プリント基板の交流特性(クロストーク) | ノイズ対策.com

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プリント基板の交流特性(クロストーク)

プリント基板上では複数の信号線が複雑に配線されています。


平行する信号線では相互に電磁的に結合しやすく、

一方の導体線に電圧を加えると、隣接する導体ラインに電圧が誘起され、

ノイズとなります。


これを「クロストーク」といいます。


ある信号線に対して必要以上に長く配線をした信号線が平行に配線されていると、

磁界が相互に結合し、ノイズとなり、誤作動の原因となります。


高密度配線によって、信号線の間隔が小さくなると、特に著しくなります。


有効な対策として導体間隔を大きくする、グラウンドとの間隔を小さくすること、

などが挙げられますが、高密度配線では導体間隔を大きくすることは困難であり

グラウンドとの間隔の減少も特性インピーダンス整合で自由に行なうことは

できません。



クロストークは配線の技法によって解決しています。


方法としては平行する配線をなるべく短くするように設計をする、

層間では互いの信号線が90度になるように配線をするなどが挙げられます。

機械的特性プリント基板に要求される機械的特性は下記のようなものがあります。


・曲げ特性

 プリント基板は多くの部品が搭載されますが、

 部品の種類のよって重さが異なります。

 

 バランスが悪くなるとひずみが生じるため、

 これらの部品を搭載してもゆがまないようにするための強度が必要になります。


・そり、ねじれ

 プリント基板が平坦ではなくそりやねじれがあると、

 接続端子がパッドに接触しない可能性があり、はんだ不良の原因となります。


 そのため、できるだけそりやねじれがなく平坦であることが重要です。


・はんだ耐熱性

 共晶はんだから鉛フリーはんだへの置き換えが推進され、

 共晶はんだでのはんだ付けは180度程度の温度で行ないますが、

 鉛フリーはんだでは共晶はんだよりも高温での半田付けが必要となるため、

 基板材料への影響が大きく対策が必要です。


・熱膨張係数

 銅と樹脂熱膨張係数は大きく異なります。


 この差は基板材料の強度等で補います。


・はんだ付け性

 プリント基板の部品の接続の多くはパッドへのはんだ付けで行ないます。


 部品、パッドともに表面状態をきれいに保ち、

 清浄な面ではんだ付けをすることが重要です。


・寸法安定性

 部品のピンの位置とプリント基板のパッドの位置がすれると、

 はんだ付けの際に不具合が生じます。

 

 そのため、寸法安定性が必要です。

 

 

 

 今回は交流特性から機械的特性を紹介しました。

 

 クロストークの防止策としては信号線を短くする、

 信号線の角度を調整するなどを考慮する必要があります。

 

 機械的特性は足りないと不良を起こす原因となるため、

 強度・安定性に加え、はんだ耐熱性、はんだ付け性などを

 考慮する必要があります。

 

 



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