー信号線が最も短い長さ、保護線の追加、入力線と出力線が明確に分離されているかどうかなど、最適な措置を取っているか。

（4）アナログ回路とデジタル回路に個別の接地線があるか。

（5）PCBボードに追加された図形（アイコン、コメントなど）が信号ショートを引き起こすか。不要な線形をいくつか修正します。

（6）PCB上にプロセスラインがあるかどうか、ソルダーレジストチップが生産プロセスの要求に合っているかどうか、ソルダーレジストサイズが適切であるかどうか、デバイスパッドに文字標識が押されているかどうか、電気設備の品質に影響を与えないようにする。

（7）多層PCBボードにおける電源接地層の外枠エッジが減少しているか。例えば、電源接地層の銅箔はプレートの外部に露出し、短絡を起こしやすい。