電子設計 - 6層PCB回路基板のPCB設計プロセス

PCB設計 プロセス 6層PCB回路基板

SMTチッププロセッシングメーカーが詳細に紹介する PCB設計 回路基板のプロセスと注意すべき課題. デザインプロセスで, 異なるレイアウト原則は、一般のコンポーネントおよびいくつかの特殊なコンポーネントのために採用されるマニュアル配線の利点と欠点を比較する, 自動配線とインタラクティブ配線；導入 PCB 回路に関連した対策間の干渉を減らすための回路と方法. パーソナルデザイン体験, を取る PCB設計 腕の, 自律移動組込みシステムコアボードの一例, 簡単に紹介する PCB設計 4層回路基板のプロセスと課題.

プリント回路基板（PCB）は、電子部品の回路素子およびデバイスを支持する役割を果たし、同時に、回路素子とデバイスとの間の電気的接続を提供する。実際には、PCBの設計は、コンポーネントの配置と固定だけでなく、コンポーネントを接続するピンもとても簡単です。その品質は、製品の干渉防止能力に大きな影響を与えます。それも将来の製品のパフォーマンスで決定的な役割を果たしている。電子技術の急速な発展に伴い，部品や製品の寸法が小さくなり，加工周波数が高くなり，基板上の構成要素の密度が大きくなり，pcbの設計と加工の困難さが増す。したがって，pcb設計は電子製品の開発と設計において最も重要な内容の一つであるといえる。1レイアウトは、レイアウト上の回路図のすべてのコンポーネントを限られた領域でPCB上に合理的に配置することです。信号の観点からは、デジタル信号回路基板、アナログ信号回路基板、混合信号回路基板の3種類が主である。混合信号回路基板を設計する際には、デジタルおよびアナログ部品を分離するために、回路基板上にコンポーネントを慎重に考慮し、配置する必要がある。

整理する過程で PCBレイアウト, 最も重要な問題は, ボタン, knobs and other operating parts and structural parts (referred to as "special components"), etc., must be arranged in advance at designated (appropriate) positions. アフタープレースメント, コンポーネントのプロパティーを設定し、ロック項目を選択できます, あなたが将来的に間違いでそれらを移動することを避けることができるようにその他のコンポーネントの位置, あなたは、配線レイアウト率と最高の電気性能を考慮に入れなければなりません. 最適化, 将来の生産技術やコストなどの多くの要因. いわゆる「バランス」は、しばしばデザインスタッフのレベルと経験への挑戦です.

特殊部品のレイアウト原理

1）部品間の配線をできるだけ短くし、分布パラメータや相互電磁妨害を低減しようとする。電磁干渉に影響されやすいこれらの構成要素は、あまりにも近接して配置されるべきではなく、入力および出力部品は、互いに可能な限り遠くになければならない。

いくつかの構成要素またはワイヤの間に高い電位差があるかもしれないので、それらの間の距離は放電によって引き起こされた偶然の短絡を避けるために増加しなければならない；同時に、安全性の観点から、高電圧の部品は、デバッグ中に到達しにくい場所では、できるだけ配置する必要があります。

（3）15 g以上の大型の装置では、溶接前にブラケットで固定する。それらの大きい、重い、そして、発熱するコンポーネントはプリント回路基板にマウントされるべきでなくて、全体のマシンのシャシー底板にマウントされなければならないまた，放熱問題を考察すべきである。温度保護デバイスを除く)。

調整可能なポテンショメータ、インダクタ、可変コンデンサ、マイクロスイッチなどの調整可能な部品のレイアウトについては、全体の構造要件を考慮する必要がある。それが機械の中で調整されるならば、それは調整に便利であるプリント回路板に置かれなければなりません;それが機械の外で調整されるならば、その位置はシャシーパネルの調節ノブの位置に適応しなければなりません。

共通コンポーネントのレイアウト

（1）回路の流れに応じて各回路ユニットの位置を調整し、信号の流通に便利であり、信号を同じ方向に保つようにする。

（2）各機能回路の中心部品を中心とし、その周囲に配置する。コンポーネントは、均等に、PCB上にコンパクトかつコンパクトに配置する必要があります。デバイス間のリードと接続を最小限に抑え、短くする。

高周波数で動作する回路では、部品間の分配パラメータを考慮する必要がある。通常の状況下では、回路は、できるだけ並列に配置する必要があります、美しい効果を達成することができるだけでなく、また、溶接や大量生産をインストールしやすい。

回路基板の縁部に位置する構成要素は、一般に、回路基板の縁から2 mm以上離れている回路基板の最良の形状は長方形であり、そのアスペクト比は3：2または4：3である。回路基板のサイズが200 mm * 150 mmより大きい場合には、回路基板の機械的強度を考慮する必要がある。実際の設計プロセスにおいて、PCBボードの必要サイズが最初に決定できない場合、設計はわずかに大きくすることができる。PCB設計作業が完了した後、適切に元のPCBをカットするためにProtel DXPのデザインボードの形状を再定義ボード形状を選択することができます。

