はじめに
回路図の1つのミスが、数週間のデバッグ時間と数万円のPCB再製造コストにつながる可能性があります。プルアップ抵抗の欠落、誤った電圧定格、デカップリングコンデンサの忘れなど、回路図のエラーは早期に発見されなければ、生産段階まで生き残ってしまいます。
この包括的なチェックリストは、業界標準(IPC-2612、IEEE 315)、メーカーガイドライン(Altium、Cadence、EMA Design)、実際のエンジニアリング経験から得られた知見を、1つの実用的なリソースにまとめたものです。 10のカテゴリに整理された100以上の検証項目により、エラーが高額なミスになる前に発見できます。
このページをブックマークしてください - 設計レビューの前に必ず参照したくなるはずです。
チェックリストが重要な理由
航空業界や医療業界は長年、電子機器エンジニアが今発見しつつあることを知っていました。チェックリストは命(と設計)を救います。研究によると、複雑なエンジニアリングタスクにおいて、体系的なチェックリストの使用によりエラーが最大35%削減されます。
PCB再製造の平均コスト
再製造あたりの典型的な遅延
回路図段階で発見可能なエラー
ほとんどのPCBエラーは回路図フェーズで発生します。回路図レビューに2〜3時間投資することで、物理的な基板で数日から数週間かかるデバッグ問題を防ぐことができます。
このチェックリストの使い方
推奨レビュープロセス
- 第1パス(セルフレビュー): 他の人を巻き込む前に、自分ですべてのカテゴリを確認する
- 第2パス(ピアレビュー): 同僚に新鮮な目でレビューしてもらう
- 第3パス(専門家レビュー): 複雑な設計の場合、ドメインエキスパート(電源、RF、ファームウェア)を巻き込む
- 承認: 誰が何をレビューしたか、例外/免除事項を文書化する
重要とマークされた項目は、 基板故障の最も一般的な原因であり、時間的プレッシャーがあってもスキップすべきではありません。
クイックリファレンスカード
レイアウト前の迅速なチェックには、これらの最も重要な10項目に焦点を当ててください:
最重要10項目チェック
- 1すべてのIC電源ピンにデカップリングコンデンサ
- 2すべてのシンボルのピン番号をデータシートと照合済み
- 3すべてのオープンドレイン出力にプルアップ/プルダウン抵抗
- 4電圧レギュレータの安定性を確認(負荷容量、ESR)
- 5リセットピンに外部プルアップとRCフィルタ
- 6ブート/ストラップピンが正しく設定されている
- 7すべての外部インターフェースにESD保護
- 8極性部品の識別(コンデンサ、ダイオード)
- 9UART TX/RXおよびSPI MOSI/MISOが正しく交差している
- 10設計がDRC/ERCを未解決エラーなしでパスする
1回路図のセットアップとドキュメント
テンプレートとタイトルブロック
- チェックボックスすべての回路図シートに正しいテンプレートが適用されている
- チェックボックスタイトルブロックが完全に記入されている(プロジェクト名、リビジョン、日付、エンジニア)
- チェックボックス会社/組織名とロゴが存在する
- チェックボックス図面番号またはドキュメントIDが割り当てられている
- チェックボックス一貫性のためにすべてのシートが同じサイズ
- チェックボックスシートサイズが標準のオフィスプリンターで印刷可能(タブロイド/A3最大)
シート構成
- チェックボックストップレベルシートにシステムブロック図とシート間接続を表示
- チェックボックス5シート以上の設計には目次を含める
- チェックボックス論理的な信号フロー:入力は左、出力は右、電源は上、グラウンドは下
- チェックボックス関連機能が同じシートにグループ化されている
- チェックボックスマルチチャネル設計では階層シートを使用
- チェックボックスシート番号が順次的で一貫している
バージョン管理
- チェックボックスリビジョン番号が前のリリースから増加している重要
- チェックボックス変更/リビジョンログが説明付きで維持されている
- チェックボックス最新リビジョンの日付が記録されている
- チェックボックス以前のリビジョンがアーカイブされアクセス可能
