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初心者のための回路基板プロジェクトに関する7つの注意点とヒント

回路基板プロジェクト 1

PCBを設計するためのテクニック

回路基板プロジェクト 2

回路基板プロジェクト PCB 設計は定義されたステップやフェーズを持つ体系的なプロセスを含みます。それは単にいくつかの電気部品を一緒に置くことではなく、それよりもはるかに多くのものです。簡単な設計技法には、次のようなステップがあります。     

1.設計要件を把握する

2.適切な部品を確保する

3.部品をつなぐ軌跡を描く

4.設計に基づいた各部品の取り付け

5.完成したプリント基板のテスト

回路基板プロジェクトに影響を与える一般的な問題点

PCBの設計が適切な手順と方法で行われていない場合、PCBの品質と機能に影響を及ぼします。標準化された測定、クリアランス、および注意事項に従う必要があり、これらは回路基板の故障を防ぐことができます。

PCBの設計では、次の3つの問題を避ける必要があります。 

A. 電磁波の干渉 

PCBの試作品の不具合。そして、貧しいPCB設計技術は、PCB EMIの問題に関与している。次のPCB設計のヒントは、回路基板内の不要なEMIを低減するために必要である。 

1.1. 回路基板は金属製のスクリーンでシールドし,外部環境から来るEMIの量を減らす必要があります。 

2.2. EMIが側面から伝播するのを防ぐため,PCBトレースはPCBエッジに対して45度の角度で曲げてください。 

3.3. マイクロストリップ,レイヤーの変更,高速信号での配線は避けてください。 

4.4.ストリップラインを使用し,差動トレースは近接させる。 

5.5. EMIを抑制し,ラインインピーダンスがソースインピーダンスと一致するようなインピーダンスコントロールを採用する。

6.6. 伝送路の不具合を防止するため,整合接地を行う。

7.7. 高速信号の伝送にはデカップリングコンデンサを使用し、エミッションを低減する。 

8.8. アンテナの使用はできるだけ避け、感度の高い部品は干渉信号から遠ざけてください。 

B: 熱管理の問題

放熱の問題は,PCBに大きなダメージを与えたり,性能を大きく阻害したりすることがあります。消費されるエネルギーは通常、放熱量に対応するため、各コンポーネントの消費電力量を調べてください。

最も熱を放出する部品を特定し、その熱放散戦略を評価する。強力な部品はファンやヒートシンクで放熱し、繊細な部品はそれらから離れた場所に配置する。 

C.  シグナルインテグリティ。 

PCB 設計ソフトウェアパッケージにはシグナルインテグリティ評価機能があり、設計を進める際にシグナルインテグリティをチェックすることができます。シグナルインテグリティの問題を軽減するために、以下のヒントを参考にしてください。 

1.1. 伝送路の問題を避けるために,伝送路の下にグランドプレーンがあることを確認する。

2.2. 伝送路のインピーダンスはグランドインピーダンスと一致させ,負荷トランスミッタのインピーダンスと伝送路のインピーダンスのミスマッチを防止する。 

3.3. 適切な接地方法を採用し、出力線の同時切換えを避ける。

4.4. 相互インダクタンスとキャパシタンスをできるだけ小さくして,クロストークの影響を受けないようにする。

回路基板プロジェクト 3

回路基板プロジェクト部品

回路基板プロジェクトの部品を選択するには、特に注意する必要があります。必要なときに市場で入手するのに苦労するような材料は使いたくないものです。交換やメンテナンスが容易な素子を選択します。そのためには、部品メーカーの信頼性や、選択した部品が市場で入手可能かどうかを考慮する必要があります。また、部品のコストやメンテナンスにかかる費用も考慮しなければなりません。

各パーツに使用されている材料まで理解すること。使用される材料は、PCBの強度、品質、耐久性、コスト、吸湿能力、メンテナンスコスト、難燃性などの要因に影響します。

回路基板プロジェクト 4

PCBアイテムの寸法

各 PCB メーカーは、好ましいトレース幅や部品間隔など、好ましい PCB 設計仕様を持っています。お客様の責任において、何が必要かを確認し、その要件に基づいてメーカーをお探しください。メーカーに相談する前に、何が必要なのかが分からないと、ほとんどのメーカーは、あなたのニーズに合ったものを提案するのではなく、彼らに合ったものを提案するだけです。

回路基板プロジェクト – 溶接の技術

理想的な基板を作るためには、完璧な溶接やはんだ付けの技術が必要です。基板がショートするなどのトラブルは、はんだ付けに問題がある場合があります。このページでは、はんだ付けに必要な情報をご紹介します。 

