プリント基板の再設計

プリント基板の再設計には、慎重な計画と細部への注意が必要です。基板のレイアウトは、すべての部品の性能と筐体の設計の間でバランスを取る必要があります。機械部品は、筐体の開口部と嵌合する必要があるため、最初に配置する必要があります。これらの部品が配置されたら、残りの部品はその周りに、正しい順序で配置されなければならない。さらに、主要な部品は互いに近くに配置しなければならないが、周囲には他の部品のために十分なスペースを確保しなければならない。また、熱管理と回路性能のバランスにも注意する必要がある。

テストパッドの追加

PCBにテストポイントを追加することは、すべてのコンポーネントが正しく機能することを保証する素晴らしい方法です。これらのテストポイントは設計によってPCBの上、下、あるいは両側に配置することができます。また、テストポイントを追加することにより、メーカーは自動テスト機を使用することができ、製造工程をスピードアップすることができます。これらのパッドを追加することは、基板の機能性を向上させるだけでなく、再設計のコストを削減することができます。

テスト・ポイントとは、プリント回路基板の銅が露出した小さな部分のことで、開発時にはオシロスコープのプローブに、製造時にはコンタクト・ピンに接続することができる。通常、基板の底面にありますが、より複雑な基板では両面にある場合もあります。ほとんどの場合、PCBにテストポイントを追加することは、エンジニアがその機能をチェックし、すべての設計要件を満たしていることを確認するのに役立ちます。テストを容易にするために、各テストポイントに意味のあるラベルをつけると便利です。また、各ポイントの数値参照もデバッグに役立ちます。

パッドのクレーターを検出する方法はいくつかある。その一つは、テストパッドにピンをはんだ付けし、それが壊れるまで引っ張る方法である。この方法はほとんどのパッド形状に有効ですが、基板設計や材質に敏感です。場合によっては、パッドクレーターの問題に対処するために基板の再設計が必要になることもある。

ビアに銅リングを追加する

プリント回路基板のビアを囲む銅リングの追加は、比較的簡単な作業である。この工程では、ビアの位置からソルダーマスクパッドを取り除きます。はんだが基板を流れるためには、銅リングが穴を完全に囲む必要があることを理解することが重要です。これには2つの方法がある。最初の方法であるビア・テンティングは最も簡単な方法であり、無料で行えます。ただし、この方法は確実ではないことに注意が必要です。銅リングが穴を完全に囲んでいない可能性があり、その結果ブレークアウトが発生する。

接線を避けるため、銅リングの直径がビアの直径より広くならないようにしてください。大きすぎる環状リングを追加すると、特に小さな銅パッドでは基板の機能を阻害します。また、基板の接続性にも問題が生じる可能性があります。

ビアに環状リングを追加する

ビアに環状リングを追加する場合、考慮すべきいくつかの要素がある。まず、電気的接続を確実にするために、環状リングは十分な厚みが必要です。また、ビアを壊すことなく部品を取り付けられるよう、十分な長さが必要です。そうでないと、接続が切れて回路が設計通りに動作しなくなる可能性があります。

環状リングのサイズと構造は、ビアのサイズと配置に依存する。一般的に、環状リングの直径は、基板上で最も重い部品と同じ大きさである。例えば、スイッチはLEDよりも大きなリングが必要になります。理想的なリングの直径は約0.25mmです。

アニュラーリングは、ビアホールを取り囲む銅パッドの領域である。通常、製造工程で作られる。ビアホールを囲む銅パッドは、回路層間の相互接続ノードとして機能します。環状リングは、銅トレースが適切に接続できるようにするために重要です。小さな銅パッドは破損しやすいため、銅リングは基板上の銅パッドより大きくする必要があります。

受託製造におけるPCB設計の6つの間違い

受託製造業者のためにPCBを設計する場合、設計を正しく行うことが重要です。多くの場合、PCB設計者はXYデータとボードに必要なものしか見ていません。品質エンジニアは、生産前にすべての入力ファイルをクロスチェックする必要があります。

