カスタムプリント基板を作るための5つのポイント

カスタムプリント回路基板を作成する場合、従うべき4つの重要なヒントがあります。これらには、設計プロセスの早い段階で適切な回路基板設計ソフトウェアとコンポーネントを選択することが含まれます。正しい材料を選択することも重要なステップです。最後に、回路図の中で部品が物理的、電気的に近接していることを確認してください。

正しい回路基板設計ソフトウェアの選択

いくつかの異なるソフトウェア・ソリューションから選択することができます。あなたのプロジェクトに適したソフトウェアを選択することで、プリント回路基板の設計が容易になります。オプションによっては、他よりも高度な機能を提供するものもあります。例えば、OrCAD PCB Designerには、シグナルインテグリティ、回路図キャプチャ、自動配線、制約管理のためのライブラリが含まれています。また、さまざまな電子ソリューション、英語、Windowsオペレーティングシステムをサポートしています。

回路基板設計ソフトウェアは、電子製品の設計に欠かせないものです。エンジニアが電子回路を視覚化し、解析するのに役立ちます。また、機械エンジニアと設計を共有するのにも役立ちます。優れたPCB設計ソフトウェアには、豊富な部品ライブラリが用意されています。あらかじめ定義された部品のライブラリがあれば、新しい部品を作成するたびに車輪を再発明する必要はありません。

世の中には多くのEDAツールがあるが、最高のものは無料ではない。堅牢な機能を備えたプレミアム・ツールなのだ。ニーズに合ったものを選ぶのは難しいかもしれません。考慮すべき最も重要な点は、選択したソフトウェアのコミュニティ・サポートです。カスタムプリント回路基板に適したソフトウェアを選択することで、設計がより容易になります。

設計の初期段階での部品の選択

カスタムプリント回路基板を作成する際には、設計プロセスの早い段階で部品を選択することが非常に重要です。早期に部品を選択することで、PCBレイアウトや製造における問題を回避することができます。設計プロセスには、基板がお客様のニーズに適していることを確認するためのいくつかのステップが含まれています。最初のステップは、PCBの範囲を定義することです。これは、ボード上のすべてのコンポーネントとその位置を指定するプロセスです。

カスタム回路基板のサイズによって、最適な部品が決まります。適切なサイズを選択することは、回路の最終的な機能によって異なります。例えば、デバイス全体にフィットするように、特定のサイズの回路基板を選択したい場合があります。また、大きな回路は1層の銅では収まらないため、2層の銅を選択する必要があるかもしれません。その場合、トレースはPCBの両面に配線する必要があります。

早期の部品選定は、プリント基板の性能と寿命にとって非常に重要です。部品の配置は、熱分布、重量、性能に影響を与えます。カスタムPCBを設計する際には、業界のベストプラクティスを遵守する必要がありますが、設計プロセスにもあなたの個人的なスタイルを注入することをお勧めします。あなたの個人的なアイデア、スタイル、創造性を設計プロセスに統合することで、カスタムPCBを競合他社から際立たせることができます。

デザインルールチェックの実施

デザイン・ルール・チェック（DRC）の実施は、カスタムプリント基板を作成するエンジニアにとって重要なプロセスです。これにより、潜在的なエラーを特定し、製造開始前に修正することができます。デザイン・ルール・チェックは、基板設計がすべての製造パラメータを満たしていることを確認するために、頻繁に実施する必要があります。例えば、DDRルールでは、PCBに対称でなければならない差動インピーダンスを持つトレースが含まれているかどうかをチェックします。

デザインルールチェックを行うことで、エンジニアは基板が顧客の要求を満たしているかどうかを判断することができます。デザインルールチェックは、カスタム基板の製造性を向上させるのにも役立ちます。最新のPCB設計では、何千ものコンポーネントと接続を管理する必要があります。基板によっては複数のレイヤーを持つ場合もあるため、デザインルールチェックは許容可能な製造歩留まりを確保するために不可欠です。

DRCは設計とレイアウトを一緒に実行し、2つの間の緊密なコラボレーションを可能にします。そうすることで、設計者はPCBが必要なデザインルールを満たしていることを確認し、予期せぬSI、EMI、安全違反を回避することができます。また、設計要件に合わせてテストを修正し、コストのかかる基板不良を最小限に抑えることができます。このような改善により、製品の市場投入までの時間を短縮し、収益性を最大化することができます。

素材選び

カスタムプリント回路基板の材料を選ぶ際には、PCBが使用される環境や用途など、いくつかの要素を考慮する必要があります。また、業界特有の規格や規制要件も考慮する必要があります。例えば、火災や熱の安全性に関する厳しい要件に準拠する必要がある場合があります。適切な特性を持つ材料を選択することで、手頃な価格で望ましい性能を達成することができます。

PCBに使用される材料は、完成品の全体的な性能にとって極めて重要です。PCB材料によって電気的特性は異なり、それによって特定の用途への適合性が決まります。例えば、高周波伝送用の回路基板を設計する場合、熱膨張率（CTE）の低い材料を選択する必要があります。

カスタムPCBの材料を選ぶ第一歩は、回路基板がどのように作られるかを理解することです。PCBは、基板とラミネートの2つのコンポーネントで構成されています。基板は、銅箔や他の表面材料を含む回路基板の構造と基盤を提供します。一部の基板にはコア材も含まれます。