- チェックボックス回路図ファイルがソース管理(Git、SVN)にある
製図標準
- チェックボックス4方向のワイヤジャンクションがない(オフセットT-ジャンクションを使用)重要
- チェックボックスすべてのワイヤ接続でジャンクションドットが明確に見える
- チェックボックスドットのない交差ワイヤが明らかに接続されていない
- チェックボックスコンポーネントがグリッドに整列している
- チェックボックスワイヤ接続がコンポーネントピンに適切にスナップされている
- チェックボックス長いワイヤより読みやすさ向上のためネットラベルを使用
- チェックボックス電源とグラウンドシンボルが一貫して使用されている
- チェックボックス差動ペアが_P/_Nサフィックスでラベル付けされている
- チェックボックスアクティブローシグナルが一貫してマークされている(オーバーバーまたは_Nサフィックス)
2電源設計
入力電源保護
- チェックボックス逆極性保護(ダイオード、P-FET、または理想ダイオードIC)重要
- チェックボックス入力ヒューズまたはPTCリセッタブルヒューズが正しくサイズ設定されている重要
- チェックボックスサージ保護のための電源入力のTVSダイオード
- チェックボックス高容量システムの突入電流リミッター
- チェックボックス入力電圧範囲が指定されコンポーネントに対して検証済み
- チェックボックス必要に応じて低電圧ロックアウト(UVLO)を検討
- チェックボックス敏感なダウンストリームコンポーネントの過電圧保護
電圧レギュレータ
- チェックボックス出力電圧精度が接続されたICの要件を満たす重要
- チェックボックス電流定格がマージン(20%+推奨)付きで最大負荷を超える重要
- チェックボックス熱放散が計算され許容範囲内重要
- チェックボックス入力電圧範囲がレギュレータ仕様に対して検証済み
- チェックボックスイネーブルピンが適切に制御されているか、ハイ/ローに接続されている
- チェックボックスソフトスタート構成が利用可能な場合検証済み
- チェックボックスフィードバック抵抗分圧器の値が計算され検証済み
- チェックボックス安定性のための補償ネットワークが設計されている(外部の場合)
- チェックボックスリニアレギュレータのドロップアウト電圧が最小入力で許容可能
- チェックボックススイッチングレギュレータが負荷範囲全体で安定性をシミュレート済み
- チェックボックス出力コンデンサのESRがレギュレータ要件内
デカップリングとフィルタリング
- チェックボックスすべてのIC電源ピンにデカップリングコンデンサがある重要
- チェックボックス電源出力にバルク容量重要
- チェックボックスメーカー推奨に従ったデカップリング値
- チェックボックスセラミックコンデンサのDCバイアスディレーティングを考慮(X5R、X7R)
- チェックボックス敏感なアナログ電源レールにフェライトビーズを使用
- チェックボックスアナログとデジタル電源フィルタリングを分離
- チェックボックス高周波デカップリングに低ESRコンデンサを指定
電力分配
- チェックボックス総電力バジェットが計算され検証済み
- チェックボックスすべてのICが正しい電圧レールを受け取る
- チェックボックス電源レール命名が回路図全体で一貫している
- チェックボックス電源トレースにネットクラスが割り当てられている(幅要件)
- チェックボックス電源から負荷への電流経路が検証済み
- チェックボックスバッテリー充電回路がメイン電源経路から分離されている
電源シーケンス
- チェックボックスマルチレールシーケンス要件がICデータシートに対して検証済み
- チェックボックスソフトスタートタイミングが重要な場合、リセットスーパーバイザICを使用
- チェックボックス必要に応じてイネーブルピンを順次電源投入のためにデイジーチェーン接続
- チェックボックス利用可能な場合、パワーグッド信号を監視
3信号完全性
デジタル信号
- チェックボックス接続されたIC間で論理レベルが互換性がある重要
- チェックボックスすべてのオープンドレイン/オープンコレクタ出力にプルアップ重要
- チェックボックス電圧ドメインが異なる場合、レベルシフタを使用
- チェックボックス未使用の入力が適切な論理レベルに接続されている(フローティングではない)
