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電子設計

電子設計 - pcb回路基板設計とは何でしょうか

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電子設計 - pcb回路基板設計とは何でしょうか

pcb回路基板設計とは何でしょうか

2023-07-10
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Author:iPCB

回路基板とは、電子設計自動化ソフトウェア(EDA)を用いて回路基板を設計し、印刷回路基板(PCB)のレイアウトと回路接続を設計することを指す。PCBの設計は主にレイアウト設計を指し、外部接続のレイアウトを考慮する必要がある。内部電子部品の最適化配置、金属接続と貫通孔の最適化配置及び電磁保護、放熱などの多種の要素。回路基板は電子製品の重要な構成部分であり、電子部品を接続し、導線を通じて信号を伝送することができる。


PCBの設計


PCBの設計方法

設計には異なる段階で異なるポイント設定を行う必要があり、レイアウト段階では大きなメッシュポイントを使用してデバイスレイアウトを行うことができる、ICや非定位コネクタなどの大型デバイスに対しては、50〜100ミルのゲート精度を選択してレイアウトすることができ、抵抗器、コンデンサ、インダクタなどの受動小型デバイスに対しては、25ミルのゲート精度を用いてレイアウトすることができる。大きなメッシュポイントの精度は、デバイスの位置合わせとレイアウトの美しさに役立ちます。


1.PCBレイアウト規則

1)一般的に、すべてのコンポーネントは回路基板の同じ側に配置されている必要があります。トップ層アセンブリが密集しすぎている場合にのみ、チップ抵抗器、チップキャパシタ、チップICなどの高度に制限された発熱量の低いデバイスを下地層に置くことができます。


2)電気性能を保証する前提の下で、部品はグリッドの上に置いて、互いに平行または垂直に並べて、きれいで美しいことを維持しなければならない。一般的には、コンポーネントは重複してはいけません。部材の配置はコンパクトであり、部材は均一に分布し、レイアウト全体にわたって密に分布しなければならない。


3)回路基板上の異なるコンポーネントの隣接するパッドパターン間の最小間隔は、少なくとも1 MMでなければならない。


4)基板のエッジからの距離は通常2 mm以上である。基板の最適な形状は矩形で、アスペクト比は3:2または4:3である。回路基板のサイズが200 mm×150 mmより大きい場合は、回路基板が耐えることができる機械的強度を考慮しなければならない。


2.PCBレイアウト技術

PCBのレイアウト設計では、回路基板のセルを解析し、それらの機能に基づいてレイアウトを設計する必要がある。回路のすべてのコンポーネントを配置する場合は、次の原則に従う必要があります。


1)回路フローに基づいて各機能回路ユニットの位置を配置し、レイアウトを信号フローに便利にし、できるだけ同じ方向に信号を保持する。

2)各機能ユニットのコア部品を中心にレイアウトする。コンポーネントはPCB上に均一に、全体的に、コンパクトに配置され、各コンポーネント間のリード線と接続を最小限に抑え、短縮する必要があります。

3)高周波で動作する回路については、コンポーネント間の分布パラメータを考慮する必要があります。一般的には、回路はできるだけ素子と並列に接続されなければならない。これにより、美しいだけでなく、組み立てや溶接が容易になり、大規模な生産が容易になる。


3.PCB設計ステップ

レイアウト設計

PCBにおいて、特殊素子とは、高周波部分のキー素子、回路中のコア素子、干渉しやすい素子、高電圧の素子、発熱量の大きい素子、およびいくつかの異性体素子を指す。これらの特殊部品の位置は注意深く分析する必要があり、リボンのレイアウトは回路機能と生産需要の要求を満たすべきである。これらの配置が適切でないと、回路互換性の問題と信号完全性の問題が発生し、PCB設計が失敗する可能性があります。


特殊なコンポーネントを配置する方法を設計する際に、まず考慮しなければならないのはPCBのサイズです。高速指出し、PCBサイズが大きすぎると、印刷線が長くなり、インピーダンスが増加し、乾燥抵抗能力が低下し、コストも増加する、それが小さすぎると、放熱が悪く、隣接する線路が邪魔されやすい。PCBのサイズを決定したら、特殊部品の正方形位置を決定します。最後に、機能ユニットに応じて回路のすべてのコンポーネントを配置します。


特殊部材の配置位置は、一般的に次の原則に従う必要があります。

1)高周波素子間の接続をできるだけ短くし、それらの分布パラメータと相互間の電磁干渉をできるだけ小さくする。干渉しやすいコンポーネント間は近づきすぎず、入力と出力はできるだけ離れてください。


2)一部の部品や電線は高電位差を有する可能性があり、放電による予期せぬ短絡を回避するために距離を増やすべきである。高圧部品はできるだけ手の届かない場所に置くべきだ。


3)重量が15 Gを超える部品はブラケットで固定し、溶接することができる。重くて熱い部品は回路基板の上ではなく、メインボックスの底板の上に置くべきであり、放熱の問題を考慮すべきである。感熱素子は加熱素子から離れなければならない。


4)ポテンショメータ、可変インダクタンスコイル、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回路基板全体の構造要求を考慮しなければならない。構造が許すなら、よく使うスイッチの中には手が近づきやすい場所に置くべきものがあります。コンポーネントのレイアウトはバランスがとれていなければならず、密度は適切であり、頭重足軽ではない。


注文する

1)電源コンセント、LED、スイッチ、コネクタなどの構造にぴったりのコンポーネントを配置します。

2)大型部品、大型部品、加熱部品、変圧器、ICなどの特殊部品を置く。

3)小型部品を置く。


レイアウトチェック

1)回路基板の寸法は図面要求の加工寸法に合っていますか?

2)コンポーネントのレイアウトはバランスがとれていて、整列していて、レイアウトが完全ですか?

3)各レベルの競合が存在するか。スクリーン印刷が必要なコンポーネント、フレーム、レイヤーは合理的ですか?

4)一般的なコンポーネントは使いやすいですか?スイッチ、挿入機器のプラグボード、頻繁に交換する必要がある部品など。

5)感熱素子と加熱素子の間の距離は合理的ですか?

6)放熱効果は良いですか?

7)回線の干渉を考慮する必要がありますか。


PCB設計は電子部品を接続する基礎であり、電子システム機能を実現する鍵でもある。PCBの設計が不合理であれば、電子システム全体の機能に影響を与える。PCB設計は、電源、信号、電源などの電子部品のパラメータをよりよく制御するのにも役立ちます。PCB設計は、製品の信頼性と安全性を高めるために、電子製品の品質をよりよく制御するのにも役立ちます。