PCBブログ - 高品質PCB設計におけるPCBレイアウトの一部要件

プリント基板設計の品質を保証するために、PCB基板を設計する際には、PCB基板図の配線部分が要求に合致しているかどうかに注意しなければならない。コンポーネントレイアウトが合理的なコンポーネントレイアウトは、高品質PCBレイアウトを設計するための基本的な前提です。コンポーネントレイアウトの要件には、主に取り付け、力、熱、信号、美学が含まれます。1.1。インストールとは、PCBボードが特定のアプリケーションにおいてシャーシ、ハウジング、スロットにスムーズにインストールされるための一連の基本的な要件であり、スペース干渉やショートなどの事故を回避し、指定されたコネクタをシャーシまたはハウジング上の指定された位置に保持することを意味します。必要です。私はここで詳細については話しません。

1.2.ForceThe 回路板は設置および作業中に様々な外部力および振動に耐えられるべきです。この理由から、PCB板は合理的な形状を持つべきであり、板上の様々な穴（ねじ穴、特別な形状の穴）の位置は合理的に配置されるべきです。一般的に,穴と板の端の間の距離は,少なくとも穴の直径より大きくなるべきです.同時に,特別な形の穴によって引き起こされるプレートの弱い部分も十分な特特特曲折強度を持つ必要があることにも注意すべきです.特に,ボード上のデバイスシェルから直接"拡張"するコネクタは,長期的な信頼性を確保するために合理的に固定する必要があります.1.3.熱 熱発生が深刻な高電力デバイスでは,散熱条件を確保するに加えて,適切な位置に置くことにも注意する必要があります.特に洗練されたアナログシステムでは,これらのデバイスによって生成される温度フィールドの脆弱なプレアンプ回路に対する有害な影響に特別な注意を払う必要があります.一般的に,非常に大きな力を持つ部品は別々のモジュールに作られ,それと信号処理回路の間に特定の熱隔離措置を講じる必要があります.1.4.信号信号干信はPCBのレイアウト設計で考慮すべき重要な要因です.いくつかの基本的な側面は:弱い信号回路は強い信号回路から分離または隔離されています;ACパートはDCパートから分離されます。高周波部分は低周波部分から分離されます。信号線の方向に注意を払う;地面ワイヤーのレイアウト;測定。これらは多くの論文で繰り返し強調されており、ここでは繰り返されません。美しい部品のきれいで秩序のある配置を考慮するだけでなく,優雅で滑らかな配線を考慮する必要があります.一般的な世俗人は時には前者を強調するため,回路設計の利弊を片面的に評価するために,製品のイメージのために,性能要件が厳しくないときは前者に優先順位を与えるべきです.しかし,高性能の場合,二面板を使用しなければならず,回路板もその中に閉じ込まれている場合,通常は見えず,痕跡の美学に優先すべきです.次のセクションでは,配線の"美学"について詳しく説明します.

