プロジェクトに適したPCBボードを選ぶには？

プロジェクトのためにPCBボードを購入する前に、あなたのニーズを正確に知ることが不可欠です。材料、トレース幅、部品間隔など、考慮すべき要素がいくつかあります。PCB材料は、ボードの強度と耐久性を決定します。また、コストにも影響します。PCBメーカーによって、PCBの仕様は異なります。PCBを購入する前にお客様のニーズを確認することが重要です。そうすることで、メーカーはお客様のプロジェクトに適したPCBオプションを提案することができます。

より安価なPCB

予算が限られている場合、プロジェクト用に安価なPCBボードを選択したいかもしれません。これを行うには多くの異なる方法があります。特別オファーとバリュー価格を利用することで、銀行を壊すことなく、必要なPCBを得ることができます。さらに、1日から3週間までの様々なリードタイムで入手することができます。

PCBにはさまざまなサイズと形がある。平らで、部品をはんだ付けするための大きな穴が開いているものもあれば、小さなパッドしかないものもある。これらのはんだパッドは、電子部品を基板に接続する場所です。はんだパッドには、スルーホールと表面実装の2種類があります。スルーホールの部品はワイヤーを通すが、表面実装の部品はピンがあり、溶けたはんだで基板に接続する。

より安価なPCB基板をお探しなら、ビアインパッドや埋設ビアを検討されるとよいでしょう。これらは、通常0.15mm以下の非常に小さな穴です。しかし、これらのビアは、レーザー穴あけなどの追加加工が必要で、基板のコストに上乗せされます。

多層PCB

多層プリント回路基板を設計する際には、シグナル・インテグリティとパワー・インテグリティを確保するために一定の注意を払う必要があります。これには、層間を接続するために使用される銅トレースの厚みを制御することが含まれ、これは電流の品質に影響します。また、非対称の設計や異なる厚さの設計は、ねじれや反りの原因となるため、避けるよう注意する必要があります。積層は、多層PCB設計の中心的な焦点であり、製造と展開の要件によって導かれるべきです。

多層PCB製造では、高温高圧下で導電性材料の層を組み合わせる。層は樹脂またはエポキシガラスやテフロンなどのエキゾチックセラミックスで接着される。その後、コア層とプリプレグ層を高温・高圧で接着し、基板全体を冷却して強固な基板を作ります。

両面プリント基板

電子回路を設計する場合、両面PCBは電流のソーシングとシンクの両方に有利であることがわかります。両面PCBは上層と下層で構成され、下層はアース銅を流します。このような回路基板は設計が容易で、柔軟性もあります。

PCBを切断するには、少なくとも0.30mm標準または0.20mm上級の直径を持つ機械ドリルを使用する。次のステップは、表面仕上げの選択です。無電解金めっき（ENIG）、無電解銀めっき（IAg）、無電解錫めっき（ISn）など、多くの選択肢があります。それぞれ保護の度合いが異なり、ENIGが最も高価です。無電解スズは最も安価な仕上げです。

両面PCBは片面PCBよりも組み立てが難しい。しかし、耐久性も高く、密度も高くなります。これは、PCBの両面に銅層が積層されるためで、片面ずつではありません。この層はソルダーマスクで覆われます。

暑さに関する問題

プロジェクトに適したPCBボードを選ぶ際には、熱に関する問題を考慮することが重要です。大電力の部品を使用する場合は、基板の中央付近に配置する必要があります。端の近くに配置された部品は熱を蓄積し、四方八方に散らしてしまいます。基板の中央は表面温度が低く、熱を放散しやすい。さらに、部品が基板全体に均等に配置されていることを確認してください。

PCBの耐熱性には、使用されている材料の種類を含め、多くの要因があります。最良のPCBは、良好な熱特性を示し、高温に対して信頼できる材料から作られています。しかし、材料によっては高温に耐えられないものもあります。材料の耐熱性はガラス転移温度で判断できる。例えば、FR-4のガラス転移温度は135℃である。

PCBボード上で適切な部品間隔を選択するのは難しいことです。部品同士が近すぎると、表皮効果やクロストークを引き起こす可能性があります。これらの問題は、プロジェクトに多くの熱を加える可能性があります。これは特に高速回路で問題となります。これらの問題を軽減するために、PCBにヒートパイプを追加することができます。ヒートパイプは熱を分散させ、部品へのダメージを防ぎます。