PCBの設計は、科学と芸術の両方です。配線線の幅、配線の積み重ね、概略図などに関する技術仕様はたくさんありますが、PCB設計で芸術的なコンポーネントを配置する場合、問題は興味深いものになります。

実際、コンポーネントの配置に関する制限はほとんどなく、「絶対的に正しい」仕様要件もありません。これにより、初心者の電子エンジニアは、回路基板にコンポーネントを配置するときに完全な「セカンダリ」のように感じることもできます。個人的な野心と創造性、それをすべてどのように置くかは、あなたとデザインのアイデアに依存します。

しかし、これはあなたがやりたいことができるという意味ではありません。コンピュータのデザインは、最終的にはほこりに落ちて、使用できる特定のものを形成する必要があります。したがって、次の10個のPCBコンポーネントの配置の提案は、電子設計の初期段階をスムーズに通過するように電子初心者をガイドすることができます。

▌コンポーネントの配置が非常に重要なのはなぜですか？

PCBデザインの90％がデバイスに配置され、10％が配線に配置されているという古いことわざがあります（誰が言ったかはわかりません）。これは確かに大きな真実です。デバイスを細かく配置するために一生懸命働き始めます。これにより、半分の労力で2倍の結果が得られ、PCBの電気的特性も向上します。コンポーネントを回路基板に任意に配置するとどうなりますか？

時間が失われる：配線プロセス中に一部の場所で配線するための十分なスペースがないことに気付く可能性が非常に高く、配線全体をひっくり返して再構築する必要があります。
回路基板が機能しない：デバイスを配置し、すべてのリード線を配線した後、大丈夫だと思いました。設計ファイルを回路基板の製造元に送信し、数日待って新しい回路基板を受け取ります。回路を楽しくはんだ付けする準備をしていたとき、現実に激しく殴られ、まったくはんだ付けできないデバイスがあることに気づきました（パッケージが間違っているか、互いに競合していました）。
美学は壊れています：私たちが謙虚なエンジニアであるとしても、美学の追求における対称性と細心の注意に同意することを認めなければなりません。最初は愛情と不注意が不足している人々によってコンポーネントが配置されている種類の回路基板は、後の溶接とデバッグのプロセスで人々をより混雑させます。GeYoutanだけが見えます。

レバーに出くわしたら、コンポーネントをどこに配置するか、ルールは何か、同じ回路図、100人の電子エンジニアが1000の配線スキームを持つことについて話し合います。これが、回路基板の設計が芸術的な作成プロセスと見なされる理由です。

▲エレガントで芸術的、そして注意深く設計された回路基板は、簡単に注目を集めることができます。対称的で、きちんとしていて、美しく配置されたコンポーネント！

あなたは常にあるかを把握しようとしている場合は、右と間違って、ここでは、あなたの回路基板のコンポーネントが適切に配置されているかどうかを判断しやすくするためにちょっとしたトリックです。コンポーネントを配置した後、回路基板設計ソフトウェア（Autodesk EAGLEで提供されているものなど）の自動ルーティングを使用してルーティングします。最終的な回路障害率が85％未満の場合は、コンポーネントの最適化により多くの時間を費やす必要があることを意味します。置いた。

乾燥させたデバイスについて何かを言う「強制強制」を減らしましょう。

▌ヒント1：回路基板の物理的な制限を確認する

コンポーネントを配置する前に、回路基板の取り付け穴、エッジコネクタの位置、および回路基板の機械的なサイズ制限を正確に知る必要があります。

どうして？

これらの要因が回路基板のサイズと形状に影響を与えるためです。回路基板の固定領域に設置できないように設計された回路基板を見たので、再設計する必要がありました。

愚かさを避けるために、これらの機械的制限（取り付け穴、回路の輪郭）に意図的に明確な領域を設定して、許容範囲内で安心して作成できるようにすることができます。

▲クアッドコプターやその他の柔軟なウェアラブル回路では、回路基板の外観が興味深いことがよくあります。ミニクワッドコプターで使用する信号受信回路の設計です

▌ヒント2：回路基板の製造プロセスを確認する

同様に、回路コンポーネントを配置する前に、回路メーカーからのいくつかの重要な情報を明確にすることをお勧めします。

回路の組み立てプロセスとテストプロセス。
PCBVカット溝用のスペースを確保する必要があるかどうか。
コンポーネントのはんだ付けプロセス：ウェーブはんだ付け、ゾーンはんだ付け、または手動はんだ付けですか？

どうしましたか？

回路基板の製造プロセスは、コンポーネント間のギャップサイズ要件に影響を与えます。また、将来、回路基板を組立ラインにはんだ付けする場合は、回路基板をコンベヤーベルトに固定するために、回路基板の端に余分なスペース（20mil以上）を残す必要があります。回路基板がはんだ付けされた後に切断される、回路基板上の追加の固定基板

▌ヒント3：統合チップ用の呼吸スペースを残します

ここでいう「あえぎ」は空気ではないことに注意してください。それが何であるかについては、以下を読むと明らかになります。

コンポーネントを配置するときは、可能な限り350ミル以上の距離を空ける必要があります。ピン数が多いチップの場合は、より多くのスペースが必要になります。

どうして？

これで、チップピンはますます密になります。統合されたチップが近すぎると、リードを簡単に配線できない可能性が高くなります。後で配線するのが難しくなることがよくあり、1本の糸をわざわざレイアウトしたり、地面が機能していないというジレンマさえもすると、100本の毛が消費されることがあります。（私はそれを知っていました、なぜそもそもわざわざ）

