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Altium Designer - 回路・基板設計ソフトウェア

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複雑なパッド形状の実装方法 Thought Leadership 複雑なパッド形状の実装方法 PCB設計への複雑なパッド形状の実装方法 大部分のコンポーネントのパッケージのパッド形状は、共通して単純な長方形または円形です。そのようなパッケージのフットプリントを作成することは、手作業でも、自動IPCフットプリントジェネレーターを使っても、簡単な作業です。しかし時として、コンポーネントのパッケージは複雑なパッド形状を必要とし、それらをうまく調整するのに人手による多くの労力と余分な時間が必要になることがあります。複雑なパッド形状を素早くPCB設計に実装し、時間と労力を節約する方法があれば非常に便利です。 複雑なパッド形状を素早く設計に配置 場合によっては、設計の際に幾何学的に複雑または不規則な形状のパッドが必要になることがあります。例えば、LED照明のコンポーネントは、複数の切り抜かれた曲線を含む独特な形状の放熱パッドを必要とする場合があります。そのような曲線は、複数の標準の円形/長方形パッドを組み合わせることや、フィルまたはリジョンを手作業で配置することでは実装できません。それを行うには、見落とされがちだった1つの方法があります。つまり、閉じた輪郭線を形成する一連の直線と円弧として必要な形状の輪郭線を配置（またはインポート）できる場合は、その輪郭線そのものを、パッドを定義する精密な形状のリジョンにPCBライブラリエディター内で簡単に変換できます。その上、そのリジョンオブジェクトのプロパティ設定を使って、はんだペーストマスクをDRCルールで自動的に制御できます。この方法をもっとよく理解するために、以下に示すBourns社SRR5028シリーズシールド付きSMDパワーインダクターのフットプリントを作成することでこのプロセス全体を詳しく検討できます。まず、この例の製品（製品番号SRR5028-101Y）のデータシートが部品メーカーのウェブサイトの こちらにあります。この2ピンデバイスの各パッドは半径2.2mmの切り抜かれた曲線を含んでいます。次に、データシートに記載されている例を使ってパッド形状の輪郭線を定義してみましょう。 パッド形状の輪郭線の定義 SRR5028シリーズのデータシートの推奨レイアウトのセクションに、コンポーネントのパッドの主要な寸法が原点に対して図示されています。コンポーネントの原点に対する各パッドの主要な寸法を取り込むために、PCBライブラリエディター内でメカニカルレイヤーに6つの直線と1つの円を配置します（図1参照）。これらの直線と円の正確なサイズと配置が、部品メーカーのデータシートに記載された寸法と完全に一致していることを確認します。部品メーカーの寸法を正確に再現できるように、PCBライブラリエディターのスナップグリッドを0.05mmに設定します。 部品メーカーのデータシート（左）から作成したメカニカルレイヤーの輪郭線（右） コンポーネントのパッドの主要な寸法を配置および確認したら、メカニカルレイヤー上のパッド形状を表す2つの閉じた輪郭線のみが残るように、無関係な直線または円弧を全て切断、リサイズ、除去します。この例では、閉じた輪郭線を手作業で作成および確認しました。その代わりに、DXF/DWGフォーマットから複雑なパッド形状の輪郭線をインポートすることもできます（そのようなデータが存在し、それを使う方がより実用的である場合）。 Altium Designerで複雑なパッド形状を簡単に作成またはインポート 部品メーカーの推奨レイアウトでは、一部のコンポーネントで複雑または不規則なパッド形状が必要となることがあります。複雑なパッド形状を素早く実装する簡単で効率的な方法があることを常に心に留めておいてください。直線と円弧を使った複雑なパッド形状の正確な輪郭線を作成またはインポートすることで、結果をリジョンオブジェクトに変換できます。 複雑なパッド形状をAltium Designerに素早く実装する方法の詳細をご覧になるには、無償のホワイトペーパー 『複雑なパッド形状の実装方法』を今すぐダウンロードしてください。
