設計が不十分な印刷回路板またはPCBは、商業生産に必要な品質を満たすことはありません。 PCB設計の品質を判断する能力は非常に重要です。完全な設計レビューを実施するには、PCB設計の経験と知識が必要です。ただし、PCB設計の品質を迅速に判断する方法はいくつかあります。
概略図は、特定の関数のコンポーネントとそれらの接続方法を説明するのに十分な場合があります。ただし、特定の操作のコンポーネントの実際の配置と接続に関する概略図によって提供される情報は非常に限られています。これは、PCBが完全な動作原理図のすべてのコンポーネント接続を細心の注意を積んで実装することによって設計されていても、最終製品が予想どおりに機能しない可能性があることを意味します。 PCB設計の品質をすばやく確認するには、以下を検討してください。
1。PCBトレース
PCBの目に見える痕跡は、はんだ抵抗で覆われているため、短絡や酸化から銅の痕跡を保護します。さまざまな色を使用できますが、最も一般的に使用される色は緑です。はんだマスクの白い色のため、痕跡を見るのは難しいことに注意してください。多くの場合、上層と下層のみを見ることができます。 PCBに3つ以上の層がある場合、内側の層は見えません。ただし、外層を見るだけで、デザインの品質を判断するのは簡単です。
設計レビュープロセス中に、トレースをチェックして、急激な曲がりがなく、それらがすべて直線で伸びていることを確認します。特定の高周波または高出力の痕跡がトラブルを引き起こす可能性があるため、鋭い曲がりを避けてください。それらは設計の質が低いという最終的なシグナルであるため、それらを完全に避けてください。
2。デカップリングコンデンサ
チップに悪影響を与える可能性のある高周波ノイズを除外するために、デカップリングコンデンサは電源ピンの非常に近くに配置されます。一般的に、チップに複数のドレインからドレイン（VDD）ピンが含まれている場合、そのようなピンにはそれぞれ分離コンデンサが必要な場合があります。
デカップリングコンデンサは、分離するピンの近くに配置する必要があります。ピンの近くに配置されていない場合、デカップリングコンデンサの効果は大幅に減少します。デカップリングコンデンサがほとんどのマイクロチップのピンの隣に配置されていない場合、これもPCB設計が正しくないことを示します。
3。PCBトレースの長さはバランスが取れています
複数の信号を作成するには、タイミングの正確な関係があるため、PCBトレースの長さは設計で一致する必要があります。トレースの長さマッチングにより、すべての信号が同じ遅延で目的地に到達し、信号エッジ間の関係を維持するのに役立ちます。概略図にアクセスして、信号線のセットに正確なタイミング関係が必要かどうかを知る必要があります。これらのトレースは、トレースの長さの均等化が適用されているかどうかを確認するためにトレースできます（別の方法では遅延線と呼ばれます）。ほとんどの場合、これらの遅延線は曲線のように見えます。
余分な遅延は、信号経路のVIASによって引き起こされることに注意する価値があります。 VIAを避けられない場合、すべてのトレースグループが正確なタイミング関係を持つ同数のVIAを持っていることを確認することが重要です。あるいは、VIAによって引き起こされる遅延は、遅延ラインを使用して補償することができます。
4。コンポーネント配置
インダクタには磁場を生成する機能がありますが、エンジニアは、回路でインダクタを使用するときに互いに近くに配置されないようにする必要があります。インダクタが互いに近くに配置されている場合、特にエンドツーエンドでは、インダクタ間に有害な結合が生じます。インダクタによって生成された磁場により、電流が大きな金属物体に誘導されます。したがって、それらは金属オブジェクトから一定の距離に配置する必要があります。そうしないと、インダクタンス値が変化する場合があります。インダクタを互いに垂直に配置することにより、インダクタが近くに配置されたとしても、不必要な相互結合を減らすことができます。
PCBに電力抵抗器またはその他の熱生成コンポーネントがある場合、他の成分に対する熱の影響を考慮する必要があります。たとえば、回路で温度補償コンデンサまたはサーモスタットを使用している場合、耐電力抵抗器や熱を生成するコンポーネントの近くに配置しないでください。
オンボードスイッチングレギュレーターとその関連コンポーネントのために、PCBに専用の領域が必要です。この部分は、小さな信号を扱う部分から可能な限り設定する必要があります。 AC電源がPCBに直接接続されている場合、PCBのAC側に別の部品がある必要があります。上記の推奨事項に従ってコンポーネントが分離されていない場合、PCB設計の品質に問題があります。
5。トレース幅
エンジニアは、大きな電流を運ぶ痕跡のサイズを適切に判断するために特別な注意を払う必要があります。急速に変化する信号またはデジタル信号を運ぶトレースは、小さなアナログ信号を運ぶトレースと平行に動作する場合、ノイズピックアップの問題が発生する可能性があります。インダクタに接続されたトレースは、アンテナとして機能する能力を持ち、有害な無線周波数排出を引き起こす可能性があります。これを避けるために、これらのマークは広くはありません。
6。グラウンドプレーンとグランドプレーン
PCBにデジタルとアナログの2つの部分があり、1つの共通点（通常は負の電力端子）のみで接続する必要がある場合、接地面を分離する必要があります。これは、地上電流のスパイクによって引き起こされるアナログ部分に対するデジタル部分のマイナスの影響を回避するのに役立ちます。サブサーキットのグランドリターントレース（PCBに2つのレイヤーのみがある場合）を分離する必要があり、ネガティブパワー端子で接続する必要があります。適度に複雑なPCBに少なくとも4つの層を使用することを強くお勧めします。また、電力と地上層には2つの内部層が必要です。
結論は
エンジニアにとっては、1人または1人の従業員設計の品質を判断するために、PCB設計に関する十分な専門知識を持つことが非常に重要です。ただし、専門的な知識のないエンジニアは、上記の方法を表示できます。特にスタートアップ製品を設計するときは、プロトタイピングに移行する前に、PCB設計の品質を常に専門家にチェックすることをお勧めします。