コンポーネント管理の簡素化

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コンポーネントの作成と管理

PCBソルダーマスクの拡張 使用すべきソルダーマスク拡張値 PCBの最上部に来るソルダーストップマスク層は、表面層の銅箔を覆う保護膜となります。コンポーネントを取り付けはんだ付けができる表面を確保するため、ソルダーマスクを表面層のランディングパッドから引き戻す必要があります。最上層のパッドからソルダーマスクを剥がすと、パッドの端がある程度拡張し、コンポーネントにNSMDまたはSMDパッドが作成されます。 アセンブリの欠陥を防ぎ、はんだ付けのための十分なスペースを確保できるよう、ソルダーストップマスクの拡張をどの程度引き戻す必要があるでしょうか?結局のところ、部品の小型化とレイアウトの高密度化が標準となっているため、ソルダーマスクの拡張によってソルダーマスクに小さなスライバが形成され、表面層に残ります。そのため、ある時点で、ソルダーマスクの最小許容スライバと必要なソルダーマスクの拡張により設計ルールの競合が起き、これら両方を同時に満たすことができなくなる場合があります。 ソルダーマスクの拡張とスライバの間でバランスをとる ペリメーター・パッド・サイズと位置ずれの許容差 これが、ポジティブなソルダーストップマスクの拡張を適用し、NSMD(Non-Solder Mask Defined)パッドを作成する主な理由です。これを正当化するのは、銅エッチングプロセスと関連しています。というのも、銅エッチングは湿式化学プロセスで、ソルダーマスクの塗布よりも精度が高いためです。そのため、パッドの全領域を常に露出させるために、パッドの周囲に十分な大きさのソルダーマスクの拡張を施しています。 ソルダーレジスト塗布プロセスの精度が低いと位置がずれる可能性があり、ソルダーストップマスクがPCBレイアウトで定義された位置と完全に一致しません。ただし、ソルダーマスクの拡張が十分に大きい場合は、位置ずれが補正され、ソルダーマスクを通してパッドが完全に見えるようになります。私が見てきた中で ソルダーマスク拡張の最小推奨値はパッド全方で3milというもので、これにより約2milの位置ずれが補正されます。 パッドがすでに十分に大きい場合は、ソルダーマスクの拡張値を小さくすることができます。より大きなパッドを使い、拡張値を小さくすると、多少の位置ずれがあっても、露出したパッド領域が十分に大きくなることが保証されます。いずれにせよ、近くのパッド/ビアの間にソルダーダムを置く必要性も検討する必要があります。 ソルバーダムの最小サイズ ソルダーレジストの最小スライバサイズにより、特定のリードピッチに適用できるソルダーストップマスクの拡張開口部が制限されます。リードピッチが十分に大きい場合は、ソルダーダムの限界に達することを心配することなく、いつでも大きなソルダーマスクの拡張を適用できます。リードピッチが狭かったり、コンポーネントが密集したりすると、ソルダーマスクの最小スライバサイズに影響する可能性があります。その場合、位置ずれを補正するか、ソルダーダムを常に確保するかを決定する必要があります。ピッチ配列が細かいコンポーネントでは、後者を選択するのがお勧めです。 ソルダーストップマスクウェブをPCB基板の表面に貼り付けるには少なくとも約3mil必要なので、パッドピッチが20mil以上の場合、パッド周りのソルダーマスクの膨張を最小限に抑えることができます。内部リード(BGAフットプリントの内部ボールなど)では、SMDパッドを使用し、パッドとビアの間に小さなダムを配置するのが適切です。 値の決定は製造会社に任せるべきか? ブランケット設計ルールを設定し、0milまたは1milの拡張を適用して密度要件を達成できるようにした場合、製造業者は追加の拡張値を適用する可能性があります。この場合、製造業者は貴社にそれを伝えないかもしれません。ですから、表面層のパッドとソルダーストップマスクステンシルの間の位置ずれを補正するために製造業者が拡張値を適用することがあることを知っておくとよいでしょう。 私自身は、次の2つの理由から、ほとんどのプロジェクトでマスクを0milに設定しています。 