ICキャリアPCBの設計方法

シーンを設定しましょう：PCBレイアウトを完成させ、基板を製造に出しました。成功裏に製造された後、基板は組み立て施設に送られ、組み立て業者があなたのPCBを波/リフローはんだ付けの準備をしています。準備中に、フットプリントの一つが間違っていて、コンポーネントをPCBに取り付けることができないことが発見されました！

時にはフットプリントが間違っていて、設計レビューで見逃されることがあります。さらに、一部のコンポーネントには、一致するフットプリントの代替部品がなく、利用可能な他のコンポーネントがデバイスのピン配置と一致しない場合があります。

この問題にどう対処すべきでしょうか？PCBを廃棄すべきでしょうか？一つの解決策は、間違ったフットプリントと選択した代替部品との間を変換できるICキャリアボードを設計することです。設計例を見るには、以下のビデオをご覧になり、ICキャリアボード設計に関わるいくつかの特定の点を学び続けてください。

ICキャリアPCBの使用方法

ICキャリアPCBは、PCB上に不正確なフットプリントがある場合に必要なコンポーネントを配置するためのシンプルなモジュールです。キャリアボードが使用される別の例は、意図したコンポーネントのパッケージ/ランドパターンが正しいが、在庫不足、不正確なピンアウトのために代替部品が必要な場合です。

キャリアボードは通常、生産には使用されず、このように使用すべきではないと私は主張します。代わりに、それらはプロトタイピングツールであり、裸のボードのセットを廃棄することなくPCBアセンブリを完成させることができます。

• キャリアPCBのサイズ - キャリアは、既存のランドパターンに収まるのに必要な大きさだけであるべきです。
• 取り付け - 配置/取り付けスタイルは、端にキャステレーションが施されたもの、スルーホール、またはSMDが考えられます。
• 複雑さ - キャリアボードは、リードタイムとコストを最小限に抑えるためにできるだけシンプルであるべきです。

理想的には、基板は2層のPCBであるべきで、過度に小さいドリルを持つべきではなく、極めて細かいラインの製造プロセスを必要とすべきではありません。これは、キャリアボードをできるだけ早く製造して組み立て工場に送る必要があるプロトタイプシナリオに最適なアプローチです。キャリアボードの設計をできるだけ早く進めるために、製造工場にクイックターンオプションについて連絡を取り、PCB製造のコスト要因を把握して、ICキャリアのコストを最小限に抑えることを確認してください。

ICキャリアのフットプリント

ICキャリアボードの回路図は非常にシンプルです：ICキャリアで変換したいコンポーネントのための2つのシンボルを配置するだけです。下に示す例では、回路図に必要なコンポーネントは変換される2つのコンポーネントのみです。次に重要な部分はフットプリントで、必要な変換を提供するために上面と下面に配置する必要があります。

趣味で、必要に応じてこれらのキャリアボードパッケージに追加のコンポーネントを追加することがまだ可能であることに注意することが重要です。たとえば、選択したパッケージに追加のバイパスキャパシターやデカップリングキャパシターが必要であることがわかった場合、基板上に十分なスペースがあれば、これらをキャリアボードパッケージに追加できます。フットプリントがボードの両側に配置されると、パッド間をルーティングする時が来ます。

キャリアボードへのルーティング

キャリアボードでのルーティングには、翻訳されたコンポーネント間でパッケージとピン配置が一致しているかどうかに応じて、3つの可能なケースがあります：

• パッケージが一致しない、ピン配置が一致する（簡単）
• パッケージが一致する、ピン配置が一致しない（難しい）
• パッケージが一致しない、ピン配置が一致しない（難しい）

最初のケースは非常に簡単です：各パッドペアの後ろにビアを落とし、ビアを通してパッド間を直接ルーティングできます。

通常、何か特別な理由がない限り、残りのグラウンド接続とシールドを提供するために両側に銅プールを使用することをお勧めします。トップとボトムのプールをいくつかのステッチングビアで接続することを忘れないでください。

もう一方のケースでは、ピン配置やパッケージが一致しない場合、ルーティング戦略を一般化するのは難しいです。翻訳されたコンポーネントのピン数が多い場合、特に、ボードを2層に保つためのクロッシングが多すぎる場合があります。これを念頭に置き、2層以上が必要な場合は、キャリアボード用の有効なスタックアップを確実に取得してください。

3Dでの検証

キャリアボードが設計され、最終化された後、キャリアボードをSTEPファイルにエクスポートして、その配置領域を検証することが良いアイデアです。その後、STEPファイルをボードの3Dモデルにインポートし、ターゲットエリアに配置して配置を検証できます。ここでの目標は、キャリアボードの周囲の領域をチェックして、他のコンポーネントとの衝突がないことを確認することです。さらに、z軸の制約がある場合、キャリアボードとそのトップサイドコンポーネントモデルをエンクロージャーモデルに対して検証できます。

ICキャリアPCBの機械配置を迅速に作成して検証する必要がある場合は、Altium Designer®の2Dおよび3D CADツールを使用してください。設計が完了し、製造業者にファイルをリリースしたい場合、Altium 365™プラットフォームを使えば、プロジェクトの共有やコラボレーションが簡単になります。

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