PCB レイアウトの品質を迅速に向上させるための 6 つの詳細

コンポーネントのレイアウトプリント基板ボードは重要です。正しく合理的なレイアウトは、レイアウトをよりすっきりと美しくするだけでなく、印刷されるワイヤの長さと数にも影響します。マシン全体のパフォーマンスを向上させるには、適切な PCB デバイス レイアウトが非常に重要です。

では、レイアウトをより合理的にするにはどうすればよいでしょうか?今日は「PCB 基板レイアウトの 6 つの詳細」を共有します。

01. 無線モジュールを使用した基板レイアウトのポイント

アナログ回路とデジタル回路を物理的に分離します。たとえば、MCU と無線モジュールのアンテナ ポートを可能な限り遠ざけます。

高周波デジタル配線、高周波アナログ配線、電源配線、その他の敏感なデバイスを無線モジュールの下に配置することは避けてください。モジュールの下に銅線を敷設することができます。

ワイヤレス モジュールは、変圧器や高出力電源からできるだけ遠ざける必要があります。インダクタ、電源、その他電磁干渉の大きな部品。

オンボード PCB アンテナまたはセラミック アンテナを配置する場合、モジュールのアンテナ部分の下の PCB をくり抜き、銅を敷設せず、アンテナ部分をできるだけ基板に近づける必要があります。

RF 信号または他の信号ルーティングはできるだけ短くする必要があり、干渉を避けるために他の信号はワイヤレス モジュールの送信部分から遠ざける必要があります。

レイアウトでは、ワイヤレス モジュールには比較的完全な電源グランドが必要であること、RF 配線にはグランド ホール用のスペースを残す必要があることを考慮する必要があります。

ワイヤレス モジュールに必要な電圧リップルは比較的高いため、モジュールの電圧ピンの近くに 10uF などのより適切なフィルタ コンデンサを追加することが最善です。

ワイヤレス モジュールは送信周波数が高く、電源の過渡応答に関して特定の要件があります。設計時に優れた電源ソリューションを選択することに加えて、電源を最大限に活用するには、レイアウト時に電源回路の合理的なレイアウトにも注意を払う必要があります。ソースのパフォーマンス。たとえば、DC-DC レイアウトでは、リターン フローを確保するためのフリーホイーリング ダイオードのグランドと IC のグランド間の距離、およびリターン フローを確保するためのパワー インダクタとコンデンサの距離に注意を払う必要があります。

02. 線幅と行間の設定

線幅と線間隔の設定は、基板全体のパフォーマンス向上に大きく影響します。トレース幅とライン間隔を適切に設定すると、電磁適合性と基板全体のさまざまな側面を効果的に改善できます。

たとえば、電源ラインの線幅設定は、機械負荷全体の電流サイズ、電源電圧サイズ、PCB の銅の厚さ、配線の長さなどから考慮する必要があります。通常、幅のある配線は、 1.0mm および 1oz (0.035mm) の銅の厚さは、約 2A の電流を流すことができます。ライン間隔を適切に設定すると、一般的に使用される 3W 原理などのクロストークやその他の現象を効果的に低減できます (つまり、ワイヤ間の中心間隔がライン幅の 3 倍以上であるため、電界の 70% を防ぐことができます)。相互に干渉します）。

電源配線: 負荷の電流、電圧、PCB 銅の厚さに応じて、通常、電流は通常の動作電流の 2 倍に確保する必要があり、ライン間隔は可能な限り 3W 原則を満たす必要があります。

信号ルーティング: 信号伝送速度、伝送タイプ (アナログまたはデジタル)、ルーティング長およびその他の総合的な考慮事項に従って、通常の信号線の間隔は 3W 原理を満たすように推奨され、差動線は別途考慮されます。

RF ルーティング: RF ルーティングの線幅は特性インピーダンスを考慮する必要があります。一般的に使用される RF モジュールのアンテナ インターフェイスの特性インピーダンスは 50Ω です。経験によれば、≤30dBm (1W) の RF 線幅は 0.55mm、銅線間隔は 0.5mm です。基板工場の協力により、より正確な約 50Ω の特性インピーダンスも得られます。