非常に高密度のレイアウトでない限り、ほとんどのコンポーネントに使用しているフットプリントには十分な大きさのパッドがあり、一般的な程度の位置ずれでパッドのはんだ付け領域が大幅に減少することがないため。 私が契約している製造業者は数社しかなく、彼らがソルダーマスクの拡張値を増やす傾向にあることや、そのプロセスについて私自身がよく理解しており、彼らが DFMレポートを送ってくるときには、どのような修正したいのかを正確に確認する機会があるため。 2点目は、契約先の製造業者や実装業者の作業の傾向やプロセスを貴社が理解しておくべき理由を浮き彫りにしています。当社には、中小規模の顧客プロジェクトに限って使用する製造パートナーが数社あり、彼らが何を期待し、最初のDFM/DFAレビューの後に当社が受け取るかもしれないフィードバックを把握しています。
回路基板設計ソフトウェア 昨日まで使っていたツールで設計できなくなった場合は、アルティウムが提供する最も強力で完璧な回路基板設計ソフトウェアを使って、今すぐ生産性の高い設計活動にお戻りください。 Altium Designer 専門家を対象とする、効果的で使いやすい最新の回路基板設計ソフトウェア 多くのPCB設計者がある困難な作業に直面します。それは、旧式で不完全な設計ソフトウェアを使って高品質の設計を期限内に提出することです。この作業に対処する必要がありそうですか?必要だとお考えであれば、アルティウムが提供する最先端の設計テクノロジーをご検討ください。ツールが混在した設計システムを、ツール間でデータをやり取りできるよう調整しながら操作する必要はなくなります。代わりに、設計の開始時に使用するライブラリコンポーネントは、製造業者に提供する最終出力と同じシステム構造の一部になります。また、配線や設計の検証のような作業に必要な性能を提供するため、新規に構築された設計システムで作業することになります。アルティウムは、製造業者に設計を渡さないと作業が完了しないことも認識しています。Altium Designerはその点を考慮して、設計の初期段階から使用してきた直感的なユーザーインターフェースを備えた、製造用ドキュメントを作成するための強力なツールを完備しています。Altium Designerは、今すぐ設計者の役に立つ未来のテクノロジーです。 基板レイアウト設計のための高度な配線ソフトウェア 配線は、基板設計ツールの基本です。部品を接続しなければ作業を完了することはできません。ただし、旧式の配線機能や設計システムでは、今日の複雑な設計に必要な性能が不足することにより、配線が問題になる可能性もあります。Altium Designerは、これらの問題に対応しているので、期日前に配線を完了できます。 64ビットのアーキテクチャーとマルチスレッドにより高い処理能力を実現し、配線、検証、画像に関する要求に確実に備えています。設計者が望む通常の手作業配線および自動配線に加え、Altium Designerには、手作業と同等の精度で配線できる、ユーザー主導の自動配線機能であるActiveRouteも搭載されています。 配線するのは信号トレースだけではありません。プリント基板には、適切にレイアウトされた電源供給ネットワークも必要です。Altium Designerは、レイアウト内から起動できるPDN Analyzerでこれに対応しています。自分の設計に最適な電源システムを作成するために行うべき必要な作業を正確に確認できます。Altium Designerには、配線に必要なあらゆる機能が欠けることなく含まれています。 基板の配線を迅速かつ正確に行うための強力な機能 Altium Designerの強力な配線ツールで正確に配線し、基板を完成させましょう。 Altium
Altium DesignerでPCBのドリルサイズをカスタマイズ ビアや取り付け穴の寸法の管理には、高性能なPCB設計ソフトウェアが必要になります。また、設計プラットフォームは、業界標準のファイル形式で製造出力を生成できなければなりません。Altium Designerでは、これら全てとその他のことが1つのソフトウェア プラットフォームで実現できます。 Altium Designer 業界標準のファイル形式で製造/実装用の指示を定義するために必要な全てのツールを備えたPCB設計ソフトウェア パッケージ 多くのPCB設計ソフトウェアやユーティリティが流通しているため、目的に適切に沿ったプログラムの選択は難しい場合があります。