- ベストアンサー
配線分離による問題とアドバイス
- 配線を分けて接続する際の問題として、設計指示の幅を確保する難しさが挙げられます。
- 分離した細い配線に電流が集中し、使用時間が長くなると配線が断線し、本来の設計幅よりも狭くなってしまう可能性があります。
- しかし、細い配線のインピーダンスが高いため、電流が集中することはないと考えられます。配線を分離しても電流は均等に流れると思われます。
- 電子部品・基板部品
- 回答数8
- ありがとう数8
- みんなの回答 （8）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
- ベストアンサー
すでに皆さんから回答されてるように細いから電流が集中する云々は誤りでしょうが、 基盤実装上は細いパターン部分で微細なパターン切れがたったりすると熱集中から事故にいたる可能性もあり設計上は避けておきたいとの思いでは？
その他の回答 (7)
1.分配した後にその配線が再び合流する場合 4mm 3mm 4mm ┌───────┐ ━━━━┤ ├━━━負荷━━GND └───────┘ 1mm ・高周波の配線インピーダンスの不連続を嫌った。 ・配線長が不均一で、1mm幅の方が短く3mm幅よりも、結果的にインピーダンス が低い場合、細いほうに電流が多く流れる可能性あり。それを嫌った。 2.分配した後に、それぞれに負荷があり再び合流しない場合 4mm 3mm ┌────────────負荷A──GND ━━━━┤ └───────負荷B───GND 1mm ・負荷Aと負荷Bに印加される電圧に電位差が発生するのを嫌った。 どちらにしても僅かな差しかないけど、特に1の場合は不自然なので、 私が設計者なら、やはり何とかして1本にまとめてもらうかもしれません。 その分、他の部位で譲歩します。
お礼
ありがとうございます。 私が今回質問させて頂いた回路は、提案１回路に該当します。 且つ、周波数はＤＣ領域に近いです。 厳密には、人がスイッチを押すのでその時は高周波 域で使用する事になります。 配線幅ですが、太い方が長さは短く 細い方が回り込んで 接続される分長くなっています。つまり、細い側に集中 する事は低くなります。 現在の回路で細い方が短くなる事は無いですが、言われてみますと 注意が必要ですね。今後の設計するうえで注意していきたいと 思います。ありがとうございました。
細い側に電流が集中するというのは私の知識経験上、理由が見つかり ません。 分配した場合、熱や長さの違いなどの関係で厳密には注文どおり電流が 分かれてくれるとは限らない（1mmと3mmに分けたら電流も1:3になるとは 言い切れない）というのは正しいと思います。ですので4mmどうしても 必要なのであれば分けた場合は4mmより広くする必要がると思います。 細い側に電流が集中するというのであれば、それを工学的に説明して、 納得させられない発注者が未熟だと第三者的には思います。 とは言うものの回答(2)さんの言うとおり、納得できなくても発注者の 指示事項にできる限り対処する方向がよろしいかと思います。 一つの考え方として、分割して万一何かあったら質問者の責任になって しまいますが、何がなんでも分割せずに4mm確保してそれによる工数 アップや他の問題があった場合は発注者の責任ですから。
お礼
ありがとうございます。 確かに、何がなんでも配線幅を確保できるように 進めているのですが、不可能な状態になっています。 隙間３ｍｍのところに４ｍｍの配線は通す事はできない のです。 多層基板なので、出来るのではと思いトライしてきま したが、手詰まり状態なのです。
アナログ増幅回路では信号ラインのループ配線はご法度です。寄生発振やノイズなど、ろくな事はありません。必ず、それぞれのトランジスタやICの電源回線を電源のプラスから出てマイナスで帰る回線の羅列にしてそれぞれの信号が混ざらないようにするとトラブルが激減します。つまり、逆に言いますと、違う信号レベルの回線を同じコモンラインで混ぜて電源へ返すとトラブルが発生する可能性が大きいです。デジタルでは起きにくい事なので、アナログの注意点です。今回の対象がアナログ回路かデジタル回路か判りませんが、設計者さんは、その点が実践や先輩の意見などで記憶に残っていているのかもしれませんね ！
お礼
ありがとうございます。 設計者からまだ情報を得ていないのですが 使用用途は車の電源ラインです。よって増幅回路などは無縁の 使用です。トランジスタなど半導体は使用せず、せいぜい メカリレーを使用するくらいです。
