PCBレイアウトと配線の問題に関して、今日は信号整合性分析(SI)、電磁互換分析(EMC)、パワーインテグリティ分析(PI)については説明しません。製造可能性分析(DFM)について話すだけで、製造可能性の不合理な設計も製品設計の失敗につながります。
PCBレイアウトで成功したDFMは、重要なDFM制約を考慮するために設計ルールを設定することから始まります。以下に示すDFMルールは、ほとんどのメーカーが見つけることができる現代のデザイン能力のいくつかを反映しています。 PCB設計ルールに設定された制限が、ほとんどの標準的な設計制限を確保できるように、それらに違反しないようにしてください。
PCBルーティングのDFMの問題は、優れたPCBレイアウトに依存し、ラインの曲げ時間の数、伝導穴の数、ステップ数などを含むルーティングルールはプリセットになります。一般に、探索配線は短い線をすばやく接続し、次にラビュリンスの配線が実行されます。グローバルルーティングパスの最適化は、最初に敷設されるワイヤで実行され、再配線は全体的な効果とDFMの製造可能性を改善するために試みられます。
1.SMTデバイス
デバイスレイアウト間隔はアセンブリの要件を満たしており、一般に、表面マウントデバイスでは20mil、ICデバイスの80mil、BGAデバイスの200miを超えています。生産プロセスの品質と利回りを改善するために、デバイスの間隔はアセンブリの要件を満たすことができます。
一般的に、デバイスピンのSMDパッド間の距離は6milを超える必要があり、はんだはんだブリッジの製造容量は4milです。 SMDパッド間の距離が6mil未満で、はんだウィンドウ間の距離が4mil未満の場合、はんだブリッジを保持できないため、アセンブリプロセスではんだ(特にピン間)があり、短絡につながります。
2.デバイスの留保
波上はんだ付けプロセスのデバイスのピン間隔、方向、間隔を考慮する必要があります。デバイスのピン間隔が不十分な場合、缶ははんだ付けにつながり、短絡につながります。
多くの設計者は、インラインデバイス(THTS)の使用を最小限に抑えるか、ボードの同じ側に配置します。ただし、インラインデバイスはしばしば避けられません。組み合わせの場合、インラインデバイスが最上層に配置され、パッチデバイスが最下層に配置されている場合、場合によっては、シングルサイドの波のはんだ付けに影響します。この場合、選択的溶接などのより高価な溶接プロセスが使用されます。
3.コンポーネントとプレートエッジ間の距離
機械溶接の場合、電子コンポーネントとボードのエッジ間の距離は一般に7mmです(異なる溶接メーカーには異なる要件があります)が、PCB生産プロセスのエッジにも追加できるため、電子コンポーネントを配線に便利な限りPCBボードのエッジに配置できます。
ただし、プレートの端が溶接されると、マシンのガイドレールに遭遇し、コンポーネントに損傷を与える可能性があります。プレートの端にあるデバイスパッドは、製造プロセスで取り外されます。パッドが小さい場合、溶接品質が影響を受けます。
4.高/低いデバイスの距離
多くの種類の電子コンポーネント、さまざまな形状、さまざまなリードラインがあるため、印刷ボードのアセンブリ方法には違いがあります。優れたレイアウトは、マシンのパフォーマンス、ショックプルーフ、ダメージを軽減するだけでなく、マシン内できれいで美しい効果をもたらすことができます。
小型デバイスは、高デバイスの周りで一定の距離に保持する必要があります。デバイスの高さ比までのデバイスの距離は小さく、不均一な熱波があり、溶接後の溶接や修復のリスクを引き起こす可能性があります。
5.デバイス間隔への監視
一般にSMT処理では、マシンの取り付けにある特定のエラーを考慮し、メンテナンスと目視検査の利便性を考慮に入れる必要があります。 2つの隣接するコンポーネントが近すぎることはなく、特定の安全な距離を残す必要があります。
フレーク成分、SOT、SOIC、およびフレーク成分間の間隔は1.25mmです。フレーク成分、SOT、SOIC、およびフレーク成分間の間隔は1.25mmです。 PLCCとフレーク成分の間の2.5mm、SOICとQFP。 PLCCの間の4mm。 PLCCソケットを設計するときは、PLCCソケットのサイズを可能にするように注意する必要があります(PLCCピンはソケットの底部内にあります)。
6.幅/行の距離を並べます
設計者にとって、設計の過程で、設計要件の正確性と完全性を考慮することができるだけでなく、生産プロセスが大きな制限があります。理事会工場が優れた製品の誕生のための新しい生産ラインを作成することは不可能です。
通常の条件下では、ダウンラインのライン幅は4/4milに制御され、穴は8mil(0.2mm)に選択されます。基本的に、PCBメーカーの80%以上が生産できるため、生産コストは最低です。最小ラインの幅とライン距離は3/3milに制御でき、6mil(0.15mm)を穴から選択できます。基本的に、70%以上のPCBメーカーが生産できますが、価格は最初のケースよりもわずかに高く、あまり高くありません。
7.鋭角/直角
配線では一般的に鋭角ルーティングが禁止されています。実際には、PCBルーティングの状況を回避するために直角ルーティングが必要であり、配線の品質を測定するための標準の1つになります。信号の完全性が影響を受けるため、右角配線は追加の寄生容量とインダクタンスを生成します。
PCBプレート作成の過程で、PCBワイヤーは急性角度で交差し、酸角と呼ばれる問題を引き起こします。 PCB回路エッチングリンクでは、PCB回路の過度の腐食が「酸角」で発生し、PCB回路の仮想ブレーク問題が発生します。したがって、PCBエンジニアは、配線の鋭い角度や奇妙な角度を回避し、配線の角で45度の角度を維持する必要があります。
8.コッパーストリップ/島
十分な大きさの島の銅である場合、それはアンテナになり、ボード内の騒音やその他の干渉を引き起こす可能性があります(銅が接地されていないため、信号コレクターになります)。
銅ストリップと島は、自由に浮かぶ銅の多くの平らな層であり、酸トラフに深刻な問題を引き起こす可能性があります。小さな銅の斑点は、PCBパネルを壊し、パネル上の他のエッチングされたエリアに移動することが知られており、短絡を引き起こしています。
9.掘削穴の穴リング
穴のリングは、ドリルホールの周りの銅のリングを指します。製造プロセスの耐性により、掘削、エッチング、銅メッキ後の後、ドリル穴の周りの残りの銅リングは、必ずしもパッドの中心点に完全に当たるとは限りません。
穴リングの片側は3.5milを超える必要があり、プラグインホールリングは6milを超える必要があります。穴のリングが小さすぎます。生産と製造の過程で、掘削穴には許容範囲があり、ラインのアライメントにも許容範囲があります。耐性の偏差は、開いた回路を壊す穴のリングにつながります。
10.配線の涙の滴
PCB配線に裂け目を追加すると、PCBボード上の回路接続がより安定し、高い信頼性を高めるため、システムがより安定になるため、回路基板に涙を加える必要があります。
涙液の添加は、回路基板が巨大な外力によって衝撃を与えるときのワイヤーとパッドまたはワイヤーとパイロットの穴の間の接触点の切断を回避できます。溶接に涙液を加えると、パッドを保護し、複数の溶接を避けてパッドを落とすことができ、生産中の穴のたわみによって引き起こされる不均一なエッチングと亀裂を避けます。