PCBデザインとレイアウトのガイドライン
PCBの設計とレイアウトは、知識、経験、そして忍耐を必要とする重要かつ複雑なスキルです。 効率的な設計はお金を節約するだけでなく、製品の機能性を向上させることができます。 このプロセスを助けるために、Advanced Design Suite、OrCAD、ARESなどの多くのPCB設計ツールがあります。 この記事では、最も一般的な間違いをPCB設計者に伝え、デザインとレイアウトの段階でそれらを手助けするために作成されたガイドラインについて説明します。
PCBレイアウトの最初のタスクは、PCBの利用可能なスペースをさまざまな回路ブロックに割り当てることによって、PCBの未加工レイアウトを作成することです。 これは、2つの重要な初期決定
異なるコンポーネント、通信ポートまたはアンテナのための別個の領域が識別される。
回路の最も重要なトラックが識別され、残りのレイアウトが集中化され、より便利な設計につながります。
一般に、小型化されたPCBが必要な場合には、最小限のスペースにすべての部品を取り付けることが重要です。 PCBは、基板のあるスペースを使用して製造された後、大部分がデバイスに実装されます。 したがって、重要なコンポーネントは、その段階で損傷を受けないように配置されます。 PCBの層は、設計の複雑さに基づいて決定されます。 より多くの層を追加することは、より多くのコストを追加するが、複雑な回路は、より小さい空間に適合させることができる。
本質的に銅の堆積物であるトラックまたはトレースは、厳しいガイドラインに従って設計されています。 銅の厚さ、トレース幅、穴の設計ガイドラインの厳密さは、PCBの種類によって異なります。
トレース幅は、トラック幅を変更することでインピーダンスを劇的に変えることができるRF設計の場合、放射パターンを変更することができますが、すべてのタイプのPCBではトレース幅が抵抗を決定するため、回路は影響を受けません。
銅の厚さは、外側の層ではより大きく維持され、多層設計では内側の層の場合にはより少なくされる。 トレースクリアランスはもう一つの重要な要素です。トレースまたはトラックは、電気的に干渉しない安全な距離に保たれなければなりません。
ほぼすべてのPCBに穴が開けられています。 掘削孔はより大きな労力を必要とするため、掘削プロセス中にPCB製造上の欠陥が生じる可能性がより高いので、孔の数を減らすことが望ましい。
多層PCB設計は、スペースを節約しなければならない複雑な回路の場合にスペースを節約するのに役立ちます。 ビアホールを使用して異なる層が接続されています。 多層PCBでは、グランドと電源用に2つの別々の層を持つことを推奨します。 これは、熱の散逸を助けるだけでなく、アンテナを形成するための小型軌道の可能性を減少させる。 多層設計のコスト対利益比は、多層PCBを製造する前に実施されることが多い。
PCBの各トラックには一定の抵抗があるため、特定の設計で発生する可能性のある発熱の問題を推定する必要があります。 このような場合にヒートシンクを組み込むことができます。 RF設計では、PCBの設計とレイアウトが重要です。 長方形ではなく円形の曲がりを組み込むことによって、信号強度が維持されます。 RFの場合、主に1つのグラウンド・プレーンが必要であり、入力は可能な限り出力から遠くに保持されます。