基板上の状況が分からないので何とも言えませんが 電流が集中する根拠を聞けば解決すると思います。 聞けないのでしょうか？ 例えば、それぞれのパターンの距離だとか 電位差が変わってくるとか・・・ 銅箔厚が分かりませんが、一般的な35μmなら 幅4mmに10Aのヒューズはちょっと厳しいですね。 （70μmなら状況によっては、「まあいいか」ですかね） ・短絡（短時間で開放）ならまず問題ないですね。 ・過電流の場合は厳しいですね。 10Aのヒューズは、10Aで切れませんからね。 もし、35μm／4mmで10Aだと60degの温度上昇となりますので 長期間だとパターンだけでなく、周辺部品にも影響がでますね。 因みに、35μm／4mmの破壊電流は約30Aです。 > アドバイスを基に考えますと、問題無レベルですね。 分岐させなければ、そのようです。 回答（４）にも書きましたが > 例えば、それぞれのパターンの距離だとか ←（延長距離） > 電位差が変わってくるとか・・・←（コンデンサ等の配置も含む） といったような条件、或いはその他の条件がある場合は また違ってきますが、見えないので 残念ながらこちらでは判断できません。
お礼
ありがとうござます。 銅はく厚は７０μｍ に銅メッキ２０μｍの仕様です。 アドバイスを基に考えますと、問題無レベルですね。 まだ設計者から有効な情報が入ってきません。
逆の考えをするならば、同じ細い線ですべてをまとめるのは いけないのでしょうか。 数本に分離するとき、同じ細さで分離すれば、同じ抵抗値で 同じ電流になるならば、ＯＫをもらえるのでしょうか。 太い線と細い線があるからいけないのではないでしょうか。 それほど基板面積はないとのことですね。 それでもだめなら、レジストを取り除いて、半田がのるよすに すれば、多少は多めに流せるというやり方でしょうか。 スルーホールがあるのなら、銅箔厚はメッキが入るのでおおよ そ倍の厚みになることも考慮する必要があります。 通常18μmが主流でしょうから、メッキすると35μm程度まで、 厚くできます。
お礼
ありがとうございます。 その設計者曰く、配線を分散する事が許容できないそうです。 銅厚をあげる事も提案しましたが、１本で配線出来ない限りは 許容できないそうです。 ただ、その設計者も明確な理由が言えないみたいなので、もしか して本当の理由を知らないかもしれません。 （２）の方の回答にも記載しましたが、もう少し情報を仕入れてみ たいと思います。
プリント基板のパターン幅のお問い合わせと思いますが， 設計者の仰ることよりも，ご質問者の考え方のほうが，道理が通っているように思えます。 とはいうものの，発注者側の指示事項ですから，できる限り実現する方向で対処なさることが宜しいかと思います。設計者は，複数回路に分割配線することに対する不安や過去の失敗事例を，安直に電流集中で説明しているだけかもしれません。本質は別の現象にあるかのかもしれません。 入り込むべきか苦しいところです，心配なことがあります。 複数回路に分割した場合，各回路の電流にアンバランスは生じるでしょうが，電流の大きな回路が過電流で断線する可能性があるほどの電流密度であることが心配です。
お礼
ありがとうござます。説明不足ですみません。ご指摘とおり プリント基板配線の質問でした。 確かに、指示事項だけに難しいです。 もう少し、実際の値を記載しますと、ＤＣ １０Ａ用ＦＵＳＥ が接続される配線は４ｍｍという指示です。 設計者からは、ＦＵＳＥが切れる前に基板配線が断線しない ようにと言われています。ＦＵＳＥより配線が先に切れる事は ありそうでしょうか。 もし、設計者から情報聞けましたら、差障りの無い範囲で展開 したいと思います。
それはこういうことかと思います。 温度が一定で電流を流しても温度が高くなれば銅の抵抗値が変わり、「細い方に電流が集中するという事」ではないでしょうか。
お礼
ありがとうございます。 やはり温度が高くなるのは細い配線の方で、温度上昇により 抵抗値が増え、電流が流れにくくなるように思ってしまいます。 もし誤解していましたら、補足お願いします。
![その他([技術者向] コンピューター) イメージ](https://gazo.okwave.jp/okwave/spn/images/related_qa/c205_1_thumbnail_img_sm.png)
お礼
ありがとうございます。 確かに、回路上の特性より基板製造上での問題という観点 かもしれません。基板の扱いが悪く細い配線を切ってしまうと 残りの配線部に電流が集中してしまう事になります。 上記推測もかなり、強引ではあると思いますが理由の一つ にはなると思います。 多数のご意見を頂きありがとうございました。 （８）の方の回答の場を借りてお礼申し上げます。 設計者にも確認頂いたのですが、結局昔から言われ 続けており、出所はわかりませんでした。 私の疑問も間違えていなかった事もわかりうれしく 思います。ありがとうございました。