プリント基板について話すとき、初心者はよく「PCB 回路図」と「PCB 設計ファイル」を混同しますが、実際には異なるものを指します。両者の違いを理解することが、PCB の製造を成功させる鍵となるため、初心者でもより適切に製造できるように、この記事では PCB 回路図と PCB 設計の主な違いを詳しく説明します。

PCBとは何ですか
回路図と設計の違いに入る前に、PCB とは何なのかを理解しておく必要があります。

基本的に、電子機器の内部にはプリント基板があり、プリント基板とも呼ばれます。この貴金属製の緑色の回路基板は、デバイスのすべての電気コンポーネントを接続し、デバイスが正常に動作できるようにします。PCB がなければ電子機器は動作しません。

PCB 回路図と PCB 設計
PCB 回路図は、さまざまなコンポーネント間の機能と接続を示す単純な 2 次元の回路設計です。PCB 設計は 3 次元レイアウトであり、回路が正常に動作することが保証された後にコンポーネントの位置がマークされます。

したがって、PCB 回路図はプリント基板設計の最初の部分です。これは、書面またはデータ形式にかかわらず、回路接続を説明するために合意されたシンボルを使用するグラフィック表現です。また、使用するコンポーネントとその接続方法も指示されます。

名前が示すように、PCB 回路図は計画および青写真です。コンポーネントが具体的にどこに配置されるかを示すものではありません。むしろ、回路図は、PCB が最終的にどのように接続を実現するかを概説し、計画プロセスの重要な部分を形成します。

設計図が完成したら、次のステップは PCB 設計です。デザインは、銅配線と穴のレイアウトを含む、PCB 回路図のレイアウトまたは物理的表現です。PCB 設計は、前述のコンポーネントの位置と銅への接続を示します。

PCB設計は性能に関わる段階です。エンジニアは、機器が適切に動作するかどうかをテストできるように、PCB 設計に基づいて実際のコンポーネントを構築しました。前述したように、PCB の回路図は誰でも理解できるはずですが、プロトタイプを見ただけでその機能を理解するのは簡単ではありません。

これら 2 つの段階が完了し、PCB のパフォーマンスに満足したら、メーカーを通じて PCB を実装する必要があります。

PCB 回路図要素
2 つの違いを大まかに理解した後、PCB 回路図の要素を詳しく見てみましょう。前述したように、すべての接続が表示されますが、留意すべき点がいくつかあります。

接続を明確に確認できるようにするために、接続は一定の縮尺で作成されていません。PCB 設計では、それらは互いに非常に接近している可能性があります。
一部の接続は相互に交差する可能性がありますが、実際には不可能です
一部のリンクはレイアウトの反対側にあり、リンクされていることを示すマークが付いている場合があります。
この PCB の「ブループリント」は、1 ページ、2 ページ、さらには数ページを使用して、設計に含める必要があるすべてのコンテンツを記述することができます。

最後に注意すべきことは、より複雑な回路図を機能ごとにグループ化して読みやすさを向上できることです。このように接続を配置することは次の段階では行われず、通常、回路図は 3D モデルの最終デザインと一致しません。

PCB 設計要素
PCB 設計ファイルの要素をさらに深く掘り下げてみましょう。この段階では、書面による設計図から、ラミネートまたはセラミック材料を使用して構築された物理的な表現に移行しました。特にコンパクトなスペースが必要な場合、より複雑なアプリケーションではフレキシブル PCB の使用が必要になります。

PCB 設計ファイルの内容は、回路図フローによって確立された設計図に従いますが、前述したように、2 つは外観が大きく異なります。PCB 回路図について説明しましたが、設計ファイルにはどのような違いが見られるでしょうか?

PCB 設計ファイルについて話すときは、プリント基板と設計ファイルを含む 3D モデルについて話します。単一層または複数層にすることができますが、2 層が最も一般的です。PCB 回路図と PCB 設計ファイルの間にはいくつかの違いがあることがわかります。

すべてのコンポーネントのサイズと位置が正しく設定されている
2 つの点を接続すべきでない場合は、同じ層上で互いに交差しないように、別の PCB 層を迂回するか切り替える必要があります。

さらに、簡単に説明したように、PCB 設計は最終製品の検証段階であるため、実際の性能により注意を払います。この時点で、設計の実用性が実際に機能する必要があり、プリント基板の物理要件を考慮する必要があります。そのうちのいくつかは次のとおりです。

コンポーネントの間隔はどのようにして十分な熱分散を可能にしますか
エッジのコネクタ
電流と熱の問題については、さまざまな配線の厚さをどの程度にする必要がありますか

物理的な制限と要件により、PCB 設計ファイルは通常、回路図上の設計とは大きく異なるため、設計ファイルにはシルク スクリーン層が含まれています。シルク スクリーン層には、エンジニアがボードを組み立てて使用するのに役立つ文字、数字、記号が表示されます。

すべてのコンポーネントがプリント基板上に組み立てられた後、計画どおりに動作する必要があります。そうでない場合は、再描画する必要があります。