PCB設計プロセスを容易にするモジュールの使い方 Thought Leadership PCB設計プロセスを容易にするモジュールの使い方 画像出典: Adobe Stockユーザー alexbrylovhk ヨセミテへの初めての旅で、私はとんでもなく大変なことをしようとしていました。大きな山と無謀な計画。私はクラックにすっぽりと入り込んで身動きが取れなくなってしまいました。一晩の緊急野営の後、私のプロジェクトは終わりを告げられ、谷底に戻った私は征服できなかった山を見上げる羽目になりました。PCB設計でも、概念的な仕様を実際の設計に移す際に適切に計画を立てないと、空しく終わったこの登山のような結末になる可能性があります。同時に考慮すべき要素が多数あります。例えば、空間とパフォーマンスを最適化するため、主要コンポーネントをどの場所に配置するか、どのコンポーネントを最初に配置するかなどがあります。また、サブシステムをどこに収納するか、どの配置が結果的に最もきれいにトレースできるかなども検討する必要があります。このような最初の決定事項は、面倒な作業だったり、先送りされたり、ヨセミテ登山のように完全に最初からやり直しをする必要があったりする可能性があります。 設計者の障害物を打ち破るため、仮想コンポーネントにモジュール化することで設計の概念を容易にします。 画像出典: Flickrユーザー Uwe Hermann （CC BY 2.0） 山を分割する 登山者が山にアプローチする方法と同じように、PCB設計を管理可能な「ピッチ」に分割し、頂上に到達するまで各ピッチに個別に取り組みます。設計を開始するには、設計内に自己完結している部分やよく知っているインターフェイスがある部分を探します。それらの部分は、最終的には詳細に設計する必要がありますが、最初の段階では基板上に存在することを明らかにしておくだけで十分です。それらの部分が特定できたら、プレースホルダーを使って一時的に作業対象から外し、「ブラックボックス」として扱います。これにより、登山ルートを計画するように、全体像に焦点を絞り、後で各部分に戻って作業を進めることができます。設計にプレースホルダーを使用してレイアウトのセクションに優先順位をつけることを、一般に「設計のモジュール化」と呼びます。 モジュール化を検討する場合、設計で使用する実際のコンポーネントは、2つの理由でブラックボックスになります。 それらのコンポーネントは、ピン配列および仕様で明確に定義されたインターフェイスを提供します。 パフォーマンスは事前定義され、インターフェイスに固有であることがわかっています。この結果、それらがインターフェイスで どのように機能するかを定義する必要はなくなります。 アンペア、CPU、レギュレーターなどの内部のしくみを示す必要があるとしたら、プロジェクトがどれほど複雑になるか想像してみてください。極めて複雑になるはずです。
ティアドロップにより設計の量と質を高める方法 ティアドロップにより設計の量と質を高める方法 1つでもプリント回路基板を設計したことがあれば、開発のさまざまな段階で、予期しない問題の対応に苦労したことがあるでしょう。一般に、組み立てや製造のプロセスで、穴の位置がずれたり思いがけずドリルが範囲からはずれたりすることで、問題が発生します。基板を破棄することがない場合でも、時間の経過とともにトラックが分離する問題につながる可能性があります。そのような問題が非常に一般的で、かつ設計者のコントロールを超えているよう見えるにもかかわらず、設計においてこのような問題に備え、発生を予防するためにどのような対策を取ることができるでしょうか? 穴の位置調整およびドリルの位置合わせの問題 PCBにドリルで穴を開ける際、2つの原因により問題が発生する可能性があります。1つは穴が指定の位置から若干ずれること、もう1つはドリルの位置合わせが若干ずれることです。さらに、レイヤーを貼り合わせる際に非常にわずかですがレイヤーが動くことで、見えないパッドのずれが発生します。 特に設計がリジットフレキシブル基板の場合、ドリルによる潜在的な問題に加え、機械的応力がPCB設計に影響することがあります。時間が経つにつれて、フレキシブル設計の銅箔接続部の整合が損なわれる可能性があります。 リジッドフレキシブル設計に発生することが予期される機械的応力や熱応力が加わった場合、対処しなければさらに繰り返し発生する可能性があります。設計プロセスで、フレキシブル回路への銅箔接続部に加わる屈曲および熱応力を考慮することが重要です。これらの問題に対処しない場合や、問題を考慮せずにプリント回路基板が設計された場合、生産歩留まりにマイナスの影響が出る可能性があります。 