PCB のレイアウトと配線の問題に関しては、今日はシグナル インテグリティ解析 (SI)、電磁適合性解析 (EMC)、パワー インテグリティ解析 (PI) については説明しません。製造容易性分析（DFM）の話に限っても、製造容易性の無理な設計は製品設計の失敗にもつながります。
PCB レイアウトで DFM を成功させるには、重要な DFM 制約を考慮したデザイン 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られる最新の設計機能の一部を反映しています。ほとんどの標準的な設計制限が確実に満たされるように、PCB 設計ルールに設定された制限が違反していないことを確認してください。
PCB配線のDFM問題は良好なPCBレイアウトに依存し、配線の曲げ回数、導通穴の数、段数などを含む配線ルールを事前に設定できます。一般に、試験配線が行われます。短い配線を素早く接続し、迷路配線を行います。最初に敷設するワイヤに対してグローバルなルーティング パスの最適化が実行され、全体的な効果と DFM の製造性を向上させるために再配線が試行されます。
1.SMTデバイス
デバイスのレイアウト間隔はアセンブリ要件を満たしており、通常、表面実装デバイスの場合は 20mil、IC デバイスの場合は 80mil、BGA デバイスの場合は 200mil を超えます。生産プロセスの品質と歩留まりを向上させるために、デバイスの間隔はアセンブリ要件を満たすことができます。
一般に、デバイス ピンの SMD パッド間の距離は 6mil より大きくなければならず、はんだはんだブリッジの製造能力は 4mil です。SMD パッド間の距離が 6mil 未満で、はんだ窓間の距離が 4mil 未満の場合、はんだブリッジを保持できず、組立プロセス中に大きなはんだ片 (特にピン間) が発生し、短絡する。
2.DIPデバイス
オーバーウェーブはんだ付けプロセスにおけるデバイスのピンの間隔、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であると、錫がはんだ付けされ、ショートが発生します。
多くの設計者は、インライン デバイス (THTS) の使用を最小限にするか、ボードの同じ側に配置します。ただし、多くの場合、インライン デバイスは避けられません。組み合わせの場合、上層にインラインデバイス、下層にパッチデバイスを配置すると、片面ウェーブソルダリングに影響を与える場合があります。この場合、選択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の間の距離
機械溶接の場合、電子部品と基板の端の間の距離は通常 7 mm (溶接メーカーによって要件が異なります) ですが、PCB 製造プロセスの端に距離を追加することもできるため、電子部品を実装することができます。配線に便利な限り、PCB ボードの端に配置してください。
ただし、プレートの端を溶接する場合、機械のガイドレールに接触し、部品を損傷する可能性があります。プレート端のデバイスパッドは製造プロセスで除去されます。パッドが小さいと溶接品質に影響を与えます。
4.高低装置の距離
電子部品には多くの種類があり、形状やリード線の種類も多様であるため、プリント基板の組み立て方法にも違いがあります。適切なレイアウトは、機械の性能を安定させ、耐衝撃性を高め、損傷を軽減するだけでなく、機械内部をすっきりと美しくする効果も得ます。
小型デバイスは、高さのあるデバイスの周囲から一定の距離を保つ必要があります。デバイスの高さに対するデバイスの距離の比率が小さい場合、熱波が不均一になり、溶接不良や溶接後の修復の原因となる可能性があります。
5.デバイス間の間隔
一般的なSMT加工では、機械の取り付け時のある程度の誤差を考慮し、メンテナンスや目視検査の利便性を考慮する必要があります。2 つの隣接するコンポーネントは近づきすぎず、一定の安全な距離を保つ必要があります。
フレーク部品、SOT、SOIC、およびフレーク部品間の間隔は 1.25mm です。フレーク部品、SOT、SOIC、およびフレーク部品間の間隔は 1.25mm です。PLCCとフレーク部品、SOIC、QFPの間は2.5mm。PLCCS間は4mm。PLCC ソケットを設計するときは、PLCC ソケットのサイズを考慮する必要があります (PLCC ピンはソケットの底部の内側にあります)。
6.線幅・線間距離
デザイナーにとって、デザインのプロセスでは、デザイン要件の精度と完成度を考慮するだけでなく、生産プロセスにも大きな制限があります。ボード工場では良い製品を生み出すために新たな生産ラインを作ることは不可能です。
通常、ダウンラインの線幅は4/4milに制御され、穴は8mil(0.2mm)に選択されます。基本的に80％以上のPCBメーカーが生産可能であり、生産コストは最も安価です。最小線幅と線間隔は3/3milまで制御可能で、穴を通して6mil(0.15mm)も選択可能です。基本的には70％以上のPCBメーカーが生産可能ですが、価格は最初のケースより若干高く、それほど高くはありません。
7.鋭角/直角
鋭角配線は一般に配線では禁止されていますが、PCB 配線ではこれを避けるために一般に直角配線が要求されており、配線の品質を測る基準の 1 つとなっています。信号の完全性が影響を受けるため、直角配線では追加の寄生容量とインダクタンスが生成されます。
プリント基板の製版工程では、プリント基板の配線が鋭角に交差するため、酸角と呼ばれる問題が発生します。PCB 回路のエッチングリンクでは、「酸角度」で PCB 回路の過度の腐食が発生し、PCB 回路の仮想断線の問題が発生します。したがって、PCB エンジニアは、配線の鋭角や奇妙な角度を避け、配線の角で 45 度の角度を維持する必要があります。
8.銅ストリップ/アイランド
十分な大きさのアイランド銅線がある場合、アンテナとなり、基板内でノイズやその他の干渉を引き起こす可能性があります (銅線が接地されていないため、信号コレクタになります)。
銅のストリップとアイランドは、浮遊銅の多くの平らな層であり、酸の谷で重大な問題を引き起こす可能性があります。小さな銅のスポットが PCB パネルから剥がれ、パネル上の他のエッチング領域に伝わり、短絡を引き起こすことが知られています。
9.穴あけのホールリング
ホールリングとは、ドリル穴の周囲の銅のリングを指します。製造プロセスの公差により、穴あけ、エッチング、銅メッキ後、ドリル穴の周囲に残った銅リングがパッドの中心点に必ずしも完全に当たるとは限らず、穴リングが破損する可能性があります。
穴リングの片側は 3.5 ミルより大きく、プラグイン穴リングは 6 ミルより大きくなければなりません。穴リングが小さすぎます。生産および製造のプロセスでは、穴あけ穴には公差があり、ラインの位置合わせにも公差があります。公差の逸脱により、ホールリングが開回路を破壊することになります。
10.配線の涙滴
PCB 配線に引き裂きを追加すると、PCB 基板上の回路接続がより安定し、高い信頼性が得られ、システムがより安定するため、回路基板に引き裂きを追加する必要があります。
ティアドロップを付加することにより、基板に大きな外力が加わった際に、ワイヤとパッド、あるいはワイヤと下穴との接点の断線を回避することができる。溶接に涙滴を追加すると、パッドを保護し、パッドが脱落するような複数の溶接を回避し、製造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や亀裂を回避できます。
