PCBは、構造から片面、両面、多層基板に分割することができます。
中でも、多層基板とは、電子部品を組み立て、はんだ付けするための絶縁基板とパッドのいくつかの層に接続線で構成される、2層以上のプリントボードを指します。高速PCBの役割は、一般的に多層基板で設計されています。
一般的な多層基板は一般的に4層ボードまたは6層ボードであり、複雑な多層基板は数十の層に到達することができます。
PCB多層基板の特長
PCBの多層基板と片面面および両面ボードの最大の違いは、内部電源層(内部電気層を維持する)とグランド層が追加される点です。電源と地上ネットワークは、主に電源レイヤ上にルーティングされます。しかし、多層基板配線は、主に上層と下層をベースにしており、中間配線層によって補う。
多層PCBは、主に次の層で構成されています: 信号層(信号層)、内部プレーン(内部電源)、機械層(機械層)、マスク(はんだマスク層)、シルクスクリーン(シルクスクリーン層)、およびシステム(システム作業層)。
多層PCBには、高いアセンブリ密度、小サイズなど、多くの利点があります。電子部品間の短い接続、高速信号伝送速度、便利な配線。良いシールド効果など。
PCB多層基板設計
積層体を設計する場合、層は対称に保たれ、銅層の数を均等に使用するのが最善です。対称でない場合は、歪みが生じやすくなります。多層基板の配線は回路機能に応じて行う。外層を配線する場合、溶接面に配線を増やして、部品表面の配線を少なくすることが必要であり、プリント基板のメンテナンスやトラブルシューティングに有益です。
配線の面では、電源、接地、信号の干渉を低減するために電源層、グラウンド層と信号層を分離する必要があります。プリント基板の2つの隣接する層の線は、基板の層間結合と干渉を低減するために、可能な限り互いに垂直であるか、斜めの線や曲線に従う必要がありますが、平行線ではありません。
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基板形状、サイズ、層数の確認
プリント基板の形状とサイズは、製品の全体的な構造に基づいている必要があります。生産技術の観点からは、組立を容易にし、生産効率を向上させ、人件費を削減するために、一般的にあまり異なっていないアスペクト比を持つ長方形をできるだけ簡単にする必要があります。
層数に関しては、回路性能、基板サイズ、回路密度の要件に従って決定する必要があります。多層プリントボードの場合、4層ボードと6層ボードが最も広く使用されています。
多層基板の層は対称に保たれ、好ましくは偶数の銅層、すなわち4、6、8などである。非対称ラミネートのため、ボード表面は、特に注意すべき表面実装多層基板のために、歪みが発生しやすいです。
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コンポーネントの位置と方向
部品の位置と配置方向は、まず回路原理の観点から考慮され、回路の動向に応える必要があります。配置が妥当か否かは、プリント基板の性能に直接影響を及ぼすか、特に高周波アナログ回路の場合、部品の位置と配置に関する要件は明らかに厳しい。
そのため、技術者がプリントボードのレイアウトを調整し、全体のレイアウトを決定する際には、回路原理の詳細な分析を行い、まず特殊なコンポーネント(大型IC、高出力トランジスタ、信号源など)の位置を特定し、他のコンポーネントを配置して干渉を引き起こす可能性のある要因を避けるようにします。
一方、プリント基板の全体的な構造は、コンポーネントや障害の不均一な配置を避けるために考慮されるべきです。プリントボードの外観に影響するだけでなく、組み立て作業やメンテナンス作業に多くの不便をもたらします。
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導体レイアウトおよび配線領域の要件
一般に、多層プリント基板配線は回路機能に従って行われる。外層を配線する場合、溶接面に配線を増やして、部品表面の配線を少なくすることが必要であり、プリント基板のメンテナンスやトラブルシューティングに役立ちます。
干渉を受けやすい細く密な線と信号線は、通常、内側の層に配置されます。銅箔の面積が大きい場合は、内部層と外層に均等に分散させ、基板の歪みを低減し、電気めっき時に表面により均一なコーティングを得るのに役立ちます。
加工中にプリントされたワイヤーや層間の短絡の損傷を防ぐために、基板の端からの内側と外側の層の配線領域の導電パターン間の距離は50ミル以上でなければなりません。
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ワイヤー方向の確認
多層基板トレースは、電力層、グランド層、信号層を分離して、電力、接地、信号間の干渉を低減する必要があります。
プリント基板の2つの隣接する層の線は、基板の層間結合と干渉を低減するために、可能な限り互いに垂直であるか、斜めの線や曲線に従う必要がありますが、平行線ではありません。また、特に小さな信号回路では、ワイヤが短いほど抵抗が小さくなり、干渉が少ないほど、ワイヤはできるだけ短くする必要があります。
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安全距離の要件
安全距離の設定は、電気安全の要件を満たす必要があります。一般的に、外部導体の最小間隔は4ミル以下で、内導体の最小間隔は4ミル以下でなければなりません。
配線が配置できる場合には、基板の歩留まりを改善し、完成したボードの故障の隠れた危険を低減するために、間隔をできるだけ大きくする必要があります。
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ボード全体の干渉防止能力を向上するための要件
多層プリントボードの設計では、ボード全体の干渉防止能力にも注意が払われなければなりません。以下に、実行可能な方法をいくつか示します。
各ICの電源とグラウンドの近くにフィルタコンデンサを追加し、容量は一般的に473または104です。
プリント基板の感度信号の場合は、付属のシールド線を別々に追加し、信号源の近くに配線をできるだけ少なくする必要があります。
合理的な接地点を選択します。