PCBの品質や歩留まりを向上させるティアドロップ 次の設計でティアドロップを追加することは、製造可能性を求める設計にとって重要なステップです。ティアドロップは、ドリルで開けられた穴の周りの銅箔を支える力も、ドリルの位置合わせの信頼性も増します。Altium ® Designerで簡単に使用できるティアドロップは、マウスでクリックするだけで、トラック-パッド間、トラック-ビア間、トラック-トラック間の接続を強化します。 Altium Designerの [Teardrop] ダイアログによりスピーディーかつ簡単にティアドロップを作成 無料ホワイトペーパーをダウンロードし、次のPCB設計でティアドロップを使用して品質や歩留まりを向上させてください。
ECADデータライブラリの管理 ECADデータライブラリの管理 ECADデータライブラリの適切な管理が行えないため、設計プロセス全体が停滞していないでしょうか? 多くのエンジニアは、データのライフサイクルを管理するための確実なリソースを必要とするため、この問題に頻繁に直面します。多くの場合、新製品の特長や機能を決定する最も重要な要素は電子機器です。私たちは、単純な消費者向け電子機器から、高度なMRI装置までにわたる多くの形式で、電子機器を毎日使用しています。電化が進んだ今日の世界では、ECADデータのライフサイクルを効果的に管理できるかどうかが、ビジネスの成功と失敗とを左右する要因となります。 製品が失敗する可能性は常に存在しますが、ECADデータライブラリを効率的に管理および監督できないことが失敗を招く可能性は排除するべきです。残念ながら、データ管理が適切でないために不整合が発生し、エラーの可能性が増大することは珍しくありません。これは製品のコストと品質に影響するだけでなく、チームの生産性、効率性、協調性にも悪影響をもたらします。 ECADデータライブラリの管理が重要な理由 適切なシステムを使用しないと、ECADデータライブラリの管理は極めて困難になる可能性があります。非常に単純なプロセスでも、不注意により破滅的な結果をもたらす場合があります。適切なツールを使用していないと、ECADデータの管理でミスが発生しやすく、このような見過ごしにより予期しない多くの事態が発生する可能性があります。最悪のシナリオとして、リリースしたばかりの製品に致命的な(しかし回避可能な)エラーが発見されたため、すべての同じパラメータを使用して再作成が必要になることが考えられます。この場合、開発プロセスのすべての手順を見直し、すべてのドキュメントを更新し、訂正についての承認を受け、その他改定に伴い要求される変更を行う必要があります。このようなエンジニアリング作業は大きな苦痛となります。 発生し得るあらゆる問題の可能性を考慮すると、ECADデータライブラリを管理するとき、次のような目標を想定した、単純で包括的な戦略を組み入れることが極めて重要です。 データの整合性の保証 新しい部品の要求と作成の簡素化 部品のライフサイクルとリビジョンの管理 重複した部品の排除 承認済み部品の使用場所管理の合理化 ベンダーへの承認済みリストの表示 既存のツールとの統合 ユーザー制御アクセスの実現 ECADライブラリのグローバルな共有 ECADデータライブラリ管理の基本理念 ECADデータ管理のプロセスを合理化するための組織化された、使いやすいシステムを実装することで、エラーの可能性を減らし、プロジェクトを予定の期間と予算で完了できるようになります。ECADデータライブラリの管理には他の要素もありますが、このツールに深く関係する、いくつかの大きな要因は次のものです。 データの整合性 ライフサイクルを通しての状態の管理 部品の再利用
設計の準備: 設計データの集中管理 Thought Leadership 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? 誰でも使用できるように自分の設計要素を整理する Altium VaultはEDAの中核をなすデータ管理ソリューションであり、設計のためのキッチンを五つ星のレストランのように機能させることができます。Altium Vaultの主な機能はコンポーネントのデータを保存することにあります。ライフサイクルが管理されている承認済みの部品を組織内の全員が利用できるようにしておけば、作業の重複による時間の浪費を防止できます。新しい部品の開発が
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