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PCBブログ - PCBレイアウトボードの原理と重要性

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PCBレイアウトボードの原理と重要性

2023-04-23
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Author:iPCB

PCBレイアウトボードとは、回路の流れに基づいて各種機能回路ユニットの位置を配置し、レイアウトを信号の流れに便利にし、信号をできるだけ方向に一致させることを意味します。各機能ユニットのコアコンポーネントを中心に配置されています。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。


PCBレイアウトボード

PCBレイアウトボード


PCBレイアウトボードの原理:

1.コンポーネント配置規則

1.通常、すべてのコンポーネントは印刷回路の同じ側に配置されている必要があります。トップ層コンポーネント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などの高さが限られ、発熱量が低いデバイスが底層に配置されます。

2.電気的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配置して、清潔さと美しさ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。部品の配置はコンパクトにし、入出力部品はできるだけ離れなければならない。

3.一部の部品や電線の間には高電位差が存在する可能性があり、放電や破壊による予期せぬ短絡を回避するために、それらの間の距離を増やすべきである。

4.調整する時、電圧の高い部品はできるだけ手の届きにくい領域に配置しなければならない。

5.板縁部に位置する部品は、板縁部から少なくとも2つの板厚

6.アセンブリは均等に分布し、プレート表面全体に均等に間隔を空けなければならない。


2.PCB信号方向レイアウトボードの原理による

1.一般的に、各機能回路ユニットの位置は、各機能回路のコアコンポーネントを中心にして信号ストリームに基づいて1つずつ配置され、その周りに配置される。

2.コンポーネントのレイアウトは信号の流れを容易にし、信号ができるだけ同じ方向に保たれるようにしなければならない。ほとんどの場合、信号の流れ方向は左から右または上から下に配置されており、入出力端子に直接接続されたコンポーネントは入出力コネクタまたはコネクタの近くに配置されている必要があります。


3.電磁干渉防止

1.放射電磁界が強い部品と電磁誘導に敏感な部品については、それらの間の距離を増加または遮蔽し、部品の配置方向は隣接するプリント配線と交差しなければならない。

2.高電圧デバイスと低電圧デバイスの混合をできるだけ避け、強い信号デバイスと弱い信号デバイスの交錯を避ける。

3.変圧器、スピーカ、インダクタなどの磁場を発生する部品については、レイアウト時に印刷配線上の磁場線の切断を減らすことに注意しなければならない。隣接するコンポーネントの磁場方向は、それらの間の結合を減らすために互いに垂直でなければならない。

4.干渉源を遮蔽し、遮蔽カバーは良好に接地しなければならない。

5.高周波回路において、素子間の分布パラメータの影響を考慮すべきである。


4.熱干渉の抑制

1.加熱素子の場合、放熱に有利な位置を優先的に選択しなければならない。必要に応じて、個々のヒートシンクまたは小型ファンを取り付けて、温度を下げ、隣接するアセンブリへの影響を減らすことができます。

2.集積ブロック、高レートトランジスタ、抵抗器などの消費電力の高い部品は、放熱しやすい領域に配置し、他の部品と一定の距離を隔てなければならない。

3.熱センサは測定素子に近づき、高温領域から離れ、他の熱電力等価素子の影響を受け、誤操作を起こさないようにしなければならない。

4.アセンブリを両側に配置する場合、下地には通常、加熱要素は配置されません。


5.調整可能部材の配置

ポテンショメータ、可変コンデンサ、可変インダクタンスコイル、マイクロスイッチなどの可変部品の配置は、機械全体の構造要件を考慮しなければならない。機械の外部で調整する場合、その位置はシャーシパネル上の調整つまみの位置に適合しなければならない。内部で調整する場合は、プリント基板の調整領域に配置する必要があります。


PCBレイアウトボードの注意事項

1.電気的性能に応じて、デジタル回路領域、アナログ回路領域、電源駆動領域に分けられる。

2.同じ機能を持つ回路はできるだけ近くに配置し、各部品の配線が最も簡潔であることを確保しなければならない。同時に、各種機能ブロック間の接続を最も簡潔にする。

3.良質な部品は取り付け位置と強度を考慮しなければならない、加熱素子は温度感知素子とは別に配置しなければならない。

4.I/Oドライブアセンブリはプリントボードの縁にできるだけ近づき、出力コネクタに近づかなければならない。

5.クロックジェネレータは、できるだけクロックを使用するデバイスに近づくべきである。

6.各集積回路の電源入力ピンとグランドとの間にデカップリングコンデンサを追加する、回路基板の空間が密集している場合は、いくつかの集積回路の周りにタンタル電気容器を追加します。

7.リレーコイルに放電ダイオードを取り付ける。

8.レイアウトには平衡が要求され、密度は秩序があり、過重や過重は望ましくない。

9.部品を配置する時、部品の実際の寸法と相対位置を考慮し、同時に回路基板の電気性能及び生産実装の実行可能性と利便性を保証し、それを整然と美しくする。


レイアウトボードの重要性:

1.PCBレイアウトはプリント基板配線の配線速度を決定し、特に単一パネルについて。合理的なレイアウトは100%の配線率を実現することができ、それによってジャンパを減少させ、分布パラメータの導入を避けることができる。

2.PCBのレイアウトは、レイアウト構造のレイアウトにおいて配線回路の最小面積を考慮すべき電源線とアース線のレイアウトを決定する。特に、ICデバイスの回路を敷設する際には、配線中にICデバイス全体の電源と接地リング面積を最大限に減少させ、放射結合と高周波ノイズを減少させるために、デカップリングコンデンサを電源と接地に近いピンに配置しなければならない。

3.素子を配置する際、相互接続された素子は相対的に集中的に配置され、これにより配線中の配線密度を増加させ、それにより印刷銅線を最短にし、インピーダンスを低下させ、印刷板全体の耐ノイズ性を高めることができる。

4.高速回路において、水晶発振器のように、できるだけ素子のピン、特に高周波素子間のレイアウトに近づけて、最短の配線を実現し、接続線間の電磁干渉を低減しなければならない。

5.素子レイアウトは均一に分布し、導電層の導電面積を配線時に相対的にバランスさせ、放熱ムラによる印刷板の反りを防止しなければならない。

6.アナログ回路とデジタル回路の両方がある場合、アナログ回路とデジタル回路部分を合理的に配置する必要がある、リレーコイル、大電流、高圧スイッチなどの深刻なノイズを発生させる部品については、配線中の信号結合を最小限に抑え、電磁干渉を減らすために、できるだけその位置を最適化し、調整します。


簡単に言えば、PCBレイアウトボードは配線に重要な影響を与えている。各部品の合理的な配置と配線により、プリント基板の部品が整然とし、配線が均一で、電子干渉をよりよく抑制し、低減し、耐干渉能力を高めることができる。