電子設計 - PCB設計ボード上のコンポーネントレイアウトの要件は？

1 PCB設計 requires a planned design
Although Protel has the function of automatic planning, それは完全に働く必要条件を満たすことができません 高周波回路基板. それはしばしばデザイナーの経験に依存し、詳細な状況に応じて. 計画の全体設計を完了する PCB回路基板. 計画が妥当かどうか直接的には製品の生活に影響を与えない, 安定, EMC (electromagnetic compatibility), etc., 回路基板の全体計画から始める必要がある, PCBの配線操作性と製造性, 機械構造, 放熱, EMI (electromagnetic compatibility), etc. Comprehensive consideration in terms of interference), 信頼性, とシグナルの整合性.
一般に, 最初に、機械的サイズに関連した一定の位置にコンポーネントを配置する, 次に、特殊コンポーネントと大きなコンポーネントを配置します, そして最後に小さなコンポーネント. 同時に, 配線の要件を調整する必要がある, 高周波成分の配置は、できるだけコンパクトでなければならない, そして、信号線の配線は、できるだけ短くなければならない, 信号線の干渉を減らすために.
1.1 The placement of the positioning plug-in related to the mechanical size
Power sockets, スイッチ, PCB間のインターフェース, 指示灯, etc. すべての位置決めプラグインは機械的次元に関連しているか. 一般に, 電源とPCBとの間のインターフェースはPCBの端部に置かれる, そして、PCBのエッジから3 mm～5 mmの距離がなければならない発光ダイオードが必要に応じて正確に配置されることを示すスイッチといくつかの微調整部品, 調整可能なインダクタンス, 調整可能な抵抗, etc. 調整と接続を容易にするためにPCBの端に近くに置かれるべきです頻繁に変更を必要とするコンポーネントを簡単に交換するための比較的小さな場所に配置する必要があります.
1.2 Placement of special components
High-power tubes, 変圧器, 高周波数で働くとき、整流器チューブと他の暖房装置はより多くの熱を発生させます, だから計画時に換気と放熱について考えるべきです, そして、空気が循環しやすいPCBにこれらのコンポーネントを置いてください. . 高出力整流器チューブと調整管は、ラジエータを備えていて、トランスから遠ざけられなければなりません. 電解コンデンサなどの感熱部品はまた、加熱装置から遠ざかるべきである, さもなければ、電解質は乾燥する, 増加した抵抗とパフォーマンスが悪い結果, これは回路の安定性に影響する.
失敗しやすいコンポーネント, 調整管など, 電解コンデンサ, リレー, etc., それらを置くとき、簡単なメンテナンスのために考慮されなければなりません. しばしば測定される必要があるテストポイント, コンポーネントを配置するときにテストロッドが容易にアクセスできるように注意しなければなりません.
電源装置内には50 Hzの漏洩磁界が発生するので, 低周波増幅器の一部と交差接続されている場合, 低周波増幅器に干渉する. したがって, それらを分離したり、遮蔽処理を止める必要がある. 回路図に従って、増幅器の全てのレベルを直線に配置するのがベストである. この構成の利点は、各レベルの接地電流がこのレベルで閉じられ、アクティブであり、他の回路の働きに影響を及ぼさないことである. 入力段および出力段は、それらの間の寄生結合干渉を低減するために、できるだけ遠くでなければならない.
各ユニットの機能回路間の信号伝達関係を考える, 低周波回路と 高周波回路 分離すべき, そして、アナログ回路とデジタル回路は分離されなければならない. 各々のピンが他のデバイスの配線に接続できるように、集積回路はPCBの中央に置かれなければならない.
インダクタおよび変圧器のような装置は、磁気結合を有し、磁気結合を減少させるために互いに直交するように配置されるべきである. 加えて, 彼らはすべて強い磁場を持っている, そして、他の回路に対する影響を減らすために、それらの周囲に適切に大きいスペースまたは磁気遮蔽があるべきです.
適切な高周波デカップリングコンデンサはPCBの主要な部分に構成されるべきである. 例えば, PCB電源の入力端には、10×1／4 F〜100, そして約0のセラミック.01 pfは集積回路の電源ピンに接続されるべきである. チップコンデンサ. いくつかの回路は、高周波数または低周波数のチョークを備えて、上部および下部の周波数回路間の影響を低減しなければならない. 回路図を設計・描画する際にこの点を考慮すべきである, さもなければ、それは回路の性能にも影響します.
コンポーネント間の間隔は適切です, そして、間隔は、それらの間で破壊または点火の可能性があるかどうか考慮されるべきです.