▲ご覧のとおり、このBGAパッケージチップには非常に高密度のピンがあります。周囲に十分なスペースを確保していないと、配線時に見栄えが良くなります

▌ヒント4：同じデバイスの向き

同じデバイスについては、可能な限り整列させ、一貫したフォーメーションを維持します。

強迫性障害はありますか？

これは主に、回路基板のその後の組み立て、検査、およびテストを容易にするためです。特に、ウェーブはんだ付けプロセス中の表面カプセル化デバイスの場合、回路基板は溶融はんだの波頭を一定速度で通過します。均等に配置されたデバイスは均一な加熱プロセスを備えているため、高いはんだ接合の一貫性を確保できます。

次の例は、均等に配置されたデバイスが均一な波のはんだ付けプロセスに適していることを示しています。

▲コンポーネントの均一な配置の例。コンポーネントの同じ向きが均一な波のはんだ付けプロセスに適しています

次のように乱雑な配置に従うと、ウェーブはんだ付けの場合、特にいくつかの小さなデバイスが大きなデバイスの間に配置された場合、「シャドウ」効果が形成され、小さなデバイスのはんだ付けが不十分になる可能性があるため、異なるデバイスのパッドの品質が異なります。。

▲コンポーネントの乱雑な配置の例：方向が異なるデバイスは、ウェーブはんだ付け中に不良なはんだ接合を簡単に形成します

▌ヒント5：リードの交差を減らす

デバイスの位置と方向を調整することにより、リードの交差を減らします。

職業はなんですか？

現在、多くのPCB設計ソフトウェアは、ピンペア間に接続関係がないことを示す機能を提供します。たとえば、次の図は、概略図のすべてのデバイスピン間の接続関係を示しています。これは、図の細い灰色の直線で表されます（この種の線は、ratsnest：yフライングワイヤ、プリプルワイヤと呼ばれます）。

▲フライングリードのPCBインターフェースを表示する

デバイスの位置と方向を変更することにより、デバイス間のリードの交差が最小限に抑えられ、次の配線のエネルギーを大幅に節約できます。

▌ヒント6：回路エッジデバイスを最初に配置します

外部コネクタ、スイッチ、USBポートなど、機械的な制限のために任意に移動できないコンポーネントを最初に配置する必要があります。

どうして？

これらのデバイスは、多くの場合、システムの全体的な機械設計で決定され、変更することはできません。これらのデバイスを配置した後、次のデバイスを配置するための素晴らしい出発点があります。回路基板のエッジコンポーネントを入手してください。残りは、想像力と創造性を活用するためのハイライトの時間です。

▲コンピューターのマザーボード上の周辺インターフェースコンポーネントの位置は、シャーシの設計と密接に関連しており、それらの位置を事前に決定する必要があります

▌ヒント7：デバイス間の競合を回避する

小さな回路基板で配線するためにデバイスのパッドを重ねたり、デバイスの端を重ねたりすることは絶対に避けてください。すべてのデバイス間で40mil（1mm）の距離を維持するのが最善です。

あなたは集中的な嫌悪感を持っていますか？

最も重要な理由は、後続の回路製造プロセスでパッド間の短絡障害を回避することです。近くに配置すると配線が難しくなることも忘れないでください。

同様に、それらを配置するときは、あまりにも密なビアを避けてください。これらの小さな丸い穴は、将来、銅の外板を露出させ、回路の短絡を引き起こす可能性もあります。

▌ヒント8：デバイスをできるだけ同じ側に配置します

2層回路基板を設計する場合、最も一般的な提案は、コンポーネントを同じ側に配置することです。

どうして？

デバイスが回路基板の同じ側に配置されていない場合、後の回路基板の製造が面倒になります。その理由をお話ししましょう。通常、回路基板上のデバイスは、自動デバイス配置マシンによって完成されます。デバイスは片側のみであり、PCBの製造プロセスは1回で済みます。それ以外の場合は、2つのデバイス配置が必要です。生産時間の無駄はお金と命の無駄です。

▌ヒント9：チップピンとデバイスの極性を一定に保つ

統合された各チップには、ピン1の開始位置を示すマークが付いています。チップのピン1の方向、または分極デバイス（モーターコンデンサ、ダイオード、トライオード、LEDなど）の方向を同じに保つことも、回路基板の製造に便利になります。

これは必要ですか？

回路基板を自分ではんだ付けまたはデバッグした場合は、これを疑うことはありません。考えてみてください。極性と類似性が非常に強い回路基板にコンポーネントをはんだ付けする場合、回路基板を正常にはんだ付けすることについてはわかりませんか？

▲通常、統合チップパッケージには、ピン1の位置を示す小さな点があります。はんだ付けと検査のために、すべてのチップの向きを同じ方向に保ちます

▌ヒント10：デバイスの位置は概略図と同様です

コンポーネントを配置するときは、概略図の位置関係に従って頭の中に配置してください。

理由は何ですか？

実際、概略図を設計するときは、コンポーネント間の位置関係（最短の配線と最小のクロスオーバー）をすでに最適化しています。したがって、PCBコンポーネントの配置が自然に合理的になるまで、概略図のコンポーネントの位置に従います。。特に、後の手動配線では、頭の中にある概略図が、配線のための合理的な短いパスを選択するのに密かに役立ちます。

▌制約下での作成

最高のPCBデザインは、デバイスの並外れた慈悲に由来します。簡単にだまされないでください。デバイスの適切な配置に常にエネルギーを注ぐことを主張する必要があります。このプロセスのすべての努力は価値があります。これは、PCB設計で最も価値のあるプロセスである可能性があります。デザインPCBが完成した回路基板になるのを見ると、労働の成果を味わうことができます。