エレクトロニクスの世界では, PCB トレースは効率的な動作を確保する上で重要な役割を果たします. プリント基板上のこれらの経路 (PCB) 信号の流れを促進する, 力, そしてデータ, 電子部品の接続. PCB トレースの重要性と機能を理解することは、エンジニアや設計者にとって非常に重要です. 適切なトレース幅, 長さ, インピーダンス, ルーティングは不可欠です. この包括的なガイドでは、トレース設計の原則について説明します。, トレース幅の計算, より良いデザインのための提案, トレース修復技術.
PCB トレースとは何ですか?
PCB トレースは、電子コンポーネントを接続するプリント基板上の導電性経路です。. 通常、異なるコンポーネント間で電気信号を伝達する銅またはその他の導電性材料の細い線です。, 集積回路など, 抵抗器, コンデンサ, およびコネクタ, PCB上. これらのトレースは、特定の電気特性を維持しながら信号と電力を伝送するように設計されています。, インピーダンスなどの, シグナルインテグリティ, 電磁干渉を最小限に抑える (EMI). PCB トレースのレイアウトと設計は、電子デバイスの全体的なパフォーマンスと機能において重要な役割を果たします。.
理解する PCB トレースの厚さ
PCB トレースの厚さは、トレースの電流伝達能力を決定する上で重要な役割を果たします。, 熱放散を処理する, 外部要因に抵抗します. 配線を厚くすると過熱することなく、より高い電流レベルを流すことができます。, 電気的故障のリスクを軽減する. さらに, トレースを厚くすると、より効果的に熱を放散することもできます。, コンポーネントの信頼性の確保. 一方, トレースが薄いため、よりコンパクトな設計とより細かい配線が可能になります。, ただし、通電容量と熱放散の点で制限がある場合があります。. PCB の設計者と製造者は、適切な配線の厚さを決定する際に、回路の特定の要件を慎重に考慮します。, 現在の要件などのバランス要因, スペースの制約, シグナルインテグリティ, 最適なパフォーマンスと信頼性を実現するための熱に関する考慮事項.
一般的な PCB トレースの厚さの範囲が利用可能です, 通常はインチまたはミリメートルで測定されます. これらには以下が含まれます 0.008 インチから 0.240 インチ (または 0.2 mmから 6.0 んん). 具体的な例としては、次のようなものがあります。 0.2 んん, 0.4 んん, 0.5 んん, 0.8 んん, 1.0 んん, 1.5 んん, 2.0 んん, 2.3 んん, 等々.
PCB の配線幅の計算方法
通常, 専門的な計算機を使用して、業界標準に基づいてトレース幅を計算します。, 以下では、IPC2221 と IPC2152 という 2 つの最も一般的な規格を紹介します。:
IPC 2221:
で紹介されました 1954, IPC 2221 コンピュータは、チャートと公式 I=kΔTbAc の組み合わせを使用して、トレースを流れる電流を決定します。. k の値は、配線が表示されているかどうかによって異なります。 (0.048) または内部 (0.024). 気温の変化, デルタ T として表されます, 重要な役割を果たします. さらに, b は一定のままです 0.44, 一方、A はトレースの断面積を表します. 計算プロセス中に正確な結果を得るには、指定された範囲内の値を使用することが重要です. 電流の範囲は次のとおりです。 0 そして 35 アンペア, ただし、銅線の幅は以下を超えてはなりません 0.5 オンス以下になる 3 オズ. トラック幅の選択は次の範囲内になります。 0 に 10.16 んん. さらに, 温度は次の間で変動します 10 そして 100 摂氏.
IPC 2152:
IPC2221との比較, IPC2152の開発時間が更新されました, 回路基板の材質や厚さなどの関連パラメータも十分に考慮されています。, 計算結果がより正確になります. 単純な計算式だけに頼る時代は終わった, より洗練された技術的手法の採用に道を譲る. 最初は, 初期断面積を確立するためにチャートが使用されます。. 続いて, パラメータは、次のような相関係数を導出するために使用されます。 PCBの厚さ. これに続いて, 未調整の断面積に係数を掛けます。, 調整された断面積を得る.