- チェックボックス高速エッジ(>10MHz)に直列終端抵抗
- チェックボックス必要に応じて伝送線路の末端に並列終端
- チェックボックス重要なタイミング信号に定義された立ち上がり/立ち下がり時間制約
アナログ信号
- チェックボックスADC入力にアンチエイリアシングRCフィルタ
- チェックボックスオペアンプフィードバック極性が検証済み(アンプには負帰還)
- チェックボックスオペアンプ入力バイアス電流経路が提供されている
- チェックボックス負荷下での精度のために電圧分圧器が計算されている
- チェックボックス基準電圧精度がシステム要件を満たす
- チェックボックスアナログ信号経路がデジタルノイズ源から分離されている
- チェックボックス必要に応じて高インピーダンスノードにガードリングまたはシールド
クロックと発振器
- チェックボックス水晶負荷コンデンサが水晶仕様に一致重要
- チェックボックス発振器のジッタ/位相ノイズがタイミング要件を満たす
- チェックボックス通信プロトコルのクロック周波数許容差が検証済み
- チェックボックス必要に応じて発振器出力に直列終端抵抗
- チェックボックス外部水晶は統合水晶発振器回路でのみ使用
- チェックボックスクロック分配ファンアウトと負荷が検証済み
高速信号
- チェックボックス差動ペアが識別され回路図にマーク済み
- チェックボックスギガビットトランシーバーのAC結合コンデンサ
- チェックボックス差動ペア極性が検証済み(_Pから_P、_Nから_N)
- チェックボックスレイアウト用のインピーダンスターゲットが記載されている(50Ω、90Ω diff等)
- チェックボックス長さマッチング要件が文書化されている
- チェックボックスRF部品の周波数応答が動作範囲全体で検証済み
4コンポーネント検証
パッシブ部品(R、C、L)
- チェックボックス抵抗の電力定格が検証済み(P = I²RまたはV²/R)重要
- チェックボックスコンデンサ電圧定格が最大印加電圧の少なくとも50%以上重要
- チェックボックスタンタルコンデンサが定格電圧の50%にディレーティング重要
- チェックボックス極性コンデンサが回路図で正しい極性を持つ重要
- チェックボックスセラミックコンデンサの誘電体タイプが指定されている(C0G、X5R、X7R)
- チェックボックス精度が重要な場合、抵抗許容差が指定されている
- チェックボックス高電圧抵抗が印加電圧に定格されている
- チェックボックスインダクタ飽和電流がピーク動作電流を超える
- チェックボックスインダクタDC抵抗が電力効率に許容可能
- チェックボックスフェライトビードのインピーダンスが関連周波数で指定されている
アクティブ部品(IC、トランジスタ)
- チェックボックスシンボルピン番号がデータシートに対して検証済み重要
- チェックボックスパッケージ/フットプリントが回路図シンボルと一致重要
- チェックボックスサーマルパッドが正しい電源レールに接続されている(通常はGND)重要
- チェックボックスすべてのIC電源およびグラウンドピンが接続されている
- チェックボックス未使用のICセクション/ゲートが適切に終端されている
- チェックボックスMOSFETゲート抵抗が発振を防ぐ
- チェックボックスMOSFETゲート-ソース電圧が絶対最大値内
- チェックボックスBJTベース抵抗がベース電流を適切に制限
- チェックボックストランジスタ安全動作領域(SOA)が検証済み
- チェックボックスダイオード順方向電圧降下がアプリケーションで許容可能
- チェックボックスダイオード逆電圧定格が最大逆電圧を超える
- チェックボックスLED電流制限抵抗が正しく計算されている
- チェックボックスオプトカプラーCTR劣化が設計で考慮されている
コネクタ
- チェックボックスコネクタピン配置が嵌合コネクタ/ケーブルと一致重要
- チェックボックスストレートスルー対クロスオーバーケーブル要件が文書化されている
- チェックボックス電源ピンが予想電流に定格されている
- チェックボックスシールド/ドレインピンが適切に接続されている
- チェックボックス必要に応じてホットプラグ機能を考慮