03. デバイス間の間隔

プリント基板 レイアウトの際、デバイス間の間隔を考慮する必要があります。間隔が小さすぎると、はんだ付けが発生しやすくなり、生産に影響を及ぼします。

推奨距離は次のとおりです。

同様のデバイス: ≥0.3mm

異なるデバイス: ≥0.13*h+0.3mm (h は周囲の隣接するデバイスの最大高さの差)

手動はんだ付けのみが可能なデバイス間の距離は ≥1.5mm を推奨します。

DIP デバイスと SMD デバイスも生産時に十分な距離を維持する必要があり、1 ～ 3 mm にすることをお勧めします。

04. ボードエッジとデバイスおよびトレース間の間隔制御

プリント基板 のレイアウトと配線の際、基板端からのデバイスとトレース間の距離設計が適切かどうかも非常に重要です。例えば、実際の生産工程では、ほとんどのパネルが組み立てられます。したがって、デバイスが基板端に近すぎると、PCB を分割するときにパッドが脱落したり、デバイスが損傷したりする可能性があります。ラインが近すぎると、生産中にラインが断線しやすくなり、回路機能に影響を与えます。

推奨される距離と配置:

デバイスの配置: デバイスのパッドをパネルの「V カット」方向と平行にすることをお勧めします。これにより、パネル分離中にデバイスのパッドにかかる機械的応力が均一になり、力の方向が同じになり、パッドが破損する可能性が低くなります。落ちていく。

デバイスの距離: 基板の端からのデバイスの配置距離は ≥0.5mm

トレース距離: トレースと基板の端の間の距離は ≥0.5mm

05. 隣接するパッドとティアドロップの接続

IC の隣接するピンを接続する必要がある場合は、IC ピンのショートを防ぐために、パッド上で直接接続せず、パッドの外側にリードして接続するのが最善であることに注意してください。生産中に回路がオンになります。また、隣接するパッド間の線幅にも注意する必要があり、電源ピンなど一部の特殊なピンを除いて、IC のピンのサイズを超えないことが最善です。

ティアドロップは、線幅の突然の変化によって引き起こされる反射を効果的に低減し、トレースをパッドにスムーズに接続できるようにします。

ティアドロップを追加することで、トレースとパッド間の接続が衝撃によって簡単に破損するという問題が解決されます。

外観の観点からは、ティアドロップを追加すると、PCB がより合理的で美しく見えるようになります。

06. パラメータとビアの配置

ビアサイズ設定の妥当性は、回路のパフォーマンスに大きな影響を与えます。適切なビア サイズの設定には、ビアに流れる電流、信号の周波数、製造プロセスの難易度などを考慮する必要があるため、PCB レイアウトには特別な注意が必要です。

さらに、ビアの配置も重要です。ビアがパッド上に配置されている場合、製造時にデバイスの溶接不良が発生しやすくなります。したがって、ビアはパッドの外側に配置されるのが一般的です。もちろん、非常に狭いスペースの場合は、パッド上にビアを配置し、基板メーカーのメッキ工程でビアを配置することも可能ですが、製造コストが増加します。

ビア設定のポイント:

さまざまな配線のニーズに応じて、さまざまなサイズのビアを PCB に配置できますが、生産上の大きな不便とコストの増加を避けるために、通常は 3 種類を超えることはお勧めできません。

ビアの深さと直径の比は、一般に 6 倍以下です。これが 6 倍を超えると、穴の壁に均一に銅めっきを行うことが困難になるためです。

ビアの寄生インダクタンスと寄生容量にも注意を払う必要があり、特に高速回路では、その分散性能パラメータに特別な注意を払う必要があります。

ビアが小さく、分布パラメータが小さいほど高速回路に適しますが、コストも高くなります。

以上6点が今回整理したPCBレイアウトの注意点であり、皆様の参考になれば幸いです。