一定の期間に、いくつの回路や基板を設計することになるのか把握している設計者はいません。CADソフトウェアを使用すれば、設計中に不適切な情報管理に悩まされることなく製造にたどり着けます。 Altium Designerは、PCBの構築、ドリルサイズの定義、製造出力の生成を1つのソフトウェア プラットフォームで行えます。Altium Designerの統合設計環境で作業することにより、1つのプログラムで開始から終了まで自由に移動することができます。 レイアウト、設計、カスタマイズ、製造全てを1つの環境で実現 全ての設計/配線機能はPCBを適切に動作させるために求められているため、製造の部分が見過ごされがちなことは無理もありません。統合設計環境パッケージは、この統合環境だけで設計者が高品質のPCB設計を行い、製造仕様を定義できるようになります。高性能なPCB設計ソフトウェアにより、アスペクト比、基板の厚さ、アニュラリング、半田付けなどは全て事前に調整が可能になります。 統合インターフェースで設計パラメーターをカスタマイズ PCBのドリル仕様は、製造への移行時にきわめて重要になります。統合環境で作業する場合は、カスタマイズしたビア、位置決め穴の特徴、ドリル仕様が製造出力にそのまま変換されます。 Altium Designerのきわめて優れたCADツールでは、質の高いレイアウトの作成が実現します。 Altium DesignerのCADレイアウト
電解コンデンサの寿命 Thought Leadership 電解コンデンサの寿命に影響を与える要因は何か? 設計エンジニアたちと話をすると、電解コンデンサが特に悪い評判を持っているとすぐに信じてしまうかもしれません。この見解は、新しい千年紀の最初の数年間に発生したいわゆる「コンデンサの疫病」によって確実に助けられていませんでした。これらのタイプのコンデンサに使用された不良の電解液ミックスが、早期のデバイスの故障につながり、かなり頻繁に、それらがはんだ付けされたPCBに「少しの混乱」を引き起こしました。特定のブランドの「疫病にかかった」コンデンサを使用した商品の高いプロファイルの性質のため、これは大きなニュースとなりました。詳細をご覧になりたい場合は、 このWikipediaのリンクをご覧ください。 しかし、コンデンサの疫病の問題(Wikipediaが産業スパイの失敗した試みによるものと報告している不正確な電解液の式の使用)にもかかわらず、この記事は、設計者が電解コンデンサからさらに多くの有用な寿命を得る方法を理解するのを助けることに焦点を当てています。さまざまなコンポーネントの電解コンデンサの寿命値を深く比較することにはなりません。肝心なことは、あなたが支払ったものが得られるということであり、好むと好まざるとにかかわらず、電解コンデンサは多くの設計で必要不可欠です。 電解コンデンサの故障原因 電解コンデンサの劣化と故障の主なメカニズムは、時間とともに電解液のゆっくりとした蒸発であり、もちろん、これは高温で悪化します。これにより、容量が低下し、有効直列抵抗(ESR)が高くなります。これは少し悪循環です。なぜなら、ESRが上昇すると、リップル電流による自己発熱効果も上昇するからです。これにより、問題をさらに加速させることができる重要な局所的な温度上昇が引き起こされる可能性があります。過去には、この問題がいくつかの企業に、特にシステムが重要なアプリケーションで使用される場合、数年ごとに適切な交換部品と電解コンデンサを交換する計画的なメンテナンスのルールを実施するよう促したことがあります。 コンデンサの仕様 電解コンデンサには、たとえば5000時間といった寿命の数値が記載されていることがよくあります。この情報を解釈する方法の例として、 TDK(以前のEPCOS)のデータシートを使用します。このデータシートは B41888コンデンサ用のもので、長い予想寿命を持つかなり重要な製品に使用したものです。データシートの要約は次のとおりです: 関連する領域を赤で強調しました。これは、直径8 mmのコンデンサーが5000時間の有用な寿命を提供することを示しています。これは、表面上では208日という非常に低い値です。しかし、その数値は動作温度が105°Cの場合のものです。動作温度が10°C低い95°Cであれば、寿命は倍になります。105°C以下の10°Cごとに倍になります。したがって、特定の回路内のコンデンサーの稼働周囲温度が55°C以下に保たれている場合、実際の寿命を計算するために次の式を使用できます: 実際の有用な寿命 = [105°Cでの寿命] ∙2x ここで、「x」は(105°C - T ACTUAL)を10で割ったものです。温度が55°Cの場合、「x」= 5であり、したがって有用な寿命は105°Cでの5000時間から55°Cでの32
