PCBティアドロップを理解する:総合ガイド

PCBティアドロップスとは?

PCBティアドロップは、回路基板上のトラック(またはトレース)とパッドやビアが接する接合部にある、小さな涙型の拡大物である(図1参照)。これらはランダムに配置されているのではなく、これらのコンポーネント間の物理的および電気的接続を強化するために慎重に設計されています。

涙のプリント基板(PCB)

PCB涙液の意義

  • 応力の分散:ティアドロップの主な目的は、機械的応力を分散させることです。PCBが組み立て中や使用中にたわむと、パッドとトレースの接合部に応力が集中します。ティアドロップ形状は、この応力をより均等に分散し、トレース破壊の可能性を低減します。
  • 製造性の向上:穴あけ加工中、ミスアライメントにより、パッドや環状リングの一部が外れるドリルブレイクアウトが発生する可能性があります。ティアドロップは、敏感な部分の銅の量を増やし、そのようなミスアラインメントの影響を軽減します。
  • 電気的接続の向上:接合部の銅面積を増やすことで、ティアドロップは電気的接続も改善します。これは、わずかな欠陥でも性能に大きく影響する高周波プリント基板では特に有益です。

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PCB設計への実装

PCB設計でティアドロップを実装するには、追加する材料とシグナルインテグリティの維持のバランスが必要です。最近のPCB設計ソフトウェアには、効果的に設計にティアドロップを追加するための自動化ツールが含まれていることがよくあります。主な考慮事項は以下の通りです:

  • サイズと形状:ティアドロップは、必要な強度を確保するのに十分な大きさでなければならないが、近くにあるトレースや部品に干渉するような大きさであってはならない。
  • 配置:ティアドロップは通常、トレース・トゥ・パッドとトレース・トゥ・ヴィアの各接合部に配置される。
  • レイヤーの考慮:多層PCBでは、ティアドロップが他の層と干渉しないように注意深く実装する必要がある。

課題と考察

ティアドロップには多くの利点があるが、同時に課題もある:

  • スペースの制約:プリント基板が密集している場合、隣接するトレースや部品に影響を与えずにティアドロップを追加することは困難です。
  • シグナル・インテグリティ:高速回路では、ティアドロップによるトレース幅の変化がインピーダンスやシグナル・インテグリティに影響を与えることがあります。設計者はこれらの変化を考慮する必要があります。
  • 美的要素:特に民生用電子機器では、PCBの外観が考慮される場合がある。ティアドロップは、基板の外観を変える可能性があります。

結論

PCBティアドロップは、小さくて気づかれないことも多いのですが、回路基板の耐久性と信頼性を高める上で重要な役割を果たしています。その実装には、PCB設計の機械的側面と電気的側面の両方を微妙に理解する必要があります。 

技術が進歩し、プリント基板がより複雑で小型化するにつれて、電子機器の寿命と性能を確保する上で、ティアドロップのような機能の役割はますます重要になっている。

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