完璧なPCBの配置を教えます

新しい設計を開始する際,ほとんどの時間は回路設計と部品選択に費やされます. PCBのレイアウトとルーティング段階では,経験不足のために,十分に考慮されていないことがよくあります.

Failure to provide sufficient time and energy for the design during the PCB layout and routing phase may result in problems during the manufacturing phase or functional defects when the design is transformed from the digital realm into physical reality.

製造可能なPCBを設計する際に知っておくべき 6つの設計ガイドラインを探りましょう.機能的で信頼性の高いPCB.

コンポーネントのレイアウトを微調整

PCBのレイアウトプロセスのコンポーネント配置段階は,科学と芸術の両方であり,ボード上に利用可能な主要なコンポーネントの戦略的検討を必要とします.この過程は 困難なものですが電子部品を配置する方法によって 板の製造が簡単で 元の設計要件を満たす程度が決まります

コンポーネントの配置には,コンネクタ,プリント回路板の設置装置,電源回路,精密回路,重要な回路などを配置する一般的な順序があります.,特別なガイドラインも考慮に入れる必要があります

その中には:

• オリエンテーション - 類似した部品が同じ方向に配置されていることを確認することは,効率的でエラーのない溶接プロセスを達成するのに役立ちます.
• 配置 - 大きい部品の溶接により小さな部品が影響を受け, монтажに問題が生じる場合,より小さな部品を大きな部品の後ろに置くのを避ける.
• Organization - It is recommended that all surface mount (SMT) components be placed on the same side of the board and all through-hole (TH) components be placed on the top of the board to minimize assembly steps.

最後に注意すべきPCB設計ガイドラインは,混合技術部品 (透孔と表面マウント部品) を使用する場合,製造者はボードを組み立てるために追加のプロセスを要求することがあります.総コストを増加させるでしょう.

チップコンポーネントの良好な方向性 (左) と欠陥のチップコンポーネントの方向性 (右)

部品の配置が良い (左) 部品の配置が悪い (右)

正しく電源,地面と信号の痕跡を置く

配列が配置されたら 信号がきれいに 問題を伴わない経路を 確保するために 電力,地面,信号の軌跡を 配置できますいくつかのガイドラインを忘れないでください.:

▶ 1) 電力 層 と 地面 層 の 位置
板の内部に電源と地面平面層を配置し,それらを対称と中心に保持することが常に推奨されています.これはあなたのボードを曲がるのを防ぐのに役立ちます.部品が正しく配置されていることも重要です.

ICの電源を供給するには,各電源に共通チャネルを使用し,強固で安定した線幅を確保し,部品から部品への電源接続を避けることが推奨されます.

▶ 2) 信号ケーブルのルーティング接続
次に,シグナル線を図示のように接続します.常に可能な限り短い経路とコンポーネント間の直接ルーティングをとることが推奨されます.

電路板の部品を水平方向に配置する必要があります.線路を縦に移動します.

この方法により,溶接中に溶接物が移動するにつれて,部品は水平方向に固定されます.これは下図の上部に示されています.下の図の下半部の信号経路パターンは,溶接中に溶接器が流れるとコンポーネントの偏向を引き起こす可能性があります..

推薦の布線方式 (矢頭指示 料流動方向)

推薦されない経路 (矢印は溶接流の方向を示します)

▶ 3) ネットワーク の 幅 を 定義 する

必要な網幅を決定する.この基本的な要件を考慮して,0.低電流のアナログ信号とデジタル信号では010' (10ミリ) の幅が推奨されます.この変換を簡単にするための無料のライン幅計算機があります.

効果的な隔離

電源回路の電圧と電流の高峰が 低電圧の電流制御回路に 干渉するのを 経験したことがあるかもしれませんこのガイドラインに従ってください:

• 隔離 - 各電源の電源と制御グラウンドが分離されていることを確認します.できるだけ電源経路の終わりに近づいてください.
• 配置 - 中層に地面平面を配置した場合は,電源回路の干渉のリスクを軽減し,制御信号を保護するために,小さな阻害経路を配置してください.デジタルとアナログを分離するために同じガイドラインに従うことができます.
• カップリング - 大規模な地面平面を配置し,その上下を走行線を配置することで容量的なカップリングを減らすには,アナログ信号線のみでアナロググラウンドを横断してみてください.

部品隔離例 (デジタルとアナログ)

熱の問題の解決

電気回路の性能が低下したり 電気回路板の損傷を 引き起こした熱問題を経験しましたか?多くの設計者が悩んでいる問題が発生しました冷却の問題を解決するために注意すべきポイントは以下の通りです

▶ 1) 問題 の ある 部分 を 特定 する
板から最も熱を散らす部品を考慮することです 板から最も熱を散らす部品は部品のデータシートで"熱耐性"の評価を最初に探すことで達成できますもちろん,部品の温度を低く保つために,散熱器と冷却扇を追加することもできます.重要な部品を高温源から遠ざけることを忘れないでください.