Altium DesignerでAC/DCコンバータ回路を設計する方法 Altium DesignerでAC/DCコンバータ回路を設計する方法 AC/DCコンバーター回路は、その名前が示すとおり、高調波AC入力を受け取り、それをDC出力に変換します。これらの回路は単に高レベルからで、ブレッドボード上で低電力で動作する場合、実際のAC/DCコンバータ回路は単なる変圧器と整流器回路に比べてもっと複雑です。これらの回路に適切なコンポーネント/部品を見つけて正確な電力シミュレーションを実行するには、強力な回路設計ツールを含む適切なPCB設計ソフトウェアが必要です。 電源、レギュレーター、変換器を設計する必要がある場合や、その他の電源システムを設計する必要がある場合でも、Altium Designerには必要な設計ユーティリティが備わっています。Altium Designerの最も優れている点は、PCB設計に必要なすべてが単一のプログラムに含まれている統合設計環境であることです。AC/DCコンバーター回路と電源システムに必要なその他のサポート回路の設計についての詳細は、当社のガイドをお読みください。 Altium Designer 強力なPCBエディターとSPICEシミュレーションパッケージを備え、回路設計機能を統合したPCB設計パッケージ。 壁面電源に接続するほぼすべてのデバイスは、壁面からのAC電力を、集積回路で使用できるDC電力に変換する必要があります。これは、多くの製品がAC/DCコンバーター回路に加えて、電力レギュレーター、PFC回路、高効率電力変換のための制御回路などの他の回路を必要とすることを意味します。成功に向けて準備を整えるには、適切な設計戦略が必要であり、システムのさまざまな部分を統合して完全な製品にする必要があります。 量産グレードの電源システムには安全で機能的なレイアウトが必要であり、設計が意図したとおりに動作することを確認するためにシミュレーションで検証する必要もあります。統合設計パッケージを使用すると、電力コンバータの回路図、高品質なPCBレイアウト、回路シミュレーションを1つのプログラムで作成できます。 AC/DCコンバーター回路を設計する AC/DCコンバーター回路は整流に依存しており、入力AC電力が残留リップルのある不安定なDC出力に変換されます。AC/DCコンバーター回路に含まれる基本コンポーネントは次のとおりです。 変圧器: これは、システムの負荷に適した値までグリッド電力を増減します。変圧器の巻数比によって、ダイオードブリッジとコンデンサーへの電圧と電流の出力が決まります。 ダイオードブリッジ整流器: この小さな回路は、AC入力信号の絶対値を受け取り、単一極性の時変信号を生成します。設計要件は、ブリッジ整流回路のダイオードが順電流を超えて動作することです。 コンデンサー: 大きなコンデンサーは、整流されたAC信号を安定させ、リップルが残ったDC電圧を生成するフィルターとして使用されます。実効直列抵抗がより小さく、コンデンサーがより大きいことが、高い充電容量と放電の高速度を確保するのに理想的なコンポーネントです。 このコンポーネント/部品のリストは、AC/DCコンバータ回路を作成するために最低限必要なもので、以下が一つの例です。設計するAC/DCコンバーターは、実際のコンポーネントデータとシミュレーションモデルを使用して強力な回路図エディターで作成する必要があり、その作業を行うには最適な設計ソフトウェアが必要です。 実際のコンポーネントを使用してAC/DCコンバータ回路の回路図を作成する AC/DCコンバータ回路の設計には、コンポーネントライブラリとPCBサプライチェーンへの接続が統合された最高の回路図設計ツールを必ず使用してください。Altium