メイン兼エアデータセンサー部(今後,エアデータと言います)のリポジトリです.
PCBエディターで基板上の配線をするときに気をつけてほしい点・できるだけ避けるべき点が書いてあります.これが全てではないのですが,最低限これらは守ってほしいです🙏( `・∀・´)ノヨロシク
また,基板作成のコツを最後に載せてあります
これから表面実装化に向けた,小さく密度の高い基板を作ろうとするとKiCadの初期設定状態では不便が生じます.それは例えば配線のクリアランス(配線同士の最低間隔)やビア半径の初期設定値が大きすぎるためです.
以下の画像下部のGNDビアはその上のコンデンサと同じぐらいの大きさになっていて,もはや邪魔です.

そこで,以下の画像左上「ビア:ネットクラスのサイズを使用」からより小さい半径を指定できるのですが,JLCPCBの製造能力には限界があるわけでその限界を突破しないギリギリで設計する必要があります.その限界を突破していないか確認してくれる機能を活用するためにKiCad初期設定を変更します.この設定はプロジェクトを新たに作成する際に毎回設定する必要があります.

ただし注意点の一つとして,ビアのサイズを小さくすると急激に価格が跳ね上がるということがあります.これはJLCPCBの製造能力ページを見るだけではわからず,発注画面まで行って分かることなのですがビア外径0.4mm,内径0.3mmを下回るサイズのビアを打つとその個数に関わらず+¥7200~9700されます.絶望ですね.はい...気をつけましょう.私はそんなことも知らず発注直前まで行って気付き,1430個のビアを打ち直すことになりました(┬┬﹏┬┬)
- ファイル > 基板の設定
- デザインルール > 制約
- 以下のようにパラメータを変更
USBは差動伝送で通信しています.そのため,2本の配線のどちらかにだけノイズが乗ることや配線長に差があること,配線が長すぎることは避けるべきです.また,差動インピーダンスを考慮する必要があり,普段の配線よりも気を使う点が多いです.以下の点に気をつけて配線をお願いします.
- 差動インピーダンスを90Ωに近づける(JLCPCB公式計算ツール)
- KiCad「配線 > 差動ペアの配線」機能を使用する
- 同一レイヤー上で配線する(front面とback面を行き来しない)
- できるだけ配線を曲げず,一直線に配線する
- 電源線(5V,3.3Vなど)を近くに置かない
- Type-Cに接続するときに配線幅を変える必要がある場合,ティアドロップ(フィレット的な機能,以下「ティアドロップの使用」参照)を使用して滑らかに幅を変化させる
- USB配線の裏面に別の配線を置かない(↓ダメな例)
TPは基板を作ったあとに正しく信号が流れているかオシロスコープやテスターを用いて確認するために重要です.一方でノイズの発生源となったり逆にノイズを拾ったりすることも考えられます.その為,できるだけ少ない数配置すべきです.また,USBやGPIOなどの信号線にはできるだけ配置したくありません.どうしても配置する必要がある場合は,以下のように配線上に置くようにし,枝分かれしたところに置くことはやめてください.
今まで(25代まで)はパッドと配線の接続やビアとの接続時に特に何も考えずにやってきたと思います.ただ,これから密度の高い基板を作るにあたってノイズの発生を最大限に抑制する必要があり,急激な配線幅の変化をなくすべきです.今まで配線を90°に曲げるのは良くないと言われてきたのも同じ理由からです.そこでティアドロップ機能を使います.この機能は以下の画像の様に徐々に幅を変化させてくれるのでノイズが軽減されるはずです.また,この機能のオブジェクトはゾーンになっているため,機能が適応できない場合はゾーンが非表示になっていないか確認してください.以下がティアドロップの適用手順です.
- 編集 > ティアドロップを編集
2.
3.
ビアには主に2つの目的があります.
- 配線をfrontからbackに移す(逆も然り)
- 層間のコンデンサ形成を防ぐ
例えば2層基板なら1層目と2層目の間の絶縁体を誘電体としたコンデンサにならないようにする.

1つ目の目的でビアを使うのは一般的ですが,2つ目のコンデンサになるのを防ぐ目的でビアを使用しているか確認してください.置く位置はfrontとbackのベタGNDが重なっているところで,角になっている部分や近くにビアがないところです.定期的に配置することでコンデンサ化を防ぐ効果が高まります.
コンデンサには電源や信号が不安定になった時にそれを補正してくれる役割があります.そのため,補正したい端子のできるだけ近くに置くことでその効果を十分に活用することができます.配線時にはそのコンデンサが
素子が多く,複雑な基板になればなるほど基板作成の難易度は上がります.どこに素子を置けば配線が最短になるのか,表と裏を無駄に行き来しないようにできるのか,見た目もきれいな基板になるのか,など考えることが増えていきます.そんな時に役に立つのが