▶ 2) 熱気パッド を 追加 する
熱気パッドを加えることは,製造可能なボードの製造に有用であり,高銅含有成分および多層ボードの波溶接アプリケーションにとって重要です.プロセスの温度を維持するのは難しいので溶接過程を可能な限り簡単にするため,部品ピンの熱消耗速度を遅らせるため,常に透孔部品に熱気パッドを使用することが推奨されます.

熱気パッドに加えて,熱気パッドは,熱気パッドの位置に移動します.また,パッドがワイヤーに接続し,追加の銅ホイル/金属サポートを提供するための涙を追加することができます機械的および熱的ストレスを軽減します

典型的な熱気溶接パッド接続方法

熱気溶接パッド科学

多くの工場でプロセスやSMT技術を担当するエンジニアは,回路板の部品の溶接空,脱湿,冷溶接などの問題に直面することが多い.プロセス条件が変化するか,リフローオーブンの温度が調整されるかに関わらず鋼鉄の破産率は 必ずある

部品や回路板の酸化の問題を脇に置いて 根本的な原因を調査した後円盤のレイアウトデザインの欠如から生じる部品の特定の溶接脚は,銅の大きな領域に接続されていることです.これらの部品の溶接脚がリフロー溶接後に不十分な溶接を受けさせる手で溶接した部品の一部は,同様の状況により,誤った溶接または過熱の問題を抱え,一部は過熱により部品の溶接損傷を引き起こす可能性があります.

一般的には,PCB回路設計では,電源 (Vcc,VddまたはVss) と接地 (GND,Ground) として使用するための銅ホイールの大きな面積を敷設する必要があります.銅製のこの大きな領域は,通常,いくつかの制御回路 (IC) と電子部品のピンに直接接続されています.

通常は独立パッドよりも時間がかかる (つまり,加熱は遅くなる)熱が早く散らばります銅ホイルワイヤリングの片端が小さなレジスタンスや小型コンデンサなどの小さな部品に接続され,もう片端が接続されていない場合,溶融と固化時間が一致しないため,溶接の問題が容易に発生する可能性があります.. リフロー溶接温度曲線が正しく調整されず,予熱時間が不十分である場合,これらの部品の溶接脚は,大きな銅ホイルに接続され,簡単に溶融チンの温度に達することができません仮想溶接の問題を引き起こします

手動の溶接では,これらの部品の溶接脚が大きな銅製の薄膜に接続されると,熱はあまりにも早く散らされ,指定された時間内に完了することはできません.最も一般的な不良現象は,過剰溶接と誤った溶接です. 溶接器は部品の溶接脚にのみ溶接され,回路板のパッドに接続されません.外見から,溶接器のジョイント全体が球状になります.サーキットボードに溶接脚を溶接するために操作者が常に溶接鉄の温度を上昇させる場合,より深刻な状況です熱耐性温度を超え,気付かないうちに損傷する. 下の図のように.

蓋溶接器凍結溶接溶接器が空いている

解決策を見つけることができます 一般的に溶接の足によって引き起こされるこのタイプの溶接問題を解決するために,いわゆる熱救済パッドの設計を使用する必要があります下の図のように,左側のワイヤリングは熱気パッドを使用していないが,右側のワイヤリングは熱気パッドを使用している.パッドと大きな銅のホイールとの間の接触エリアに残ったわずかいくつかの小さな線溶接パッドの温度損失を大幅に制限し,よりよい溶接結果を達成することができます.

熱気溶接パッド (熱気溶接パッド) を使った比較

仕事を見ろ

デザインのプロジェクトが終わると 圧倒されやすいのですが 課題が発見されますこの段階での設計作業の二重・三重チェックは 製造の成功と失敗の違いを意味します.

品質管理のプロセスに 協力するために設計がすべてのルールと制約に完全に適合していることを確認するために,電気ルールチェック (ERC) とデザインルールチェック (DRC) から始めることを常にお勧めします.両方のシステムを使用して,簡単にギャップ幅,ライン幅,一般的な製造設定,高速要件,ショート回路,および多くのことを検査することができます.

ERC と DRC がエラーのない結果を出したら,シグナルのルーティングをチェックしてください.一度に1つの信号線で,情報を見逃していないことを注意深く確認します.また,PCBのレイアウト材料がスケーマと一致することを確認するために,設計ツールの探知とマスキング機能を使用してください.

設計,PCB,制限規則を二度確認する

結論

この5つの指針を踏まえて,PCB設計者は,機能的で製造可能な回路ボードを設計し,本当に高品質の印刷回路ボードを持つことができます..

良いPCB設計の実践は 成功に不可欠ですそしてこれらの設計規則は,すべての設計慣行における継続的な改善の実用的な経験を構築し,強化するための基礎を提供します.

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