回路基板設計の5ステップ

回路基板の設計は複雑なプロセスである。それはジグソーパズルに例えることができ、機能的な基板を作るためには適切な順序で並べる必要がある。このプロセスには、回路図の作成、インピーダンスの計算、ラミネートプレスの使用などが含まれる。これらのステップに従うことは、すべての仕様を満たす回路基板を作成する優れた方法である。

PCB設計はジグソーパズル

PCB設計プロセスはジグソーパズルに例えることができます。ジグソーパズルにはたくさんのピースがありますが、組み合わせると魅力的で機能的な全体が出来上がります。PCB設計はジグソーパズルのようなものであり、楽しい経験になります。

PCB設計では、コンポーネントを特定の方法で配置し、適切にフィットさせる必要があります。正しい部品配置は、機械的、熱的な考慮など、多くの理由から非常に重要です。正しい部品配置は、組立工程をスピードアップし、後の問題を回避するのに役立ちます。

回路図が必要

回路図は回路設計者にとって非常に重要な文書である。回路図には、ピン番号や部品番号など、回路基板に関する重要な情報が含まれていなければなりません。回路図には、著作権情報や会社の連絡先も記載する必要があります。また、間違いがないかチェックし、製造上必要な情報が含まれていることを確認する必要があります。

回路図には、回路の物理的特性に対応する記号を使用する。シンボルは大文字で書く。回路図のトピックを列挙した目次を含むべきである。

ラミネート・プレス機を使用

ラミネートプレスは、プリント基板（PCB）の2層以上の層をラミネート樹脂で結合する。圧力と熱を加えて層を融合させます。この工程にはいくつもの段階があり、最終的に高品質な回路基板が完成します。

最初のステップは、ラミネートのための基板の準備だ。まず、銅面ラミネートを除染された環境で洗浄し、ほこり粒子がないことを確認します。PCBにゴミが付着していると、故障の原因になったり、回路が開いたままになったりします。その後、パネルは感光性フィルムでコーティングされます。フォトレジストは光反応性化学物質の層で構成され、紫外線にさらされると硬化する。これが終わると、基板を加圧洗浄して残ったフォトレジストを除去し、乾燥させる。

次に、レイヤーは光学検査とレイヤーの位置合わせのために準備される。レイヤーの位置合わせが終わると、技術者がオプティカルパンチを備えた機械にレイヤーをセットする。オプティカルパンチがレイヤーを貫通するピンを打ち込み、レイヤーを完璧にアライメントする。

インピーダンスを計算する必要がある

PCBを設計する際、インピーダンスの計算 は不可欠なステップである。こ の ス テ ッ プ は 、 回 路 を ど の よ う に ル ー テ ィ ン グ す る か を 決 め る の に 役 立 つ 。標準的なマイクロストリップ / ストリップラインまたはコプレーナ線を使用することができますが、スタイルの違いによってトレース幅が決まることを覚えておく必要があります。

レ イ ア ウ ト 設 計 者 は 、製 作 図 の 注 記 に イ ン ピ ー ダ ン ス を 記 載 し な け れ ば な ら な い 。こ の 情 報 に は 、トレ ー ス 幅 、差 動 ペ ア 間 隔 、イ ン ピ ー ダ ン ス を 制 御 す る ト レ ー ス が 配 線 さ れ る レ イ ヤ ー を 含 め な け れ ば な ら な い 。注釈にはインピーダンス表も含めるべきである。PCBメーカーは、これらの仕様に基づいてスタックアップを作成する。これらの注意書きを満たすために若干の変更があるかもしれないが、全体的な結果は指定したインピーダンス仕様と一致するはずである。

インピーダンスの制御は、回路基板の製造工程で重要な役割を果たす。インピーダンスの要件を理解することで、回路基板メーカーはPCB設計にかかる時間を短縮し、結果を改善することができる。インピーダンス管理は、多層プリント基板にも必要である。PCBが製造された後、テストクーポンを使ってテストが行われる。テスト・クーポンは、パネルのエッジに沿って製造され、レイヤーのアライメント、電気的接続性、内部構造が適切かどうかをチェックします。テスト・クーポンは、ベンダーのライブラリに用意されているほか、アプリケーションに合わせてカスタム設計することもできます。

はんだ付けを含む

回路基板を作る最初のステップは、部品のはんだ付けである。そのためには、華氏752度以上の溶融温度を持つ合金を使用する必要がある。この合金は、部品と基板の結合剤として機能し、それらをしっかりと固定します。必要な熱を発生させるには、ガストーチが必要です。この装置は、はんだ合金を溶融温度まで加熱します。

はんだ付けにはさまざまな方法がある。最も一般的な方法は、錫と鉛の合金によるはんだ付けである。このタイプのはんだ付けは、大きなものほど頑丈ではない小さな部品によく使われる。はんだ付けのプロセスは比較的簡単ですが、いくつかのステップがあります。