RFエンジニアは大電力基板に携わる

ハイパワー・ラジオ・フリークエン ジニアリング（HPRFE）は、オーディオ周波数帯域以上のコンポーネントを扱う電気工学の専門分野である。この分野は、無線や無線電信から始まり、現在ではコンピュータ工学、工業処理、いくつかの画像処理で使用されるまでに大きく発展しました。

RF PCBは、設計の必要性に応じて様々な材料で作られている。一般的な高周波基板材料には、FR-4とその派生品がある。しかし、PTFE、セラミック充填PTFE、ハイドロカーボンセラミックなどの特殊な低損失材料など、他のベース基板がより優れた電気的性能を提供することもあります。低損失材料はまた、RF PCBにとって重要な特徴である誘電率をより安定させます。

PCB設計者は、すべてがあるべき場所にあることを確認する

PCB設計が最適化されていないと、生産の遅れやコスト超過につながる可能性があります。また、PCB設計が不十分だと、レイアウトが変更され、意図したとおりに機能しない基板になる可能性があります。その結果、製品リコールや高額な手直しが発生することもあります。これらの理由から、PCB設計を徹底的に見直すことが重要です。

プリント回路基板は、あらゆる電子回路の重要な部品である。部品間の電気的接続を制御し、デバイスと外界とのインターフェイスになります。ほんのわずかな設計ミスでも、コストのかかる遅延や回路の故障につながります。最新の設計ツールは、プロセスをより正確で再現性のあるものにしましたが、それでもミスは起こりえます。

品質エンジニアは、生産に提出する前に入力ファイルをクロスチェックする。

品質エンジニア（QE）は、製品が高品質であることを保証するために様々な方法を用いる人々である。QEは、開発プロセスや生産に入る前など、生産のさまざまな段階で品質チェックを行います。最終的には、このプロセスによって、製品が会社や顧客の基準をすべて満たしていることが保証される。

通常、品質エンジニアは、工業工学または機械工学の学位を取得している。品質保証や管理の修士号を取得するエンジニアもいます。正式な教育に加えて、QEは通常、仕事の中で学びます。彼らは優れたチームプレーヤーであり、強力な問題解決能力を持っていなければなりません。

タイミング用TDR測定

時間領域反射率法（TDR）は、ネットワークのインピーダンスを経時的に測定するためのツールである。通常、高速パルスを発生させる装置を用いて行われる。その後、信号は伝送媒体を通り、反射して戻ってくる。その後、反射された信号が測定され、その振幅が計算される。その結果、時間の関数としてのインピーダンスのグラフが得られる。その結果、TDRは、ネットワークのインピーダンスと、時間の関数としての遅延に関する情報を提供する。

TDR測定の精度は、トレース中のノイズ量、パルス持続時間、および動作電圧に依存する。一般に、Vf が高いほど精度は高くなります。TDR測定が可能な限り正確であることを保証するには、トレースを両端からテストします。さらに、歪んだ波形を避けるために、出力のパルスレベルを変化させる必要があります。

メーカーとデザイナー間のコミュニケーション・リンク

PCB受託製造では、設計者と製造者のコミュニケーション・リンクが極めて重要である。これは、両者が設計と製造上の制約を承認する必要があるためです。PCBflowのようなソフトウェアプログラムを使用することで、設計者は製造者と設計と製造ルールを安全に共有することができます。これにより、シームレスなコラボレーションと迅速なハンドオフプロセスが可能になります。

PCB設計は、何千もの決定を伴う複雑なプロセスです。設計の単純なミスは、企業にとって莫大なコスト、エンジニアリング時間、製造時間を費やすことになります。このため、Nistecの設計者は、製造部門に提出する前に、各設計の内部テストを行います。PCB設計の各側面を製造可能かどうかチェックするのは、困難で時間のかかる作業です。