プリント基板の銅板配線の注意事項

配線の電流密度: ほとんどの電子回路は現在、銅で結合された絶縁基板で作られています。一般的な回路基板の銅板の厚さは 35 μ m です。電流密度値は、配線の1A / mmの経験値に従って取得でき、具体的な計算は教科書で確認できます。配線の機械的強度を確保するために、線幅は 0.3mm 以上にする必要があります (他の非電源回路基板の最小線幅はこれよりも小さい場合があります)。銅板の厚さは70μmの回路基板はスイッチング電源でも一般的であるため、電流密度を高くすることができます。

さらに、一般的に使用される PCB 設計ツールソフトウェアには、一般に、線幅、線間隔、ドライトレイビアサイズなどの設計仕様項目があり、その他のパラメータを設定できます。回路基板を設計するとき、設計ソフトウェアは仕様に従って自動的に実行できます。これにより、多くの時間を節約し、作業負荷の一部を減らし、エラー率を減らすことができます。

一般に両面基板は、高い信頼性が要求される回路や配線に使用できます。手頃な価格、高い信頼性が特徴で、ほとんどのアプリケーションに対応できます。

モジュラー電源ラインの一部の製品には多層基板も使用されており、主にトランスのインダクタンスなどのパワーデバイスの統合、配線の最適化、パワーチューブの冷却に便利です。美しく一貫したプロセスと変圧器の優れた熱放散という利点がありますが、欠点はコストが高く、柔軟性が低く、工業用の大規模生産にのみ適しています。

単一パネルおよび市場で流通している一般的なスイッチング電源は、ほとんどすべてが低コストの利点を持つ片面回路基板を採用しています。 PCB設計とPCB製造プロセスにおけるいくつかの対策も、その性能を保証することができます.

今日は、片面プリント基板の設計におけるいくつかの経験についてお話したいと思います。単板は安価で製造が容易なため、スイッチング電源回路に広く使用されています。デバイスの片面のみが銅で結合されているため、デバイスの電気的接続と機械的固定はその銅スキンの層に依存する必要があり、取り扱いには注意が必要です。

優れた溶接機械構造性能を確保するために、振動を受けたときに銅板が剥がれたり壊れたりするのを防ぐために、単一パネルのボンディングパッドをわずかに大きくして、銅板と基板の間の良好な結合力を確保する必要があります。一般的に、溶接リングの幅は 0.3mm 以上です。パッド穴の直径は、デバイスピンの直径よりもわずかに大きくする必要がありますが、ピンとパッドの間の最短距離がはんだで接続されるように、大きすぎないようにする必要があります。パッド穴のサイズは、通常の検査を妨げてはなりません。パッドの穴の直径は、一般的にピンの直径よりも 0.1 ～ 0.2 mm 大きくなります。マルチピンデバイスは、スムーズな検査を確保するために大きくすることもできます。

printed circuit board

電気配線はできる限り広くする。幅は原則としてパッド径より大きくしてください。特殊なケースでは、特定の条件下でのラインとパッドの破損を回避するために、配線とパッドの交点でラインを広げる必要があります (一般にティアドロップの生成として知られています)。原則として最小線幅は0.5mm以上とする。

シングルパネル上のコンポーネントは、回路基板の近くになければなりません。オーバーヘッド熱放散を必要とするコンポーネントの場合、コンポーネントと回路基板の間のピンにブッシングを追加して、コンポーネントをサポートし、絶縁を強化する必要があります。パッドとピンの間の接続に対する外力の影響は、溶接の堅牢性を高めるために最小限に抑えるか、回避する必要があります。回路基板上の大きな重量のコンポーネントは、サポート接続ポイントを増やすことができ、トランスやパワーデバイスラジエーターなど、回路基板との接続強度を強化できます。

