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電子設計

電子設計 - どのように多くの層は、最高のPCB設計ですか?

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電子設計 - どのように多くの層は、最高のPCB設計ですか?

どのように多くの層は、最高のPCB設計ですか?

2021-10-12
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Author:Downs

どのように多くの層は最高ですか?

設計者は全体の回路の複雑さに従って設計のためにどのように多くの層を選択するかを重くします。そして、主に全体のプロジェクトのコア装置の難しさと装置レイアウトの難しさに基づきます。

従来のPCBはどのように多くの層が必要か?

単一パネル

片面PCB 主に非常に簡単な家電製品で使用されます. 結局, プロセスは簡単です, and now the original circuit board materials are cheap (FR-1 or FR-2) and thin copper cladding. 片面ボード設計は、通常、両面ボード上の回路配線をシミュレートするために多くのジャンパを含む. 低周波回路で一般的に使用される. このタイプのデザインは放射ノイズに非常に影響を受けやすいので. したがって、この種の回路基板を設計することは、より面倒である. あなたがそれに注意を払わないならば, 多くの問題が起こる. 複雑なデザインに成功した事例があるが, 彼らはすべて慎重に考慮し、継続的な検証後にのみ可能です. 例を挙げる, テレビなどの, シャーシの底にあるすべてのアナログ回路を単一のパネルに置く, そして、バッテリパックの最上部の近くの分離したデジタル同調ボード上の回路基板を遮蔽するために、メタライズされたCRTを使用する. あなたが高ボリュームを必要とするならば, PCBの低コスト生産, 自分でやる必要がある.

PCBボード

ダブルパネル

これは、単一のパネルに相当する、より複雑なダブルパネルです。いくつかの両面パネルはまだFR - 2材料を使用しますが、FR - 4材料はより一般的に使用されます。FR - 4材料強度の増加は、よりよくビアを支えます。2層の箔があるので、両面基板は経路がより簡単であり、異なる層の配線を交差させることによって信号を計画することができる。しかしながら、クロス配線はアナログ回路には推奨されない。可能である場合、底層は接地面としてそのまま維持されなければならず、他の全ての信号は最上層にルーティングされるべきである。地面に底面を作る利点はいくつかあります。

接地は通常回路内で最も一般的な接続である。あなたは底層にボード全体のすべてのGNDネットワークを接続することができます。

回路基板の機械的強度を高める。

回路の全ての接地接続のインピーダンスを減らして、信号伝導ノイズを減らす。

回路内の各ネットワークに分散キャパシタンスを付加することにより、放射ノイズを抑制することができる。


は、回路基板の下から放射ノイズをシールドすることができます。

スリー, 多層板


その利点にもかかわらず、両面パネルは、特に高感度または高速回路設計のための最良の構成方法ではない。したがって、高速設計のために、通常、多層基板を設計用に使用する。最も一般的な板厚は1.6 mmであり、材料はFR−4であり、独立したGNDまたはパワー層などがある。多層基板自体に注目すべきPCB設計事項が多い。多層基板設計のいくつかの明白な理由を明らかにしなければならない。


独立した電源および接地接続配線層を有する。電源が同じプレーン上にある場合、他の同じ電源網は、ビアを加えることによって、一緒に接続されることができる。


ルーティングのためのより多くのルーティングスペースを提供することができる信号ルーティングのために、他の層を使用できます。


電源とグランドプレーンとの間に容量が分布し、高周波ノイズが低減される。

しかしながら、多層基板の他の理由は、以下のように、明らかでないか直観的でない場合があります。

より良いEMI / RFI抑制。イメージプレーン効果のため、それはマルコニ時代から知られていました。導体が平行な伝導の表面の近くに置かれるときに、大部分の高周波電流は導体の下で直接戻り、反対方向に流れる。平面内の導体の鏡像は伝送線路を形成する。伝送線路の電流は等しく、逆であるので、放射ノイズによって比較的影響を受けない。それは非常に効率的に信号を結合します。イメージプレーン効果は地面とパワープレーンと同じくらい有効です、しかし、彼らは連続しなければなりません。任意のギャップや不連続性は、有益な効果が迅速に消失する原因となります。

小さなバッチ生産の全体的プロジェクトコストを削減する。多層基板の製造コストは相対的に高いが、FCC又は他の機関のEMI/RFI要求は設計の高価な試験を必要とする。問題があるならば、さらなるテストのためにPCBを再設計するために押し下げられる必要があるかもしれません。2層pcbと比較して,多層pcbのemi/rfi性能は20 db改善できた。出力が小さいならば、最初により良いPCBを設計することは意味があります。様々な信号層間のクロストークを効果的に防止する。

製造工程の要件は比較的高い. 2層板に比べて PCB設計, そんなに難しくない.