2.配線原理一部の文献では一般的ではない耐干渉対策について以下に詳述する。実際の応用において、特に製品試作において、依然としてデュアルパネルが大量に使用されていることを考慮して、以下の内容は主にデュアルパネルを対象としている。接線の「美学」が曲がるときは、直角を避け、できるだけ斜線や弧線を使って移行します。配線は整然と秩序正しく、集中的に配置しなければならず、異質信号の相互干渉を回避するだけでなく、検査と修正も容易である。デジタルシステムでは、同じ陣営の信号線（データ線やアドレス線など）間の干渉を心配する必要はありませんが、読み書きやクロックなどの制御信号は地線で隔離して保護しなければなりません。地上を大面積に敷設する場合（以下、さらに検討する）には、接地線（実際には地上の「表面」であるべき）と信号線との間に合理的かつ等しい距離を保ち、短絡や漏電を防止しながらできるだけ接近する。弱電システムの場合は、アースと電源ケーブルをできるだけ近づける必要があります。表面実装部品を使用するシステムでは、信号線は前面まで延びている必要があります。接地線配置は文献には接地線の重要性と配置原則に関する議論が多いが、実際のPCBボードにおける接地線配置の詳細な正確な紹介はまだ不足している。私の経験では、システムの信頼性を高めるために（実験プロトタイプを作るだけではなく）、アース線の重要性はどのように強調しても過言ではありません。特に弱い信号処理では。そのためには、「大面積舗装」の原則を全力を尽くして実行しなければならない。地面を敷設する場合は、分散した場所が他の線で分離されていない限り、メッシュ状にする必要があります。グリッドアース線の熱特性と高周波導電性は、アース線全体よりはるかに優れている。両面配線では、信号線を配線するために接地線を分離しなければならない場合があり、十分に低い接地抵抗を維持するのに非常に不利である。そのためには、「安定した」接地電流を確保するために一連の「インテリジェント」な手段を使用する必要があります。これらのテクニックには、サーフェスパッチアセンブリを大量に使用して、地面にあるはずのスペースを排除することが含まれます。正面空間を十分に利用する：大量の表面実装部品を使用する場合、できるだけ信号線を最上階まで行かせ、底面に「無私」のアース線を与える。これは無数の小技に関連しており、私自身が書いた「PCB」ボードの技の一つ：ピン交換には技があり、似たような呪文がたくさんあり、将来は次から次へと書く。信号線を合理的に配置し、プレート上の重要な領域、特に「腹部」（これはプレートアース全体の通信に関連する）を「付与」することは、設計さえしっかりしていれば可能である。前後の調整：プレートの片側では、アース線が本当に「仕方がない」場合があります。それでは、両側の配線を互いに調整してみることができます。対応する位置に十分な空間を持ってアース線を敷設し、それから十分で適切な位置にあるスルーホール（スルーホールが大きな抵抗を持つことを考慮して）を通過し、この「ブリッジ」を通じて信号線に通過される。海峡両岸は強制的に分割されたが、それは望んでおらず、統一が期待されており、十分な導電性を持つ全体に接続されている。犬が壁を飛び越えるポイント：巨大な地線が場所を見つけられず、信号線に切断されたくないとき、この信号を悔しい思いをさせ、ジャンパ線で歩く。時には、私はただ1本の裸の線を引きたくなくて、この信号はちょうど抵抗器あるいはその他の“長い足”の設備を通じて、私は合理的にこの設備のピンを延長することができて、それにジャンパの2重の機能を持たせて、信号を伝えるだけでなく、ジャンパの下品な名前を避けることができます。もちろん、ほとんどの場合、私はいつもこのような信号を正しい場所に通過させ、地線との交差を避けるために観察と想像を必要とします。最小原則：接地電流の経路は合理的であり、大電流と弱信号電流は並列に移動してはならない。場合によっては、合理的なパスを選択し、地線の列には不合理な配置があることがあります。ちなみに、「あなたはお母さんを信じることができますが、決してあなたの立場を信じないでください」という名言があります。信号処理が極めて弱い（マイクロボルト未満）場合、手段が保証されていても、接地電位の一致性を維持するために、回路上のキーの接地電位差は処理中の信号の幅を超え、少なくとも同じ数段を超えている。静電位が適切であっても、瞬時電位差は大きくなる可能性がある。この場合、まず原則として、回路の動作はできるだけ地上電位とは独立しなければならない。2.3。電源線レイアウトと電源フィルタ一般文献では、電源線はできるだけ厚くすべきだと言われていますが、私はあまり同意しません。高出力の場合（平均電源電流が1秒以内に1 Aに達する可能性がある）のみ、十分な電源線幅を確保する必要があります（私の経験によると、1 A電流あたり50 milはほとんどの場合のニーズを満たすことができます）。信号干渉を防ぐためだけであれば、電源ケーブルの幅は重要ではありません。さらに、より細い電源ケーブルの方が有益な場合もあります！電源の品質は一般的にはそれだけではなく、電源の変動と重畳の干渉にあります。電源干渉を解決する鍵はフィルタ容量！もしあなた方の応用が電気エネルギーの品質に厳しい要求があれば、お金をけちけちしてフィルタコンデンサを買うな！フィルタコンデンサを使用する際には、回路全体の電源入力端子に「総」フィルタ処理が必要であり、様々なタイプのコンデンサが互いに整合しなければならず、「同じものは少なくてはならない」、少なくともデジタルJにとっては悪くない。システムは少なくとも100 uF電解+10 uFタンタル+0.1 uFパッチ+1 nFパッチが必要である。高周波（100 kHz）100 uF電解＋10 uFタンタル＋0.47 uFパッチ＋0.1 uFパッチ。交流シミュレーションシステム：直流及び低周波シミュレーションシステム用：1000 uF｜1000 uF電解＋10 uFタンタル＋1 uFパッチ＋0.1 uFパッチ。各重要なチップの周りにはフィルタコンデンサのセットが必要です。デジタルシステムでは、0.1 uFパッチは一般的に十分であり、重要なチップや動作電流の大きいチップにも10 uFチップタンタルまたは1 uFチップを接続し、動作周波数の高いチップ（CPU、結晶発振器）にも10 nF｜470 pFまたは1 nFを接続しなければならない。コンデンサはできるだけチップの電源ピンに近づき、できるだけ直接接続し、小さいほど近くなるようにしなければならない。チップフィルタキャパシタの場合は、内部（フィルタキャパシタからチップ電源ピンまで）をできるだけ厚くする必要があります。複数の細い線を並べて使用できるようにするとよいでしょう。フィルタコンデンサによって低（AC）インピーダンス電圧源を提供し、AC結合干渉を抑制することにより、コンデンサピンの外の電源線（主電源からフィルタコンデンサまでの部分を指す）はそれほど重要ではなく、線幅は厚すぎる必要はなく、少なくともこのために大量の印刷回路基板積分を占有する必要はない。