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Altium Designer
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Altium Designer - 回路・基板設計ソフトウェア

回路基板の熱解析の完全ガイド PCB熱解析の完全ガイド 回路基板が動作中にどのように熱くなるかは、主にPCB基板と銅伝導体の物理的特性で決まります。回路基板の熱解析方法は、動作中に基板がいつどこで熱くなるか、また基板がどれだけ熱くなるかを予測することを目的としています。この重要な解析の部分は、コンポーネントレベルと基板レベルの信頼性を確保することを目的としており、設計に関する多くの決定に影響することがあります。 最適なプリント基板設計ソフトウェアを使用すれば、信頼性が高く、動作時に温度が低い基板を簡単に設計できます。Altium Designerには、信頼性を確保する材料ライブラリを備えた最高の回路基板設計ツールがあり、PCBレイアウトとスタックアップで熱管理のベストプラクティスを実施するために必要なものがすべて揃っています。ここでは、回路基板の熱解析について理解を深め、次に基盤を設計する際に高い信頼性を備えた基板にする方法を説明します。 Altium Designer 高度なレイアウト機能、包括的な基板材料ライブラリ、生産計画機能を統合する統合PCB設計パッケージ。 回路基板とコンポーネントの材質によって、動作中に基板内で熱がどのように移動するかが決まります。残念ながら、PCB基板の材料は絶縁体であり、高温のコンポーネントからの熱の放散を妨げます。銅伝導体とプレーン層は役に立ちますが、動作中の基板の平衡温度に影響を与える設計上のシンプルな選択肢がいくつかあります。これらの設計面での決定は、次の3つの領域に焦点を当てています。 回路基板のスタックアップ設計 基板材料の選択 コンポーネントの選択とレイアウト 電動ファンやヒートシンクなどのほか、いくつかのシンプルな設計の選択肢によって、基板を低温で動作させ、早期故障を防ぐことができます。適切な設計ツールのセットを使用すると、熱管理のベストプラクティスを簡単に実装できます。 熱解析を使用して回路基板を設計する 回路基板設計の熱解析の目標は、温度を制限内に保つためにファン、ヒートシンク、追加の銅箔、またはサーマルビアなどの冷却手段が必要となるタイミングを判断することです。設計者は、基板内のコンポーネントの最大許容温度を選択し、コンポーネントが消費する電力に基づいてコンポーネントの温度がどのように変化するかを調べる必要があります。コンポーネントの温度が許容温度制限を超える場合は、ヒートシンクやファンなどの追加の冷却手段が必要になる場合があります。 まず、集積回路のコンポーネントのデータシートに通常記載されているコンポーネントの熱インピーダンスを確認します。この値は、低電力アンプやICでは最高20℃/Wと低く、強力なマイクロプロセッサーでは最高200℃/Wと高くなることがあります。動作温度を求めるには、コンポーネントの消費電力に熱インピーダンスを掛けます。SOTパッケージ内のMOSFETの例では、これは次のように定義されます。 熱インピーダンスで定義されるコンポーネントの温度。 コンポーネントの温度が高すぎる場合、PCBレイアウト内のコンポーネントの熱インピーダンスを下げるため、コンポーネントから熱を放散するために実行できる手順がいくつかあります。 接地されたポリゴンを使用してサーマルビアをコンポーネントの下に追加する 熱伝導率の高いPCB基板材料を使用する コンポーネントに放熱板を追加する プレーン層など、コンポーネントの下にさらに多くの銅箔を含める
Connectors Benefit from Compatible ECAD/MCAD Tools Altium Designerでのコネクタのモデリングと配置 Altium Designer 専門家を対象とする、効果的で使いやすい最新のPCB設計ツール。 I/OによるPCBシステム統合でのコネクタの使用 統合された電子機器とそれらの内部装置を踏まえると、プリント回路アセンブリにはたくさんのコネクタが使用されます。デジタルシステム時代に突入してから数十年が過ぎた今、データはあらゆる場所にあふれ、世界の通信のニーズに対応しています。イーサネットやユニバーサル・シリアル・バス（USB）などの入出力のプロトコルには、機器とプリント回路アセンブリの間で物理的な電気機械コネクタが必要です。 プリント回路アセンブリ上にコネクタを構築するには、 ECADとMCADの両方のモデリングツールで通信経路を定義しなければなりません。これにより、選択したコンポーネントの情報がコネクタに提供されます。こうしたコンポーネントでは、領域のパターンを示すフットプリントのほか、コネクタの導電体の筐体寸法線も確認できます。 Altium Designerでは、フットプリントや3Dモデルとともに、数千種類のコネクタが登録されたライブラリが提供されています。フットプリント エディタでは、ベンダーから提供されている最新の優れたコネクタを追加することも可能です。また、統合環境でSTEPファイルのインポートとエクスポートを行って、機構設計者と簡単にファイルを共有できます。コラボレーションが容易なため、I/Oに向けて洗練された設計が促進されます。 電気系統でのコネクタの使用 電気設計でコネクタを使用すると、プリント回路アセンブリに出入りする信号が接続されます。これらはプリント回路アセンブリ上の大型の電気機械コンポーネントになり、回路基板のパッドへの接続のための導電ピンの格納に使用されます。ここでは、システム内の機器とI/O信号が結び付けられます。