- チェックボックス機械的キーイングが誤った嵌合を防ぐ
- チェックボックスコネクタ電圧定格が検証済み
- チェックボックス信号ピンが切断時に定義された状態を持つ(プルアップ/ダウン)
機械部品
- チェックボックス取り付け穴とスタンドオフが含まれている
- チェックボックステストポイントのアクセス性が検証済み
- チェックボックス必要に応じてヒートシンク取り付け規定が含まれている
- チェックボックス背の高いコンポーネントのキープアウトエリアが文書化されている
5マイコンとFPGA
MCU電源とリセット
- チェックボックスすべてのVDDおよびVSSピンが個別のデカップリングで接続されている重要
- チェックボックスリセットピンに外部プルアップ(標準10kΩ)とフィルタコンデンサ重要
- チェックボックス信頼性の高いパワーオンリセットのためにリセットスーパーバイザICを使用重要
- チェックボックスVDDA/VSSAが追加フィルタリングで接続されている
- チェックボックスVBATがバッテリーに接続されているか、VDDに接続されている
- チェックボックス電源がMCU要件を満たす(リップル、精度)
- チェックボックスブラウンアウト検出が有効で閾値が正しく設定されている
GPIO設定
- チェックボックスブートモード/ストラップピンが通常動作用に設定されている重要
- チェックボックスブートピンが代替ブートモードにアクセス可能重要
- チェックボックスGPIO電圧レベルが接続されたデバイスと互換性がある
- チェックボックス必要に応じて5V耐性ピンを使用(またはレベルシフタを追加)
- チェックボックス未使用ピンが出力ローまたはプルダウン付き入力として設定されている
- チェックボックスピン共有制約が検証済み(ピンあたり1つの周辺機器)
- チェックボックスDMAチャネル競合が回避されている
- チェックボックスタイマー/PWM割り当てが競合しない
通信バス
- チェックボックスUART TXが他のデバイスのRXに接続され、その逆も同様重要
- チェックボックスI2CのSDAとSCLにプルアップ(通常2.2kΩ-10kΩ)重要
- チェックボックスSPI MOSI/MISO/CLKが正しく接続されている(マスターからスレーブ)重要
- チェックボックスI2Cアドレスが各バスで一意(競合なし)
- チェックボックスI2Cプルアップ値がバス速度と容量に適切
- チェックボックスSPIチップセレクトがアクティブローで、デフォルト非選択のプルアップ付き
- チェックボックスCANバスが両端に終端抵抗(各120Ω)
- チェックボックスRS-485が必要に応じて終端およびバイアス抵抗
- チェックボックスUSBデータラインに必要な直列抵抗(ある場合)
- チェックボックスUSB VBUSセンシングが正しく実装されている
プログラミングとデバッグ
- チェックボックスプログラミングヘッダーがアクセス可能(JTAG、SWD、ISP)重要
- チェックボックスデバッグインターフェースが低電力モードで電源供給されている
- チェックボックスプログラミングヘッダーのピン配置がプログラマーと一致
- チェックボックスFPGAとMPU用にブート/コンフィグフラッシュが提供されている
- チェックボックスFPGA I/Oバンキングルールが検証済み
- チェックボックスFPGAクロック入力がクロック対応ピンにある
- チェックボックスMGT基準クロックがジッタ要件を満たす
- チェックボックスSTM32:JTRSTがGPIOとして使用されていない(エラッタ考慮)
6保護と安全性
ESD保護
- チェックボックスすべての外部コネクタにTVSダイオード重要
- チェックボックスUSBデータラインのESD保護重要
- チェックボックスイーサネットデータラインのESD保護
- チェックボックスユーザーアクセス可能なボタン/スイッチにESD保護
- チェックボックス露出した金属(筐体、ヒートシンク)が適切に接地されている
- チェックボックスTVSクランプ電圧がIC絶対最大定格以下
- チェックボックスTVS容量が高速信号に許容可能
過電圧保護
- チェックボックス入力電源に過電圧保護(TVS、クローバー、またはOVP IC)
