KiCadで基板設計をしてみる ベタGNDの配置

前回作成した回路で電気的な問題は起こらず動作するかと思いますが、もう1ステップ品質を上げた基板にしてみます。

ここで言う品質とはノイスなどに関する品質です。

欧州に輸出する場合、CE規格に適合しているかが問題になります。

CE規格はいろんな部分が厳格に定められてます。

尚、規格はCEだけではなく各国独自のルールが定められているので、製品を売る国のルールを理解しクリアする必要があります。

「それ全部把握するの？」と尻込みしそうな雰囲気もありますが、各国の規格取得をサポートする企業もありますので全部丸投げも可能です。

そのCE規格で電気回路が組み込まれている製品はEMC（Electromagnetic Compatibility）をクリアする必要があります。

EMCの中身はEMIとEMSであり、簡単に言うとEMIは「他の機製品に悪影響を及ぼすノイズを出すな」という決まりであり、EMSは「他の製品が悪影響を及ぼすノイズを出しても暴走とかするな」という事です。

ベタGNDの話題で何故このような話が出るかと言えば、ベタGNDが大きく影響するからです。

「べつにCE規格取得しないからいいや」と思う方もいるかもしれませんが、CE規格を取得しなくてもノイズ対策をきちんとやる事で「何か知らないが時々止まる」や「あの基板を使い始めてから他の製品の調子が悪い」などの不具合対策にもなりますからやった方がいいです。

以前CE規格を取得する試験を行った時、ベタがGNDに繋がっているか否かで差が出るのか実験した事がありますが、ベタがGNDに接続されてないと見事にEMIでNGとなり簡易的にベタをGNDに繋いだらEMIをクリアしました。

ベタを配置する

下図赤枠のボタンがベタを配置する「塗り潰しゾーンの追加」ボタンです。

ちなみにネット名「GND」のパターンは全部削除しています。

今回は基板全面にベタを配置しますので下図のようにマウスカーソルを開始点に持って行きクリックします。

開始点でマウスをクリックすると下図のプロパティが表示されます。

ここで一番重要なのは「ネット」一覧で「GND」を指定する事です。

画面が開いた時は「no net」となっておりベタはどのネットリストにも属さない設定になっています。

プロパティ画面でOKボタンを押すとベタエリアの範囲を決めます。

今回は基板の四隅を指定します。

エリアの範囲ポイントは何点でも指定でき複雑な形状のソーンも可能です。

そして開始点まで戻ってクリックするとベタのエリア完成です。

上図は表面のベタですが、これと同じように裏面も下図のようにベタを配置します。

これでベタの配置は終わりなのですが、これでは細かい部分でイマイチなので修正していきます。

ベタを良く見ると細く伸びていてそのまま終わっているベタがあります。

下図だと青く囲われている部分がそうなんですが、このような長く伸びた先が途切れているのはノイズ的にはよくありません。

そこはどう処理するかなのですが、青く囲われている部分の上部にビアが配置されています。

こうする事で裏面のパターンに繋がって「途切れたパターン」ではなくなります。

もう1つ、ベタの途切れた右側にもベタがあるのでここに繋いでもいいかもしれません。

下図薄赤い線が左右のベタ間に配置した線です。

但し、ベタ間に線を引いただけではダメです。

この線とベタはネット名が違うので繋がりません。

下図はベタをやり直した結果です。

見事にベタは追加した線を避けて配置されました。

ここを繋ぐには線をダブルクリックしプロパティを開きます。

「共通」にあるネットにはネット名一覧がありますので「GND」を選択し、この線がGNDである事を設定します。

最後にベタ部には適度にビアを配置します。

これで完成となります。

基板パターンとノイズの関係について詳しく知りたい方は下記のサイトをお勧めします。