コネクタは2つの部分で構成され、1つの電気システム内でPCBを他のPCBやケーブル、機器に接続できます。PCBでどのコネクタを使用する場合も、必ずシステム機器の対象となるポイントで接続を行う必要があります。 3DモデリングでPCBのコネクタの配置を確認する PCBでの入力と出力を可能にするコネクタ コネクタはプラグとソケットのペアで指定します。検討の必要がある機構的な要素としては、サイズ、材料、ロック機構が挙げられます。電気的特性については、ピン間の絶縁と接続点の接触抵抗について検討します。入力と出力の観点からすると、コネクタは信号伝搬の種類によって分類されます。USB、RS-485、イーサネット、MIDI、SVGA、HDMI、無線周波数の基準が、コネクタでの標準的な機構設計になります。電子信号伝送に使用されるコネクタは何千とあります。PCBでは内部接地プレーンとの確実な接続とロバスト性を確保するために、スルーホールコネクタが使われることが多いものの、実際に最も適しているのは表面実装コネクタです。 PCBでは多くの種類のI/Oコネクタを使用できます。 スポーティーな3Dコンポーネント モデル ドライバーでレイアウト向けの機能を組み込む メモリPCB設計パッドはマザーボードのソケットに接続します。
スニペットでデザインを再利用 スニペットでデザインを再利用 検証済の回路を再利用する事により、確実に動作する機器の設計を短期間に仕上げる事ができます。基板設計CADのAltium Designerには再利に役立つ機能が数多く用意されています。スニペットはそのひとつであり、手軽さと柔軟性を兼ね備えた大変便利な機能です。 回路を再利用しようとする時、まず思いつくのはコピー・アンド・ペーストです。スニペットはこれと良く似ていますが、コピーしたものをすぐに貼り付けるのではなく、一旦ファイルに保存します。この事により、コピー・アンド・ペーストと同様の手軽さに加え、システマティックな再利用が可能です。 スニペットの保存と呼び出し スニペットは、回路図とPCBドキュメントの両方で利用できます。その利用手順について、回路図を例にとって紹介します。 ● スニペットの保存 まず、回路図上の任意の領域(再利用を目論む回路ブロック)をセレクトします。そして、右クリックで表示されるポップアップメニューから、[スニペット] - [セレクトしたオブジェクトからスニペットを作成] を選びます。これにより、Add New Snippet ダイアログボックスが開きますので、[名称] 欄に保存名を記入し [OK] ボタンを押します。 保存先フォルダのデフォルトは、”AD.. \Examples\Snippets Examples”になっていますが、これをLan上の共有スペースに変更したり、階層化したりする事ができます。
ルームを使ってエリアごとにデザインルールを設定 ルームを使ってエリアごとにデザインルールを設定 電子機器の小型化に伴い、一枚の基板上に複数のテクノロジが混在する場合が増えてきています。例えば、デジタル回路とアナログ回路が混在していたり、電源回路が含まれていたりします。 これらには、それぞれ異なった設計上の制約があり、個別にデザインルールを設定しなくてはなりません。そこで役立つのがAltium Designerのルームです。ルームは、デザインルールのスコープとして利用できるので、いろいろな種類の回路が混在するような場合にも、各エリアをルームで囲む事により、それぞれの制約条件を満たすデザインルールを設定する事ができます。 ルームの作成 マルチシートの回路図では、シートごとにルームが自動生成されます。しかし、基板上でエリア指定を行う場合には通常、このルームを使用せず手作業で作成します。 ルームを作成する為のコマンドは、[デザイン] - [ルーム] メニューに用意されており、新規に作成するだけでなく分割などの編集や移動が可能です。このルームの作成と編集については、「 ルームをより有効に活用する 」で解説していますので、まだご覧になっていない場合にはこちらを先にご覧ください。 ルームは様々なデザインルールで使用できる 以前の記事、「 ルームをより有効に活用する 」では、ルームで囲んだエリアに [Width] ルールを設定し、ネックダウンを自動的に行う例を紹介しましたが、それ以外にもいろいろなデザインルールで利用する事ができます。 ルームで部品の配置禁止領域を指定する どのような基板でも、部品の実装に使えないエリアが必ずあり、この禁止体の指定にもルームが使用できます。 これを行う場合は、まず、[デザイン]
50オームのインピーダンス 謎の50オームインピーダンス：その起源と使用理由 50オームのインピーダンスは、かつてRF伝送路で使用される標準的なインピーダンスとなりましたが、今日でも依然として有用であり、テスト機器で使用される標準的な参照インピーダンスとなっています。
Customer Success Stories BattleBots Find out how a group of electronic aficionados used Altium software to create the ultimate mechanical fighting champion, the Mammoth. Learn from Mammoth Team captain Rickey Willems how his childhood dream became reality. Watch as the Mammoth dominates the ring on the most celebrated robot fighting show of all time—and see the mighty Mammoth in action!