- チェックボックス出力が接続機器からのバックドライブに対して保護されている
- チェックボックス誘導負荷(リレー、モーター、ソレノイド)にフライバック/クランプダイオード
- チェックボックス必要に応じてスイッチングノードにスナバ回路
- チェックボックスMOSFETドレイン-ソース電圧定格が過渡現象を超える
過電流保護
- チェックボックス入力ヒューズが適切に定格されている(I²t、電圧、遮断定格)重要
- チェックボックス電源出力の出力電流制限
- チェックボックス外部接続のある電圧レールの短絡保護
- チェックボックスホットプラグアプリケーション用の電流制限付きロードスイッチ
- チェックボックスPTCリセッタブルヒューズが動作電流と故障電流にサイズ設定されている
熱保護
- チェックボックス電圧レギュレータの熱シャットダウンが有効(利用可能な場合)
- チェックボックス高電力コンポーネントの温度監視
- チェックボックスヒートシンク熱抵抗が計算され許容範囲内
- チェックボックス電力コンポーネント用のサーマルビアを計画
- チェックボックス周囲温度ディレーティングを考慮
7テスト性とデバッグ
テストポイント
- チェックボックス各電源レールにテストポイント重要
- チェックボックススコーププローブクリップ用の複数のグラウンドテストポイント
- チェックボックス重要なアナログ信号のテストポイント
- チェックボックスオシロスコーププローブにアクセス可能なテストポイント
- チェックボックス電力測定用の電流センステストポイント
- チェックボックスアナログテストポイント近くの専用グラウンド
デバッグアクセス
- チェックボックスデバッグコネクタが分解なしでアクセス可能重要
- チェックボックスデバッグ用のシリアルコンソール(UART)ピンが利用可能
- チェックボックス必要に応じてSWO/ETMトレースピンが露出している
- チェックボックス開発用にデバッグGPIOが予約されている
- チェックボックス簡単なリワーク用のストラップピンに0Ω抵抗
- チェックボックスデバッグ用にテストポイントにルーティングされたGPIOピン
ステータスインジケータ
- チェックボックス各主要電圧レールに電源LED重要
- チェックボックスファームウェアデバッグ用のプログラム可能なステータスLED
- チェックボックス通信アクティビティLED(スペースが許せば)
- チェックボックスエラー/故障インジケータ
8製造とBOM
コンポーネント選択
- チェックボックスすべてのコンポーネントにメーカー部品番号が指定されている重要
- チェックボックスコンポーネントがアクティブ生産中(EOL/NRND以外)重要
- チェックボックス重要な部品の第二ソース代替品が特定されている
- チェックボックスフットプリントがメーカー図面に対して検証済み
- チェックボックススルーホール対SMD選択が意図的
- チェックボックスコンポーネント温度定格がアプリケーションに一致
サプライチェーン
- チェックボックスすべてのコンポーネントの在庫状況が検証済み重要
- チェックボックスリードタイムが生産スケジュールに許容可能
- チェックボックス最小注文数量が許容可能
- チェックボックスコンポーネントが認可ディストリビューターから入手可能
- チェックボックス長納期品目が特定され事前に注文されている
BOM最適化
- チェックボックス可能な限りパッシブ値を統合(一意の値を減らす)
- チェックボックスパッケージサイズが標準化されている(例:すべて0402またはすべて0603)
- チェックボックス可能な限りJLCPCB基本部品を使用(拡張部品対比)
- チェックボックス値/サイズの組み合わせごとに単一の部品番号
- チェックボックス組み立てコスト削減のためBOM行数を最小化
9EMCとコンプライアンス
EMI防止
- チェックボックススイッチングレギュレータ入力フィルタが伝導EMIを防ぐ
- チェックボックスクロック信号が基板エッジでシールドまたはフィルタリングされている
- チェックボックス高速信号がコネクタ近くにルーティングされていない
- チェックボックスEMI削減のためにスペクトラム拡散クロッキングを検討
- チェックボックス低EMI特性の水晶発振器が選択されている