プッシュプル回路及びブリッジ回路を含む増幅器, 部品の電気的パラメータの対称性と構造の対称性に注意を払うべきである, 対称成分の分散パラメータは可能な限り異なる.
メインコンポーネントの手動計画が完了したら, これらのコンポーネントが自動計画中に動かないように、コンポーネントロックの方法を採用すべきです. それで, 編集変更コマンドを実行するか、コンポーネントのプロパティでロックを選択してロックして.
1.3 Placement of common components
Regarding common components, 抵抗器のような, コンデンサ, etc., コンポーネントの配置について考えるべきです, 占有空間の大きさ, 配線の操作性, 溶接の利便性. 自動計画を使用.

2 Wiring design
Wiring is the overall request for high-frequency PCB設計 合理的な計画に基づいて完成する. 配線は自動配線と手動配線を含む. 一般に, キー信号線の数にかかわらず, 最初にこれらの信号ラインのマニュアル配線を停止します. 配線完了後, これらの信号線の注意深い検査を停止する. 検査後, フィックス, それから、他の配線の自動配線を止めてください. それで, マニュアルおよび自動配線は、PCBの配線を完了するために切り離される.
高周波PCB配線のプロセスにおいて以下の観点に留意すべきである.
2.1 The trend of wiring
The wiring of the circuit is best to use a full straight line in accordance with the flow of the signal, そして、マシンを変更するときに45, 高周波信号の外部放射と相互結合を低減できる. 高周波信号線の配線は可能な限り短くなければならない. 回路の動作周波数に従って, 信号線配線の長さは合理的に選択されるべきである, これは、拡散パラメータを低減し、信号の損失を低減することができる. 両面板製造時, つの隣接したレベルの配線は、垂直であるために最高です, 互いに交差するように斜めまたは湾曲した. 互いに平行になるのを防ぐ, 相互干渉と寄生結合の低減.
高周波数の信号線と低周波数の信号線は、できるだけ分離しなければならない, そして、相互干渉を避けるために必要に応じて遮蔽対策を取らなければならない. 比較的弱い信号入力端子の使用について, 外部信号からの干渉を受けやすい. グランドワイヤーは、それを囲むか、高周波コネクタをシールドするシールドとして使われることができます. 並列配線は、同じレベルで防止する必要があります, さもなければ、それは散乱パラメタを導入して、回路に影響を及ぼします. それが防ぐことができないならば, 接地された銅箔は、2本の平行ワイヤの間に導入されて、絶縁されたワイヤ50を形成することができる.
デジタル回路, 差動信号線は対になる, それらを平行にして閉じるようにしなさい, そして、長さはあまり異なりません.
2.2 Wiring method
イン the PCB wiring process, トレースの最小幅は、ワイヤと絶縁基板との間の接着強度と、ワイヤ20を流れる電流強度とによって決定される. 銅箔の厚さが0であるとき.0 mmと幅は1 mmから1 mmです.5 mm, それは2 Aの電流を渡すことができます. 温度は摂氏3度以上ではない. いくつかの特別な跡を除いて, 同じレベルの他のトレースの幅は、可能な限り異なるはずです. 配線の間隔 高周波回路sは、散乱キャパシタンスとインダクタンスの大きさに影響する, 信号損失に影響する, 回路安定性, 信号妨害. 高速スイッチング回路, ワイヤの間隔は、信号の伝送時間及び波形の品質に影響を及ぼす. したがって, 配線の最小間隔は0以上でなければならない.5 mm, 許される限り, PCB配線のために比較的広いラインを使用する方がよい.
There should be a certain distance between the printed wire and the edge of the PCB (not less than the thickness of the board), インストールを容易にし、機械的処理を停止するだけではない, 絶縁性能を向上させる.
大きな円を巻いて接続できる回路を配線するとき, フライングワイヤー, それで, 短い配線は、長距離配線に起因する干渉を低減するために直接使用されるべきである.
磁気感受性成分を含む回路は周囲の磁場に敏感である, と 高周波回路Sワーク, 配線の角は電磁波を放射する. 磁気感受性コンポーネントがPCBに置かれるならば, 配線コーナーがそれらから分離されることを保証する.
同じレベルの配線は散在しない. 散在する線について, あなたは“ドリル”と“巻き”のメソッドを使用することができます, それで, 抵抗器のような他のデバイスのピンの下のギャップを通してリードする, コンデンサ, 三つ組, または、散らされるかもしれない線から. リードの一端は「風を巻く」. 特別な事情で, 回路が非常に複雑であるならば, 設計を簡素化するために, また、相互侵入問題に対処するためにワイヤジャンパを使用することもできる.
