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Altium Designer - 回路・基板設計ソフトウェア

設計の準備: 設計データの集中管理

設計の準備: 設計データの集中管理私は料理が大好きです。レシピを調整して味とバランスをびったりにする満足感。キッチンのにおい。「パパのミートボールは最高だね」なんて言いながらパクパク食べている息子を見るときの誇らしい気持ち! でもレシピをゼロから考えるのは大変な時間が掛かるし、普通はそんな時間はありません。乱切りしたり、さいの目に切ったり、量を計ったり、冷蔵庫と戸棚の間を行ったり来たり。料理番組ではどうしてあんなに簡単に見えるのでしょう? 理由はいたって簡単で、料理番組では事前にすべて準備してあるからその時間がいらないというだけなのです。プロのシェフは事前にすべての食材を用意しておくことを「 mise en place （下ごしらえ）」と言いますが、これはフランス語で「その場に置いておく、用意しておく」というような意味です。普通の家庭よりプロのシェフの料理の方が速いのは、そのためです。 EDAのブログでなぜ料理の話をしているかですって? 実は、料理には設計プロセスに活かせると思えるヒントがいくつかあるからです。つまり、電子機器の設計と料理をうまくやることには、いくつかの類似点があるのです。計画し、設計し、テストし、その方法を捨ててやり直し、微調整する。こういった過程を経て最終的な料理や製品ができるわけです。必要なのは正しいスキルだけではありません。創造力も必要です。創造のための時間を確保するには、必要なときにその都度タマネギを切るのではなく、いつでも使用できるようにあらかじめ準備しておく必要があります。では「EDAでこのタマネギに相当するもの」は何でしょうか? 設計データをあらかじめ定義し承認し簡単にアクセスできるようにしておく新たに設計を開始する際にすることを考えてみてください。基本的なファイルフォルダーの構成や回路図の最初の2ページとプリント基板ファイルなど、プロジェクトの基本的な骨組みを固める必要があります。回路図には、枠線や使用するタイトル欄が必要です。プリント基板については、基板外形を考えレイヤースタックを定義する必要があります。設計規則も確立しておく必要があります。もちろん、使用承認されたコンポーネントのライブラリにアクセスできるようにしておくことも必要です（場合によってはこれらを開発することが必要かも知れません）。後で出力プロセスに時間が掛からないように事前にしっかり決めておけば理想的です（詳しくは、こちら、またはこちらをご覧ください）。これらの情報がすべて1つの場所で集中管理されており、組織内の全員が事前に定義され承認された設計要素にアクセスできプロセスをスピードアップできるようになっていたらどうでしょうか? 準備作業が済んでいる状態で新たなプロジェクトを開始できるとしたらどうでしょう

PCB設計で銅箔を最大化する方法: 銅箔流し込みと銅箔配置の長所と短所

PCB設計で銅箔を最大化する方法: 銅箔流し込みと銅箔配置の長所と短所画像出典: Flickrユーザーbillautomata ( CC BY 2.0 ) PCB設計には「銅箔は自由」という格言があります。これは、PCB設計者は逆に考える必要があることを意味します。最初、基板には一面に銅箔が張られ、必要のない銅箔を取り除きます。ほとんどベアボード状態の同じサイズの基板と比べて、ほとんど銅箔である基板を作る方が、素早く作成でき、無駄がなく、コストも安くなります。適切なテクニックを選ぶかどうかで、作業が楽になるか、ストレスがたまるかの違いが生じます。銅箔を最大化する方法は、一般に2つあります: 手動 – 通常、この方法の方が迅速ですが、雑になります。具体的な図形を定義、配置することによって、銅箔をオブジェクトとして素早く配置できます。これらのオブジェクトは、ネットに割り当てることができ、導通試験の間に、ショートやエラーがないかチェックします。このテクニックは、短納期の場合やプロトタイプの作成に好まれます。自動 – この方法の方が、時間がかかります。一方、銅箔流し込みによって、銅箔使用の最大化がより簡単にできます。基板をレイアウトし、レイアウトに収まる銅箔の図形を配置する代わりに、基板領域の周囲に境界を描き、銅箔を流し込むことによって、銅箔を最大限に残すことができます。銅箔流し込みが時間を節約できる仕組み銅箔を流し込む場合、境界が定義され、流し込み操作が実行されると、その内部は全て自動的に接続されます。その領域が大きい場合、珍しい図形である場合、または形が不揃いの複数のオブジェクトで満たされている場合、通常、このテクニックの方が簡単で迅速です。流し込み操作によって、複数の不揃いな領域が自動的に塗りつぶされ、さらに、その領域の他のパーツやトレースを自動的に分離します。 GNDなど、同じネット上のオブジェクトは全て、セットアップページまたは設計ルールに従って接続されます。銅箔流し込みで自動的に対応できるオブジェクトは、ビア、トレース、ネット、デカル、空間領域、パッドです。適切に使用すれば、銅箔流し込みは、自動的に、必要な接続を行い、不必要な接続を行いません。これらの接続は、導通チェッカーツールを使用して再確認できます。

