🛤 PCB Routing / 配線
🔗 リンク / Links
| 項目 / Item | 説明 / Description | Links |
|---|---|---|
| 🌐 View Site | ページ表示 / View this page on site |  |
| 📂 View Repo | GitHubリポジトリ / View source on GitHub |  |
📑 目次 / Table of Contents
- 🏗 概要 / Overview
- 🔑 主要ルール / Key Routing Practices
- 🛠 実務上の考慮事項 / Practical Considerations
- 📏 国際規格 / Standards
- 🎯 学習目標 / Learning Goals
- 🔗 関連リンク / Related Links
- ⬆️ Back to PCB
🏗 概要 / Overview
PCB配線 (Routing) は、デバイス間の信号・電源を基板上で最適に結線する工程です。
PCB routing is the process of optimally connecting signals and power between devices on the board.
インピーダンス制御、差動配線、クロストーク対策、層間配線、電源/グラウンドプレーン設計を含みます。
Includes impedance control, differential routing, crosstalk mitigation, inter-layer routing, and power/ground plane design.
🔑 主要ルール / Key Routing Practices
📏 インピーダンス制御 / Impedance Control
- トレース幅・間隔・層構成を基に特性インピーダンスを制御。
- 高速バス (PCIe, DDR, USB3.x) は 50Ω / 100Ω 差動を標準化。
- スタブを避け、反射を低減する設計が必須。
Controlled by trace width, spacing, and stackup.
High-speed buses (PCIe, DDR, USB3.x) typically require 50Ω single-ended / 100Ω differential.
Avoid stubs and reflections to maintain signal quality.
🔀 差動配線 / Differential Pair Routing
- ペア長を揃える「スキュー制御」が必須。
- 配線はできるだけ近接させ、外乱に対する共通モード抑制を狙う。
- ビアの使用は最小化し、左右対称に配置。
Requires length matching (skew control).
Keep pairs close for common-mode noise rejection.
Minimize vias and use symmetry when unavoidable.
⚡ クロストーク抑制 / Crosstalk Mitigation
- 配線間距離をトレース幅の 3倍以上 確保。
- 高速ラインはシールドグラウンド隣接が望ましい。
- 並走配線を避け、層を跨いで直交配置。
Maintain at least 3× trace-width spacing.
Route near ground shields for critical high-speed lines.
Avoid parallel runs; use orthogonal layer routing.
🏗 層間配線 / Multi-Layer Routing
- 信号層と GND 層を交互に積層してリターンパスを安定化。
- 内層配線でノイズを低減し、外層は主に低速信号・部品接続に使用。
- クロストークと EMI 対策として電源/GND プレーンを挟む構成が効果的。
Alternate signal and ground layers for stable return paths.
Use inner layers for high-speed routing; outer layers for slower signals/components.
Power-ground planes between signal layers reduce EMI and crosstalk.
🔋 電源/グラウンド設計 / Power & Ground Design
- グラウンドは連続面で確保し、スリットや分割を避ける。
- 電源プレーンはデカップリングコンデンサ配置とセットで設計。
- 電源/GND 間のインピーダンスを最小化し、PI を安定化。
Ground planes should be continuous without splits.
Power planes require decoupling capacitors for stability.
Minimize power/ground impedance to maintain PI.
🛠 実務上の考慮事項 / Practical Considerations
- BGA配線: ファンアウトパターンとビア方式（スルーホール vs マイクロビア）。
- クロック配線: 最短・対称・周辺ノイズ源から隔離。
- 高速バス: バス間 skew、シミュレーションによるタイミング検証。
- EMI/EMC: リターンパス制御・フェラビーズ活用・シールド強化。
📏 国際規格 / Standards
- IPC-2221: 汎用PCB設計規格 / Generic PCB design standard
- IPC-2141: 伝送線路設計ガイドライン / Design guide for high-speed transmission lines
- JEDEC JESD-8: 高速I/O規格に基づく配線設計 / Wiring design per JEDEC high-speed I/O standards
- IEC 61000: EMC 適合性基準 / EMC compliance standards
🎯 学習目標 / Learning Goals
- 高速信号と電源配線の最適化ルールを理解する。
Understand optimization rules for high-speed signal and power routing. - 差動配線・インピーダンス制御の実装を習得する。
Learn implementation of differential pairs and impedance control. - EMI/EMC 対策を踏まえた多層配線設計を実践できる。
Apply multi-layer routing with EMI/EMC considerations.
🔗 関連リンク / Related Links
| 項目 / Item | 説明 / Description | Links |
|---|---|---|
| 📐 Stack-up | 層構成の設計指針 PCB layer stack-up guidelines |
|
| 📏 Design Rules | 設計ルール PCB design rules |
|
| 🕳 Via Design | ビアの種類と設計指針 Types of vias and design guidelines |
|
| ✅ Validation | 解析・検証プロセス Validation and verification processes |
|
⬆️ Back to PCB
| 項目 / Item | 説明 / Description | Links |
|---|---|---|
| 🌐 Back to Site | PCB全体ページへ戻る Back to PCB site |
 |
| 📂 Back to Repo | GitHubリポジトリに戻る Back to GitHub repo |
 |