PCB設計における配線効率の改善方法

PCB 設計で配線効率を向上させる方法をお探しでしたら、この記事をご覧ください。この記事では、PCB上の共通グラウンドの使用、銅被覆パワー層の使用、45度角のトレースの使用などのトピックを取り上げます。また、ソフトウェア・シミュレーション・パッケージの使用についても説明します。

PCB上の共通グラウンド

PCB上のコモン・グラウンドは、電気回路にとって重要な設計上の特徴である。コモン・グランドがないと、信号が適切にソースに戻らないことがある。これは、回路の異なる部分で異なるグランド電位が電流を跳ね返し、意図された経路よりも短い経路を移動させるという事実によるものです。このため、基板間の送信およびリターン・グラウンド接続は、それに応じて計画されなければならない。特に、長距離ケーブルでは、動的なばらつきに対する計画が重要である。コモンモードチョークや光アイソレータを使用することで、このばらつきを抑えることができます。

PCBには複数の層があり、それぞれが互いに接続されている必要がある。マルチ・ビアを使用することで、導電性リングをなくすことができる。ビアは層間の導電経路を提供するだけでなく、寄生接地の問題を軽減することができます。また、ビアはさまざまな場所に配置することができます。ビアはPCB上でスペースを取りますが、うまく配置することで、各信号に十分なリターンパスが確保され、グランドループが発生しません。

銅被覆パワー層の使用

PCBに銅を使うことにはいくつかの利点がある。第一に、銅の層は信号線のリターンエリアを減らします。第二に、外部環境からの電磁干渉の影響を減少させます。そして第三に、PCB 上の銅のコーティングは電気伝導性と熱伝導性を向上させます。

重銅回路は長い間、軍用や航空宇宙用のパワー・エレクトロニクス製品に使われてきましたが、最近では産業用 途でも勢いを増しています。市場の要求が高まるにつれ、近い将来、その用途はさらに広がるでしょう。PCBA123 では、重銅回路基板の設計と製造サービスを提供しています。

エレクトロニクス産業がより高い電力密度と小型化に向かうにつれ、発熱は共通の懸念事項です。この問題に対処するため、多層 PCB に銅層を埋め込み、放熱のためのスペースを確保することがよくあります。しかしこのような PCB は製造が難しく、ギャップ・フィルを使わなければならないこともあります。

45度角のトレースを使用

エンジニアはしばしば、PCB設計に45度の角度のトレースを使用することを推奨しません。鋭角は製造性に問題を引き起こす。金属は鋭角で膨張と収縮の影響を受けやすい。さらに、トレースが斜めになっていると、エッチング工程が難しくなります。その結果、トレース幅が狭くなり、ショートのリスクが高まります。

90度角のトレースはRF干渉を引き起こすため、プリント回路基板には推奨されない。しかし、90度トレースがまったく役に立たないわけではなく、45度トレースに置き換えることができる。RF干渉のデメリットはありますが、90度アングルを不向きとするほどではありません。

任意角度のトレースのもう一つの利点は、ワイヤーの長さと面積を大幅に削減できることです。例えば、同じPCB上に2つ以上の同じ部品を配置する場合、配線は2本ではなく1本で済みます。さらに、各ワイヤーの長さは2倍も短くなります。

ソフトウェア・シミュレーション・パッケージの使用

PCB設計時の配線効率を向上させるためにシミュレーション・パッケージを使用することは、設計者にとって強力なツールとなり得る。作業のスピードが格段に向上します。Proteusソフトウェアは、そのようなソリューションの1つです。使いやすく、多くの機能を備えている。例えば、プロジェクトのテンプレートをカスタマイズしたり、ツールのショートカットをカスタマイズしたりすることができる。また、このソフトウェアは無料で、様々なプラットフォームで使用することができる。

シミュレーション・パッケージの使用は、PCBが正しく設計され、正しく機能することを保証する優れた方法です。アナログ回路とデジタル回路の両方をシミュレーションできるソフトウェアを選ぶことが重要です。また、様々な入出力フォーマットに対応しているものを選ぶべきです。

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