知っておくべき 8 つの PCB 設計とレイアウトのスキル

知っておくべき 8 つの PCB 設計とレイアウトのスキル

PCB はどこにでもあり、PCB から 1 メートル以上離れることはありません。 スマートウォッチ/フィットネス トラッカー、ラップトップ、または携帯電話。 いつかどこかでPCBに頼ることはできません！ その結果、PCB 設計はこれまで以上に重要になっています。 この記事では、PCB 設計を成功させるための最も重要な要素のいくつかと、知っておくべき 8 つのレイアウト手法について説明しました。

1.ノードの場所は重要です

リストの中でおそらく最も重要なヒントは、ノードのアクセシビリティです。 これは、設計上の問題を解決し、テスト中に解決するのに役立ちます。 ノードにアクセスできない場合、使用するノードのタイプに関係なく、テストはより困難になります。 検出が容易であれば、テストも容易です。

2. スペースの問題

今日の回路基板は、これまで以上に 1 平方センチメートルあたりに多くのコンポーネントをサポートしています。 エンド ユーザーの観点からは、これは素晴らしいことです。 ボード上のコンポーネントが多いほど、サポートされる機能が多くなり、ユーザーがデバイスを操作に使用できる回数が増えます。 ただし、エンド ユーザーにとっての利点は、設計者にとっての課題です。

つまり、ボードに追加するコンポーネントが増えるほど、設計上の制限が大きくなります。 さらに、要素の間隔が非常に重要であることは間違いありません。 どうしてこれなの？ いくつかの理由が見つかります。 そのうちの 1 つは、適切な間隔がないと、十分な配線スペースが確保できないことです。 もう 1 つの課題は、これらのコンポーネントが熱を発生することです。パッケージが近くにあるほど、回路基板により多くの熱が蓄積されます。 場合によっては、高熱に耐えるように設計された材料ではなく、FR-4 などの材料を使用している場合は特に、プレート材料自体を損傷するのに十分な場合があります。

3. 熱く感じる

熱は常に問題になりますが、克服できないわけではありません。 高温に関連する問題を解決するための簡単なヒントは、表面実装コンポーネントの周囲に銅を追加することです。 これにより、より多くの表面積が生成され、より多くの熱をより速く放散するのに役立ち、PCB 設計の一部が効果的にヒートシンクになります。

4. 配置に注意

部品を単に回転させるだけでは不十分な場合があります。 このような場合、コンポーネントの配置に何らかの戦略を講じて、この状況に対処することが重要です。 しかし、何？

カスケード コンポーネント: カスケード コンポーネントは、多くの PCB 設計オプションで重要な役割を果たします。 ただし、正しく配置するのは難しい場合があります。 それらを互いに近づけて、ボード上で順番に並んでいることを確認してください。 これにより、ボード全体を配線して、異なる領域にあるカスケード コンポーネントを接続するという課題がすぐに解消されます。

Merge: 高い抵抗器の方がうまく機能するのに、複数の小さい抵抗器を使用するのはなぜですか? 設計をマージすると、抵抗器が占有するスペースが少なくなるため、コンポーネントと配線用に多くのスペースを確保できます。

エッジからのカスケード: PCB 設計をレイアウトするときは、エッジ上またはその近くに配置されたコネクタで接続する必要があるすべてのコンポーネントを決定してください。 これらのコンポーネントは、コネクタのできるだけ近くに配置してください。 チェーンの残りの部分は、このポイントからカスケード接続され、隣接する機能ブロックを形成します。

5.部屋を作る

次のことは聞き覚えがありますか? PCB 設計を見て、各コンポーネントをそれに適合させ、それらの間を配線しようとしています。 特に回路基板が小さい場合は、どこに配置しても多くの問題に直面します。

答え？ コンポーネントを回転させて最適なレイアウトを見つけ、基板全体のスペースを最大化しながらコンポーネント間を直接配線できるようにします。 これには多少の時間と労力がかかる場合がありますが、投資する価値は最小限です。

6.収縮感

ルーティングできない回路基板で苦労していますか? より小さなコンポーネントを使用してください。 より小さなフットプリントを使用することで、各コンポーネントを通る銅線用のスペースをより多く残すことができます。 また、コンポーネントが小さいほど、適切な間隔を維持しやすくなり、ボードの過密状態や、コンポーネントを互いに近づけすぎることによって引き起こされるその他の問題を回避するのに役立ちます。

あなたは何をするべきか？ 正方形のフラットパック コンポーネントが最初の選択肢かもしれませんが、ボール グリッド アレイ コンポーネントの使用を検討する必要がある場合があります。 もちろん、ここにはトレードオフがあります。コンポーネントが小さいほど、メンテナンスが難しくなります。

7.密なプレート

プリント基板の設計に力を入れていると、配線、ビア、ギャップに必要なスペースが問題になりがちです。 この問題は、より集中的に行うことで解決できます。 HDI を使用すると、非常に高密度のルーティング、ギャップ、およびビアを備えた非常に高密度の回路基板を作成できますが、それでもパフォーマンスは提供されます。 ただし、大電流および高電圧用に設計する場合は、制御されたインピーダンス配線、差動ペアを検討し、沿面距離、ギャップ、および幅を確認する必要があります。

8. ノイズを減らす

何らかのルーティングが関与する場合、信号ノイズが問題になる場合があります。 ただし、高周波信号を伝送するワイヤを近すぎるように配置すると、これらの信号が結合してノイズが増加し、ノイズを必要としないワイヤで問題が発生する可能性があります。 この問題を回避するには、ノイズの多いデジタル ケーブルをアナログ ケーブルから離してください。 回路基板アセンブリおよび回路基板処理メーカーが、知っておくべき 8 つの PCB 設計およびレイアウト スキルについて説明します。 今、私はあなたにそれらを説明します.