加えて、私の実際の仕事経験によると、既存の回路基板の機能を拡大または縮小する場合は、新しいPCBを再設計する必要があります。実際のレイアウトでは、マザーボード上のレイアウトを参照することができます手動でコンポーネントを適切な位置に配置されます配線工程では、実際のニーズに合わせて調整を行い、分配率をさらに向上させる。

2配線配線は、レイアウト後の銅箔の配線図を設定することによって、回路図に従って全ての配線を接続することである。当然のことながら、レイアウトの合理的な程度は配線の成功率に直接影響するので、配線全体の処理中にレイアウトを適切に調整する必要がある。配線設計は二層配線と単層配線を用いることができる極めて複雑な設計のためには多層配線方式も考えられる。

PCB設計において、配線は製品設計を完了する重要なステップである。それはすべての前の準備が行われると言うことができます。PCB配線は、片面配線、両面配線および多層配線を含む。ルーティングの2つの方法があります。

PCB設計において、デザイナーはしばしば自動ルーティングを使用したい。通常の場合、純粋なデジタル信号回路基板（特に低信号レベル及び低回路基板密度）のための自動配線を使用することは問題ではない。しかし、アナログ信号の設計では。混合信号や高速回路基板を用いる場合には、自動配線を用いると問題が生じ、回路性能上の問題も生じてしまう。

現在、非常に強力な自動配線ツールが既に存在しているが、通常は100 %に達することができるが、全体的な外観は非常に美しくはなく、配線配置が乱れてしまい、2つのピン間の配線が最短（最適）経路ではない。比較的複雑な回路の設計については、自動配線を完全に使用しないようにしてください。それは自動ルーティングを採用する前に、最初に厳密な要件でそれらの行をプリワイヤーするために対話的な方法を使用することをお勧めします。同時に、入力端および出力端のエッジは、反射干渉を避けるために並列に隣接して避ける必要がある隣接する2層の配線は互いに直交しており、並列性は寄生結合になりやすい。この制約は配線規則に追加できる。自動ルーティングの配信レートは良いレイアウトに依存します。配線のルールは、曲の数、バイアの数、およびステップ数を含む事前に設定する必要があります。一般的に、最初にショートラインを接続する最初の都市線を探索する；次に、ラビリンス配線を実行し、最初に配線する配線のグローバル配線経路を最適化し、必要に応じて配線を切断することができ、全体的な効果を改善することができる。マニュアル配線の間、回路の正しい実装を確実にするために、いくつかの一般的な設計規則を従わなければならない。デジタル接地面からアナログ接地平面を分離するグランドプレーンが信号線によって、切り離される場合、そして、現在のループの干渉のためのグランドを減らすために、シグナル・トレースはグランドプレーンに垂直でなければならないアナログ回路は、回路基板の端部に可能な限り近く配置されるべきであり、デジタル回路は、電力接続端に可能な限り近く配置されるべきである。これはデジタルスイッチによるdi／dt効果を低減するためである。

PCB 回路及び回路の妨害防止策は、特定の回路との密接な関係を有する, また、非常に複雑な技術的な問題です. ここでの経験に基づいていくつかの簡単な紹介です PCB設計 process. 1. 電源コードの設計. のサイズに応じて PCB カレント, make the width of the power line as thick as possible (in the wiring design rules, you can make new constraint rules for the line width of the power line and the ground line separately), ループ抵抗を減らす, そして、電力線に特別な注意を払う, 接地線の電源方向は、データおよび信号の伝送方向と逆である, アンチノイズ能力を高めるのに役立つ. 2. 接地線の設計. 接地線は、特殊な電源線と信号線の両方である. イン addition to following the design principles of the power cord, また、デジタルグラウンドとアナロググランドを分離する必要があります回路基板の上に論理回路および線形回路がある場合, 彼らはできるだけ離されるべきだ。低周波回路グラウンドは、できるだけ単一でなければなりません. 点は並列に接続する, そして、実際の配線に困難がある場合, それらは部分的に直列に接続され、それから並列に接続される高周波回路は複数の点と直列に接続されるべきである. 接地線は短く、厚くなければならない. 可能な限り高周波成分の周りの銅のようなグリッドを使用します電源線と接地線の幅を広げる. 接地線を電源線より広くするのがベストである. The relationship between their widths is ground wire>power wire>signal wire. 3. デジタル回路系の接地は閉ループを形成する, それで, 地上ネットワークを形成する, アンチノイズ能力を向上させる. 4. ディジタル電流はアナログデバイスを通して流れてはならない, そして、低速のデバイスを通って高速電流は流れてはならない. 5. 電力回路の干渉防止能力を改善するために、電源接地線間にデカップリングコンデンサを追加する.