単板溶接フェイスピンは、シェルとの距離に影響を与えずに長く残すことができます。その利点は、溶接部の強度を高めることができ、溶接面積を増やすことができることです。溶接不良の現象がすぐにわかります。ピンが長く脚をカットする場合、溶接部にかかる力は小さくなります。台湾と日本では、デバイスのピンを溶接面で曲げて、PCB と 45 度の角度を形成してから溶接することがよく使用されます。理由は上記と同じです。今日は、デュアルパネルの設計におけるいくつかの問題についてお話します。両面プリント回路基板の性能とインジケータは、要件が高いアプリケーションやワイヤ密度が高いアプリケーションで使用される場合、シングルパネルの場合よりもはるかに優れています。

両面プレートパッドの穴は高強度でメタライズされているため、溶接リングはシングルパネルのそれよりも小さくすることができ、パッドの穴径はピン径よりもわずかに大きくすることができます。溶接の信頼性を高めるために、溶接プロセス中に穴を通って上部パッドにはんだ溶液が浸透します。ただし、欠点があります。穴が大きすぎると、一部のデバイスがウェーブはんだ付け中にジェット錫の影響で浮き上がり、一部の欠陥が発生する可能性があります。

大電流配線の扱いについては、線幅については前回の記事の通りで構いません。幅が足りない場合は、配線をスズメッキして厚みを増やせば解決するのが一般的です。多くの方法があります。

1. 配線をパッド属性に設定して、PCB 製造中に配線がソルダーマスクで覆われないようにし、熱風レベリングが錫メッキされるようにします。

2. パッドを配線箇所に配置し、パッドを配線が必要な形状にセットします。パッド穴をゼロに設定することに注意してください。

3. この方法は、ソルダーレジスト層に配線を配置するための最も柔軟な方法ですが、すべての回路基板メーカーがあなたの意図を理解しているわけではないため、言葉で説明する必要があります。ソルダーレジスト上でワイヤを配置する位置は、ソルダーレジストでコーティングされません。

PCBスズめっきのいくつかの方法は上記のとおりです。幅広配線をすべてすずめっきすると、溶接後のはんだの付着量が多くなり、分布が不均一になり、外観に影響を与えるので注意が必要です。一般的にはスズメッキ幅1~1.5mmの薄帯が使用でき、長さはラインに合わせて決定できます。スズめっき間隔が0.5～1mmの両面基板は、レイアウトや配線の選択の自由度が高く、配線をより合理的にすることができます。接地に関しては、電源グランドと信号グランドを分離する必要があり、信号グランド接続を通過する大きなパルス電流によって引き起こされる予期しない不安定要因を回避するために、2 つのグランドをフィルターコンデンサで組み合わせることができます。信号制御ループは、できる限り一点接地方式を採用してください。非接地配線をできるだけ同じ配線層に配置し、最後にアース線を別の層に配置する手法があります。通常、出力ラインは最初にフィルタコンデンサを通過し、次に負荷に到達します。入力ラインも最初にコンデンサを通過し、次にトランスに通過する必要があります。理論的根拠は、リップル電流がフィルタコンデンサを通過できるようにすることです。

電圧フィードバックサンプリング。配線を通過する大電流の影響を避けるために、フィードバック電圧のサンプリングポイントを電源出力の端に配置して、マシン全体の負荷効果指数を改善する必要があります。

配線層から配線層への配線はビアで接続するのが一般的ですが、デバイスの挿入時に接続関係が崩れる可能性があるため、デバイスのピンパッドでは実現できません。さらに、1A の電流が流れるたびに少なくとも 2 つのビアが必要です。原則として、ビアホールの直径は 0.5 mm 以上である必要があり、通常は 0.8 mm で処理の信頼性を確保できます。

デバイスが熱くなります。一部の低電力電源では、回路基板の配線が放熱機能を兼ねることもあります。その特徴は、放熱面積を大きくするために、配線をできるだけ広くすることです。はんだ抵抗は適用されません。可能であれば、ビアを均等に配置して熱伝導率を高めることができます。