PCB製造において避けるべき5つの要素

Engineering News PCB製造において避けるべき5つの要素最後のデザインレビューが完了し、必要な承認の署名をもらい、作業がほとんど完了した状況を想定してみます。コンポーネントが調達され、基板のレイアウトが完成しても、最大の課題がまだ残っています。設計の意図を製造部門へ正しく伝えなければ、設計にかけた何か月もの時間と、チームの労力は水泡に帰すことになります。しかし、このような設計の後段階の処理は、どのような方針で行えばいいのでしょうか? 製造部門に必要なすべてのファイルを出力するためのツールは用意されています。しかし、デジタルの情報から物理的な品物への翻訳プロセスは、それほど簡単で明瞭なものではないのは明らかです。実際のところ、何か月もかけて完璧な基板レイアウトを作成しても、設計の意図を製造用ドキュメントで明確に伝達できなかったために、大きな失敗が引き起こされることも考えられます。ドキュメント作成プロセスにおいて遵守するべき真理が1つあるとするなら、それは従来の常識を否定し、より多くの詳細を記載する方が、少ないよりも良いと考えることです。それでは、ほとんどのPCB設計者が一般にドキュメント作成プロセスで見過ごしている細かい詳細は何でしょうか? PCB製造業者から最も嫌われる5つの点の概要をここに示します。ドキュメント作成のプロセスにおいて、これらの点に留意すれば、設計が却下されることを防止できます。 #1 - PCBドキュメントの内容が不完全である当然のことのようですが、PCBの設計プロセスや仕様を、製造業者が必要とする重要なファイルへ変換する作業は決して単純明快なものではありません。そして、製造業者へ送るドキュメントに1つの間違いがあっただけでも、製造業者で大きな混乱を招き、生産プロセス全体を停止させてしまう可能性があります。不完全な内容のPCBドキュメントが製造業者の手に渡ることを防ぐため、次のようないくつかのガイドラインを頭に留めてください。使用しているPCB設計ツールで、出力ドキュメントを手作業で生成する必要がある場合、出力するファイルに注意し、それらが単一のリポジトリ内で整理されていることを確認します。製造業者に製造用のファイルを送付する前に、製造業者がどのようなファイルを、どのフォーマット（Gerber、ODB++、その他）で要求しているのかを正確に確認しておきます。単一の社内用CADファイルを製造業者に送り付け、そのファイルを読み取れるソフトウェアを相手が持っていることに期待してはいけません。簡単に言うと、完全なPCBドキュメントパッケージには、製造業者に必要なすべてのファイルが、推定作業の必要なしに簡単に解釈できるようなファイル形式と構造で、整理されて含まれている必要があります。製造業者に冗長なファイルや、エラーの含まれているファイルが渡った場合、製造プロセスの遅延を引き起こすことになり、是非とも回避すべき事態です。完全なドキュメントデータパッケージ（出力ジョブファイル） #2 - クラスの種類が示されていないクラス2はPCBドキュメントの業界標準ですが、もし別のクラス（1または3）で設計を行った場合、マスター図面は大幅に変化します。このため、次のガイドラインに従って、正確にどのクラスが使用されているのかを明確にすることが重要です。

