上 10 よくある PCB 設計の間違いとその回避方法

設計ミスがあると、PCB 設計が信頼できるものであることを確認することが重要です。, どんなんに小さくても, より詳細な製造と組み立てのプロセスが遅くなる可能性があり、, したがって、, 出費の増加につながる. PCB設計の初心者として, 経験豊富なデザイナーに比べて、より多くの問題が発生する傾向があることがわかります。. 記事上で, 私たちはトップをリストします 10 よくある PCB 設計の間違いを説明し、初心者がこれらの間違いを避けるための対応する解決策を提供します。.

1. 不適切なトレース幅

簡略化するために、ボード全体で均一なトレース幅を使用したくなります。, ただし、信号や電力の種類によってトレース幅の要件も異なるため、これは最善の方法ではありません。. 例えば, 電力を運ぶトレースは、焼損せずに増加した電流で熱を放散するために、幅を広くする必要があります。. 一方, 高インピーダンス信号では、寄生容量を最小限に抑えるために狭い配線が必要です. 無線周波数信号は特に脆弱であり、特性インピーダンスを一致させるために配線幅の正確な値が必要になる場合があります。.

参考文献: PCB トレース幅: 取締役会のパフォーマンスにとって重要な理由

2. 不適切なトレース間隔

メーカーは PCB 生産の最小距離要件を設定. 未経験のデザイナー, 特に, これらの最小限の遵守を最良の選択肢として検討してください; しかしながら, それはコストの上昇につながります, 収量の低下, より広範なトレース間の結合. 間隔が狭いとクロストークとノイズが増加します, その結果、信号品質が低下します. そう, トレース間に十分なスペースを確保することをお勧めします, あれは, トレース間の距離は少なくとも 3 信号層と次に近い参照層の間の距離の倍.

3. 過剰なトレース長

高速信号の転送が必要な配線用, 短く真っ直ぐになるように設計する必要があります. 長すぎる場合, 信号の反射などの問題が発生する恐れがあります, EMIの影響を受けやすくなる, コストの増加. トレースは、 伝送線路 トレースの長さが、それを通過する信号の波長の 10 分の 1 を超える場合. この場合, 長さ以外にも, インピーダンスの計算 (多くの特定のツールの 1 つを使用する, ネットでも無料で) インピーダンス結合を検証し、信号電力の損失を避けるために行われます。.

4. デカップリングコンデンサの間違った位置

PCB 電源ラインには次のものを使用する必要があります。 デカップリングコンデンサ すべてのボードコンポーネントに過渡現象や発振のない安定した電源を供給します。. これらのコンデンサは電源入力と常に並列である必要があり、電力を必要とするコンポーネントのピンのできるだけ近くに配置する必要があります。. 電源からの電力線は、安定した電圧が必要なピンに到達する前にデカップリング コンデンサに到達するように、PCB 上に適切に配置する必要があります。.

5. 部品を基板の端に近づけすぎて配置する

PCB設計において, を置くと PCBパッド 端に近すぎる, 組み立て中にパッドを損傷する可能性があります. 優れた設計では、パッドがボードの境界内に収まるようにします。. PCB の長さと幅の標準公差は±です。. 020 インチ. ボードがコンポーネントのはんだ付けに SMT を採用している場合, 次に、PCB メーカーが作業中に基板を完全にグリップできるように、余分なスペースを確保してください。 SMT 処理する. そうでない場合, メーカーは PCB をサポートするためにレールや固定具を採用する必要があり、製造コストが増加します。.

6. SMT パッドを互いに近づけすぎて配置する

SMT コンポーネントには、パッドの面積よりも大きいはんだマスクが付いています。. ただし、個々のはんだマスクが互いに交差しないようにする必要があります。. そうでなければ, 間に はんだリフロー, 一部のパーツが中心に向かって移動する可能性があります (そしてお互いに). 1 つの大きな銅片は必要ありませんが、同時にさまざまな部品が中心に移動して互いに衝突し、製造プロセスが中断され、さまざまな欠陥が生じることも避けたいと考えています。. このような問題を解決するには, SMT パッド間には適切なスペースが必要です.

7. ビアの欠落または不適切

ビアは、PCB の層の相互接続と熱放散に使用されます。. ビアが適切に使用されていない場合, 信号品質や電力供給の低下などの問題が発生する傾向があります。. 設計者は、部品に必要な電流と信号の周波数に応じて、電源とグランドの接続に適切な数とサイズのビアを実装することをお勧めします。. サーマルビアは、高電力アプリケーション領域でヒートシンクが必要な場合に関連します。.

8. デザイン内でレイヤーを使いすぎている

多層 PCB には、配線スペースの増加や機能強化など、多くの利点があることに疑いの余地はありません。 シグナルインテグリティ. しかしながら, 必要のない層を過剰に使用すると、コストが増加し、製造プロセスがより複雑になるだけです。. したがって, PCB 設計者は回路要件を慎重に評価する必要があります, コンポーネントの配置の最適化や異なる配線戦略の使用など、より良いソリューションを検討する, レイヤーを追加する代わりに. 効果的な PCB 設計により、コストを予算内に抑えながら同じパフォーマンスを達成できます。.

9. 電磁妨害 (EMI)

電磁干渉の最も一般的な原因は、プリント基板の不適切な設計に関連しています。. に PCB 内の EMI を最小限に抑える, 機能に従って要素をグループ化することをお勧めします。, アナログなどの, デジタル, 力, 低頻度, 高周波, または他の回路, 等. まだ, を最小限に抑えるのが適切です, またはできれば, トレースの直角を廃止し、金属コンテナとシールドケーブルを使用することで干渉を吸収します。.

10. 不適切なアンテナのレイアウト

PCBに無線通信を行うためのアンテナが含まれている場合, 回路の敷設は、間違いを避けるために非常に慎重に行う必要があります。. したがって、, 電力伝送を最適化するには、トランシーバーとアンテナ間のインピーダンスを一致させることが不可欠です. 一般に, トランシーバーとアンテナを接続するケーブル ラインのインピーダンスは、理想的には次のとおりです。 50 おお. 本物の適切なインピーダンス調整のために, 円周率 (LC) チューナーフィルター, または、他の整合回路を内蔵アンテナとトランシーバーの間に配置する必要があります。.

参考文献: プロのように PCB アンテナを設計する方法?