1.回路基板プロジェクト – 大型部品や壊れやすい部品の前に、小型部品や敏感でない部品をはんだ付けする

PCBの重要な部品をはんだ付けする前に、小さな部品を先にはんだ付けするのが賢明です。重要な部品を先にはんだ付けすると、小さな部品へのアクセスが妨げられ、はんだ付けの障害になることがあります。さらに、繊細な部品は最後にはんだ付けすることで、繊細でない部品をはんだ付けするときに破損するのを防ぎます。 

2.回路基板プロジェクト – はんだごての先端が汚れていないこと

はんだごての先端がきれいだと、熱伝導がよくなり、はんだ付けの品質が向上します。そのため、余裕のあるこて先を使用するようにしましょう。濡らしたスポンジでこて先を拭くときれいになります。 

3.回路基板プロジェクト – はんだ接合部を確実に形成する

複雑な回路では、はんだの接合部が欠けていることがよくあります。はんだ付けした後に、はんだの接合部を確認することで、作業終了時にイライラすることがありません。 

4.強力な部品には、ヒートシンクやファンを使用する

強力な部品は発熱量が多いので、基板上で十分な放熱を確保する必要があります。放熱を容易にし、繊細な部品の配線を接続するために、ヒートシンクやファンを使用します。

PCBのはんだ付けを成功させるために必要な情報は、当社の記事「PCB溶接 – 問題を軽減する方法とテクニック」をお読みください。 

回路基板プロジェクトファイルの作成

PCBレイアウトを開発する場合、あなたが作業するファイルは、メーカーが仕事をするために必要なファイルとは異なります。つまり、あなたが編集するデータは、あなたのCADソフト(DipTraceなど)と互換性のあるものです。それをプロジェクトファイルと呼びます。しかし、その形式ではメーカーにはほとんど役に立ちません。メーカーがあなたから必要とするのはガーバーファイルであり、一般にメーカーファイルと呼ばれています。

メーカーがあなたから必要とするもう一つのメーカーファイルは、ドリルファイルです。これは、PCBを通過するすべての穴の位置と寸法を説明します。

さて、各メーカーは、製造装置によって、そのガーバーファイルの要件を持っています。ガーバーファイルの作成は、PCB設計の中でも複雑なステップであり、そのプロセスには経験と専門知識が必要です。間違えると、生産が遅れたり、製品が機能しなくなったりする可能性があります。

ガーバーファイルやドリルファイルの作成方法については、メーカーから具体的な説明を受け、推奨するCADツールを使用してください。その後、推奨のCADソフトを使い、説明書に従って必要なデータを取得するのが賢い方法です。

また、複雑なガーバーファイルの生成プロセスを避けるために、プロジェクトファイルを生のフォーマットで受け入れているメーカーを見つけることができるかもしれません。このようなメーカーは、いくつかの自動化された手段によって自分自身でメーカーファイルを生成します。

回路基板プロジェクト – あなたの回路基板プロジェクトのための適切なサプライヤーを選択する

あなたの回路基板プロジェクトの成功は、PCBメーカーとコンポーネントサプライヤの有効性に依存します。回路基板プロジェクトの成功に全面的な誠実さと献身と生産プロセスを通じてあなたを導くことができるメーカーを選択してください。メーカーの能力、近接性、および信頼性についての研究を行う。

さらに、テスト済みで信頼できるサプライヤーからPCBコンポーネントを入手してください。業界でより経験豊富な人々からの推薦に基づいてメーカーと部品サプライヤーを選択することもお勧めします。

まとめ

間違いなく、PCB製造よりも複雑なものは、いくつかの回路基板プロジェクトを完了した専門家のために、あまりありません。そして、あなたがこれの初心者であることを考えることは怖いかもしれません。しかし、あなたが最初に保証されたように、慌てないでください。上記のヒントがあなたを成功へと導いてくれるでしょう。 

正しい技術、部品、メーカーを選択し、優れた溶接技術とプロジェクトファイルを使用し、上記の一般的なPCBの問題を避けることができます。もし、まだガイダンスが必要な場合や、回路基板プロジェクトのための信頼できるPCB製造業者をお探しの場合は、WellPCBで今すぐご連絡ください。私たちは喜んでお手伝いさせていただきます。

Hommer Zhao
こんにちは、WellPCBの創設者であるHommerです。 これまでのところ、世界中に4,000を超える顧客がいます。 ご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。 前もって感謝します。

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