PCBレイヤーの種類と最適化

2020 年 1 月 15 日

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PCB PCBはすべての電子部品の基本的な構成要素です。そのため、様々な種類の層が存在します。初心者にとって、PCBの層の種類や基板の種類は混乱を招く可能性があります。しかし、これらの概念を基本的に理解すれば、非常に簡単に理解できるようになります。

この記事では、PCBのレイヤーの種類とその最適化方法について知っておくべきことをすべて詳しく説明します。早速、ポイントを押さえて、PCBの様々なレイヤーについて詳しく見ていきましょう。

PCB層の種類

メカニカルレイヤー

1枚のPCB回路基板には複数の機械層が存在する場合があります。ただし、基板を製造するには少なくとも1つの機械層が必要です。最も一般的な機械層は、基板の物理的な寸法を形成します。この層は、製造業者が在庫材料から回路基板を切り出す際に役立ちます。

このレイヤーは、単純な長方形の場合もあれば、角が丸い、あるいは切り欠きのある複雑な形状の場合もあります。さらに、一部のメカニカルレイヤーには、詳細なツール仕様やその他の機械情報が含まれています。これらの追加のメカニカルレイヤーはほとんど使用されないため、深く掘り下げる必要はありません。

レイヤーを遮断

メカニカルレイヤーとは対照的に、キープアウトレイヤーは回路基板の作業領域の制約を定義します。例えば、すべての部品を基板の外周から1/2インチ離して配置したい場合、キープアウトレイヤーについて検討することになります。

このレイヤーはデザイナーへのフィードバックに非常に役立ちます。デザイナーが事前に決められた境界を侵害しないようにするのに役立ちます。さらに、様々な理由で内部のクリアランスを維持する必要があるセグメントを特定するためにも使用できます。

ルーティング層

配線層は、異なるコンポーネントを相互接続するのに非常に役立ちます。設計者は、最高のパフォーマンスを得るために、配線層の作成に多くの時間を費やします。配線層は内層と外層の両方に配置できます。さらに、PCBの層は積層構造によって異なるため、メーカーはこれを最上層または最下層と呼びます。回路基板を作成する際には、製造業者に配線層を提供する必要があります。

グランドプレーンとパワープレーン

これらはどちらも固定電位に短絡されたソリッド銅層です。簡単に言えば、グラウンドプレーンはGNDに、電源プレーンはオンボードの電圧のいずれかに接続する必要があります。配線層と同様に、これらの層はPCBの内部層または外部層として配置できます。

どちらの層も電力分配に非常に有利です。さらに、すべてのコンポーネント間のグランド接続にも便利です。さらに、特定の条件下では回路の性能を向上させることができます。カスタム回路基板を作成する際には、設計内のすべてのプレーンを記述したファイルをすべてご提供いただく必要があります。

分割平面

電源プレーンとグラウンドプレーンは、異なる電位に接続された複数の銅箔セクションで構成されています。そのため、簡単に変更できます。これはプレーンの利便性を高めるのに非常に役立ちます。例えば、あるセクションに+5V、別のセクションに-5Vを分配するなど、複数の電圧を配線に分配することが可能です。

平面を分割する際には、パフォーマンスの問題が発生する可能性があります。パフォーマンスの問題は、特にグラウンドプレーンで多く発生します。特に、レイヤーの分割は平面の利便性を高めるのに便利です。

オーバーレイまたはシルクスクリーンレイヤー

オーバーレイまたはシルクスクリーンレイヤーは、回路基板上のすべての部品にテキストを追加するための追加レイヤーです。これらのレイヤーは、上層と下層の両方のレイヤーに追加する必要があります。このレイヤーを使用する場合は、上層と下層のオーバーレイそれぞれに別々のレイヤーを用意する必要があります。

これらのレイヤーがなくても回路基板は問題なく動作します。しかし、回路基板の修理時に読みやすさを向上させるために、このレイヤーを追加することをお勧めします。さらに、会社名、設計名、回路基板のシリアル番号やリビジョン番号などを追加することもできます。これらのレイヤーは内部レイヤーには表示されないため、追加する必要はありません。