フィルタリング
- チェックボックス外部ソースからの電源入力にπフィルタ
- チェックボックス基板を離れる差動信号にコモンモードチョーク
- チェックボックス敏感な回路への電源ラインにフェライトビーズ
- チェックボックスコネクタピンのフィルタコンデンサ
グラウンディング
- チェックボックスシングルポイントまたはマルチポイントグラウンディング戦略が定義されている重要
- チェックボックスアナログとデジタルグラウンドが単一ポイントで接続されている(分割されている場合)
- チェックボックスシャーシ/アースグラウンド接続ポイントが定義されている
- チェックボックス高速信号の下でグラウンドプレーンの連続性が維持されている
- チェックボックスすべての信号のリターン電流経路が考慮されている
10最終検証
DRCとERC
- チェックボックスERC(電気的ルールチェック)がエラーなしでパス重要
- チェックボックスDRC(デザインルールチェック)がエラーなしでパス重要
- チェックボックスすべての警告がレビューされ文書化されている(免除または解決)
- チェックボックス未接続ピンが意図的でNC(無接続)とマーク
- チェックボックスすべてのネットに名前が付けられている(無名ネットなし)
- チェックボックス異なる接続を持つ重複ネット名がない
相互参照チェック
- チェックボックスすべての主要ICのエラッタシートがレビュー済み重要
- チェックボックスアプリケーションノート回路が参照設計と比較されている
- チェックボックス複雑な部品のベンダーFAEレビュー(利用可能な場合)
- チェックボックス評価ボード回路図が設計と比較されている
- チェックボックス以前のリビジョンの問題が修正されていることを確認
ピアレビュー
- チェックボックス独立したピアレビューが完了重要
- チェックボックスファームウェアエンジニアが関連セクションをレビュー
- チェックボックス機械エンジニアが物理的制約を検証
- チェックボックステストエンジニアがテスト性規定をレビュー
- チェックボックスすべてのレビュー所見が文書化され対処されている
- チェックボックスすべてのレビュアーから承認署名を取得
印刷可能なチェックリスト
このチェックリストは印刷に適した設計になっています。ブラウザの印刷機能(Ctrl/Cmd + P)を使用して、PDFを作成するか、設計レビューセッション用の物理コピーを印刷してください。
印刷のヒント
- カテゴリの色を含めるために「背景を印刷」を選択してください
- 注釈を付けられるデジタルコピーには「PDFとして保存」を使用してください
- 紙を節約するために両面印刷してください
- ドライイレースマーカーで再利用できるようラミネートしてください
- 関連セクションをコピーしてカスタムバージョンを作成してください
プロのヒント: このテンプレートから始めて、製品カテゴリ(自動車、医療、産業、消費者)固有の項目を追加することで、プロジェクト固有のチェックリストを作成してください。適用されない項目を削除して、レビュープロセスを合理化してください。
Schemalyzerによる自動レビュー
手動チェックリストは不可欠ですが、自動化ツールはより速く、より一貫して問題を発見できます。SchemalyzerはEasyEDA回路図を自動的に分析し、以下をチェックします:
- 欠落したデカップリングコンデンサ
- 接続されるべき未接続ピン
- 電源レール検証
- コンポーネント接続分析
- ネット命名の一貫性
- 信号経路トレース
まとめ
徹底的な回路図レビューは、電子機器開発において最も高いROIのアクティビティの1つです。このチェックリストを体系的に確認するために費やされる2〜3時間は、数週間のデバッグと数万円のPCB再製造コストを節約できます。
チェックリストは生きた文書であることを忘れないでください。設計で新しい問題に遭遇したら、個人的なチェックリストに追加してください。チームと学びを共有して、レビュープロセスを継続的に改善してください。
最良の回路図レビューは、修正が安価な早期に問題を発見します。最悪の回路図レビューは、行われないレビューです。今日からこのチェックリストの使用を開始し、初回スピン成功率の劇的な改善を見てください。