提案 にとって より良い PCB トレース設計
適切な PCB トレース設計が重要です, 全体的なパフォーマンスに影響を与える, 機能性, そして基板の信頼性. 以下にデザインのヒントをいくつか示します:
- ルーティングオプション
配線は手動配線と自動配線に分類できます。. 自動配線は PCB 設計ソフトウェアの不可欠な機能ですが、, デザイナーはこの機能だけに頼ることはできません. 設計者の創造性と柔軟性を発揮するには手動配線が不可欠です, 自動ルーティングは主に時間節約ツールとして機能するため.
- PCB トレースの幅の選択
PCB トレース幅の選択は回路動作において非常に重要です。. PCB パターンの幅が静電容量を処理し、電流がスムーズに流れるのに適切であることを確認することが重要です。. 回路基板の過熱を防ぐには、最小幅を正確に決定することが不可欠です, これは熱管理と全体的なパフォーマンスに直接影響します。.
- グランドプレーンに接続する
すべての個々の PCB トレースにわたって一貫した電圧測定を保証するため, 各トレースを個別の接地点ではなく接地面に接続することが重要です. グランドプレーンは、すべてのトラックの共通の基準点として機能します。, 電圧と抵抗の変動を防ぐ. これを達成するために, 信号伝送パスの下に固体のグランドプレーンを作成することをお勧めします。, ノイズ耐性を高め、インピーダンスを下げることができるため、. さらに, 電源プレーンとグランドプレーンを基板の最内層に配置すると、基板の曲げによるコンポーネントの歪みや分離を防ぐことができます。.
- 容量結合を最小限に抑える
影響を最小限に抑えるには、 容量結合 隣接するトラックとグランドプレーンによって引き起こされる, 電源とアナログ信号専用の PCB トレースを分離することをお勧めします。. この分離により、グランド プレーンの上下のトラック間の不要な容量結合が軽減されます。. さらに, デカップリング コンデンサの使用は、実際の回路設計における容量結合を軽減するための効果的かつコスト効率の高い手段です。.
- セパレート高速&低速信号
クロストークと干渉を最小限に抑えるために、高速信号トレースを低速信号から分離します。. これは、異なる層にトレースを配線するか、絶縁バリアとしてグランドプレーンを使用することによって実現できます。.
PCB トレースを修復する方法?
PCB トレースの問題を修復する方法に関する知識を獲得することも同様に重要です。. 電源ユニットに表示不良や異音などの異常が発生した場合, PCB トレース修復の必要性を示します。. 以下は、PCB トレース修復の詳細な手順です。:
- PCB 上の損傷したトレースを特定することから始めます.
- 切削工具を使用して損傷した痕跡を慎重に除去します, 近くのコンポーネントを傷つけないように注意する.
- 損傷した部分が銅色になるまで洗浄します。, 露出した領域にはんだを塗布します.
- クリーニング ペーパー タオルまたは溶剤クリーニング ペンを使用して、修復領域を掃除します。. 既存のトラックにフラックスを塗布し、はんだごてを使用してトラックの両方のセクションをはんだ付けします。.
- 状態が良く、適切なサイズの適切な交換用ワイヤーを選択してください。.
- 交換用ワイヤーの端に錫メッキをする.
- 交換用ワイヤーが適切であれば, 両端の絶縁体を取り外し、所定の位置にはんだ付けします.
- 交換用ワイヤーの一端をはんだ付けします. 新しいワイヤのセクションが、PCB トレースの幅の少なくとも 2 倍だけ既存のトレースと重なるようにしてください。. ワイヤーをテープで固定する, 重なり部分にフラックスを塗布する, ワイヤーをはんだ付けする, そして一緒にそれを追跡します.
- 特定のニーズや要件に応じてワイヤーを柔軟に成形します.
- テープや接着剤などのツールを使用して、ワイヤを回路基板の表面にしっかりと取り付けます.
- 最後に, 交換用ワイヤーのもう一方の端をはんだ付けします.
- はんだ付け後, 修復プロセスを完了し、接続が正常であることを確認します. 残った残留物や汚れをきれいにします.
最終的な考え
適切な PCB トレース配線によりボードのパフォーマンスが保証されます, 信頼性, そして費用対効果, 作る PCBデザイン 製造が容易になる. したがって, PCB トレースの基本的な知識と配線設計スキルを理解することが非常に必要です. 大手プリント基板メーカーとして, MOKO Technology は回路基板のあらゆる知識に精通しています, PCB トレースについてまだ質問がある場合, あなたはできる 私たちに連絡してください, 当社の専門家が喜んでお手伝いいたします.