の動作周波数 高周波回路 高いです, また、配線のインピーダンス整合とアンテナ効果を考える必要がある.
2.3 Wiring requirements for power cord and ground wire
According to the size of different working currents, 電力線の幅を拡大しようとする. The 高周波PCB 大きな地面グランドワイヤーを使用して、回路上の外部信号の干渉を減らすために、PCBの端にそれを計画してください；同時に, PCBの接地線は、シェルと良好に接触することができる, PCBの接地電圧が接地電圧に近くなるようにする. 詳細な条件に従って中央接続を選択する必要があります. 低周波回路とは異なる. の接地線 高周波回路 近くに接地されるべきであるか、または接地点. 接地インピーダンスを最小にするために接地線は短くて厚くなければならない. 許容電流要求は、動作電流の3倍の仕様に達することができる. スピーカの接地線は、PCB電力増幅器の出力段の接地点に接続されるべきである. それを任意に接地しないでください.
配線工程中, いくつかの合理的な配線を繰り返し配線を避けるために時間内にロックする必要があります. それで, EditSelectNetコマンドを実行し、プリワイアのプロパティでロックを選択してロックして.
3 PCB pad and copper design
3.1 Land and aperture
Under the condition of ensuring that the minimum wiring spacing does not violate the designed electrical spacing, パッドの設計は、十分なリング幅を確保するために大きくなければならない. 通常のパッドの内側の穴は、部品のリード直径よりわずかに大きい, そして、デザインが大きすぎる, はんだ付け時に仮想はんだを形成することは容易である. The outer diameter D of the pad is generally not less than (d+1.2)mm, ここでdはパッドの内径である. 比較的密度の高いPCBsについて, the minimum value of the pad can be (d+1.0) mm. パッドの形状は、通常、円形であるように設定される, しかし、ディップパッケージの集積回路のパッドは、レーストラック形状であることが好ましい, 限られたスペースでパッドの面積を増やすことができるように, 集積回路の溶接に有益である. 配線とパッドとの間の接続は、スムーズに移行されるべきである, それで, 丸いパッドに配線の幅が丸いパッドの直径より小さいとき, ティアドロップデザインを採用すべきである.
パッドの開口Dのサイズが異なることに留意されたい, そして、それは実際の構成要素のリード直径のサイズに基づいて考慮されるべきである, コンポーネントホールのような, デバイスホール, スロットホール. パッドのホール間隔は、実際の構成要素のデバイス方法に基づいて考慮すべきである. 例えば, 抵抗器, ダイオード, 管状コンデンサ及び他の構成要素は、「垂直」及び「水平」設置方法を有する. これら2つの方法の穴の距離は異なります. 加えて, パッドホール距離の設計は、部品間の最小間隙要件を考慮しなければならない, 特に、特別なコンポーネント間のギャップ要件は、パッド間のホール間隔によって保証される.
In 高周波PCB, ビア数も最小化すべきである, これは、PCBの散乱容量を低減し、機械的強度を高めることができる. 要するに, 高周波PCBの設計について, パッドの設計と形状, 絞りとピッチはその具体性を考慮してはならない, しかし、消費者プロセスの要件を満たす. 標準設計の使用は製品費を減らすことができない, しかし、生産の品質を確保しながら消費効率を向上させる.
3.2 Copper coating
The main purpose of copper coating is to improve the anti-interference ability of the circuit. 同時に, PCBの放熱性とPCB強度の点で大きな利点がある. 銅コーティングと接地も遮蔽役割を果たす. しかし, 大面積ストリップ銅箔は使用できない. PCBが長すぎて使用されると大量の熱が発生するからである, ストリップ銅箔は、この時点で収縮及び散乱現象を起こしやすい. したがって, 銅を堆積するとき、格子を使うのが最善です. グリッドは回路の接地ネットワークに接続されている, グリッドがより良い遮蔽効果を持つように. グリッドネットワークのサイズは、遮蔽される干渉周波数によって決定される.
配線設計完了後, パッドとビア, DRC (Design Rule Check) should be performed. 検査結果内, デザイン図と定義規則の違いを詳細に示します, そして、リクエストを満たさないネットワークを見つけることができます. しかし, まず最初にDRCを実行するために配線の前にDRCパラメータ設定を止めなければなりません, それで, ツールチェック規則を実行します.
4 Conclusion
The 高周波回路 design 複雑なプロセス, と多くの要素に触れている, これは、 高周波回路. したがって, デザイナーは、実用的な仕事で時々勉強して、探検する必要があります, 時間から経験を蓄積する, and separate the new EDA (Electronic Design Automation) technology to design 高周波回路優れた性能.