わずか4つのステップで電源分配ネットワークを最適化する方法

わずか4つのステップで電源分配ネットワークを最適化する方法最近の設計者は、電源分配ネットワーク（ PDN ）インテグリティという、従来考える必要のなかった問題に直面しています。私たちは皆、何十年もの間、シグナルインテグリティーの必要性を感じてきましたが、その間、パワーインテグリティーは、脇に置かれてきました。従来は、専用の電源プレーンを使用するスペースが多くありました（動作に必要なものをデザインに容易に含めることができました）。しかし、設計の物理的な制限を押し広げ、より小さなフォームファクターに、より多くのコンポーネントを詰め込み続ける中、フォームファクターの縮小を続けながら PDN を最適化する方法が必要となっています。物理的な試作やシミュレーションのエキスパートに頼らないで、設計環境で直接、電源プレーンの形を最適化できれば、どうでしょう ? PDN Analyzer powered by CST^® は、 Altium Designer ワークスペース内で PDN インテグリティーへの道を提供します。従来は非常に長く骨の折れた解析プロセスを、単一の設計環境で完了できる複数のステップに分割できるようになりました。リアルタイムで変更を行い、解析を再実行できます。 PDN Analyzer

PCB設計に影響を及ぼすDFMの課題トップ3

PCB設計に影響を及ぼすDFMの課題トップ3 SMDコンポーネントパッド間の均一な接続の作成 PCBの設計者は、さまざまな要件を満たしながら期待に応えなければなりません。検討の対象となる領域は、電気、機能、機械に及びます。また、最高品質のPCBレイアウトは、できるだけ低コストで期日までに完成させる必要があります。こうした要件への対応にあたっては、DFM（製造を考慮した設計）も考慮に入れる必要があります。DFMはPCBの設計プロセスの重要な要素であり、適切に対応されていない場合は高い頻度で問題が発生します。PCB設計に影響を及ぼす3つのDFMの課題を見ていきましょう。 #1 - コンポーネントパッドの均一な接続 0402、0201、またはそれ以下のサイズのSMDコンポーネントについては、パッドの接続を均一にすることが重要です。これによって、ツームストーニング（コンポーネントがリフロー中に基板から部分的に、または完全に外れてしまうこと）を回避できます。また、確実なはんだ付けを行うには、BGAパッドとも均一な接続を維持することが重要です。これを保証するためのテストは複雑で高額になり、多くの場合にX線の使用が伴います。 #2 - SMDパッドのビア「パッド内のビアは是が非でも避けるべし」というPCB設計に関するちょっとした常識があります。ビアホールがあるためにはんだ継手が弱くなってしまい、最終的に電気回路が損傷される可能性があるからです。実際にはパッドにビアが配置されることもありますが、これは熱管理などの問題の解決に特に役立ちます。はんだ継手が弱くなる可能性のあるパッド内ビアの例 #3 - 銅箔層での均一な銅箔の配分個々の基板層での銅箔の画像の作成は、数多くの要因に依存します。銅箔が1つの領域から除外されると、たった1つのトラックでも維持するのが困難になる場合があります。そのため、銅箔の配分はできるだけ均一にすることをおすすめします。 PCBレイヤーでの均一な銅箔の配分設計における全てのDFMの問題の回避上記の3つのDFMの課題は、製造過程で起こり得る全てのエラーの中からピックアップしたちょっとしたリストに過ぎません。PCB設計ソフトウェアの使用中に製造業者からの要件を管理することにより、基板を確実に1回で適切に作成できます。無料のホワイトペーパーをダウンロードして、PCB設計に影響を及ぼす可能性のあるその他のDFMの問題についてもご覧ください。

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