配線をできるだけ短くする

配線をできるだけ短くする

配線をできるだけ短くする プリント基板を設計する際には、各信号線のパターン長を出来る限り短くする必要があります。
パターン長が必要以上に長い場合、デメリットはあってもメリットはほとんどありません。
デメリットの一つに伝送路の配線インピーダンスがあります。
伝送路のインピーダンスはパターンが長いほど増大するため、出力側と入力側の間で反射が生じ、オーバーシュートやアンダーシュートが大きくなってしまい、誤動作やICの劣化にも繋がります。
インピーダンスをマッチングするには、出力の直近にダンピング抵抗を挿入したり、入力側に終端抵抗を実装する必要があるなど部品点数が増加することにもなるため、可能であれば事前にパターンを短くすることで対応します。
配線パターンの長さはタイミングスキューの問題も引き起こすことがあります。
例えば複数のICで同じクロック信号を使用しタイミングを取っている場合、ズレが生じないよう配線長をほぼ同一にする必要がありますが、クロックからの放射ノイズが他の信号線に悪影響を及ぼしかねないため、パターン長で調整するよりはプリント基板上の実装位置で対処すべきです。

配線パターンのインピーダンスを変化させない基板のノイズ対策

配線パターンのインピーダンスを変化させない基板のノイズ対策 プリント基板の配線パターンのインピーダンスは一定ではありません。
そのため、電流が流れるとノイズが発生します。
電子部品が誤動作しない程度のノイズであれば問題ないのですが、高周波電流の場合、少しのノイズでも誤動作の原因となります。
プリント基板のノイズ対策にインピーダンスコントロールがあります。
インピーダンスコントロールとはプリント基板のパターン幅、銅箔の厚み、基準層とGND層の距離、絶縁体の比誘電率からインピーダンスを変化させないようにプリント基板を製造することです。
一定のインピーダンスにすることを特性インピーダンスといいます。
パターン幅を広げたり、銅箔を厚くしたり、基準層とGND層との距離を近くすると特性インピーダンスを下げる効果があります。
基板の不要部分にインピーダンスコントロールの配線パターンと同じ配線層に同じパターン幅のテストクーポンが作られます。
テストクーポンは基板製造完了後に特性インピーダンス値を測定するために使用します。

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