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製造出力とドキュメンテーション

PCB設計意図

DraftsmanでのPCBA図面作成によるPCB設計意図の伝達多くの企業にとって、製品開発中に見落とされがちな重要なステップが図面作成です。時には、関与する詳細のレベルが高いために図面の作成に時間がかかりすぎることもあります。他の場合、企業は外部の契約業者や製造業者に図面の作成を依頼することもあります。また、自社で図面を作成している電子機器企業は、通常、機械設計用のアプリケーションを使用しており、これは時間がかかり、エラーが発生しやすい作業です。図面作成の手作業部分を効率化する方法がなければ、図面作成は時間がかかるプロセスであり、追加のコストがかかりますが、製造業者は無欠陥のPCBA製造を保証するために標準的なPCB製造および組み立て図面を必要とします。昨年の古い機械設計用アプリケーションを使い続ける代わりに、企業はより賢明で、コスト効果の高いソリューションを利用すべきです。図面はPCB設計の意図を示す市場に大量にリリースされる革新的な製品を開発する企業は、どこでも自社の製品を生産できるようにする必要があります。ある製造業者の能力制約が、複数の製造業者との契約を余儀なくさせるかもしれませんが、生産に関わる全員が同じボードを同じ品質と収率で製造できるようにするための何らかの方法が必要です。これがあなたの図面が活躍する場所です：複数の製造業者から同じ製品を生産できるようにするために、製造パートナーが知る必要があるすべてを示します。サービスビューロで働いている場合、同じ考え方がお客様にも適用されます。提供する図面には、お客様がどこでも、実質的にどの製造業者とも製品を生産できるように必要な情報をすべて含めるべきです。これは聞こえるよりも複雑かもしれませんが、標準的なPCB製造プロセスを通じて製品を進めるために必要な特定の情報を含めることが求められます。下の図面は、設計を正確に製造し、基本仕様を満たす裸のボードを生産するために必要なすべての情報を示しています。ここでは、図面に含まれる重要な情報がいくつかあります：性能と資格要件をリストした製造ノートスロットと穴が明確に見えるボードのアウトラインの寸法図異なるドリル穴サイズを表すシンボルが完備されたドリル図会社、著者/アーティスト、プロジェクト、製品情報を含む完全なタイトルブロックレイヤー情報をリストしたスタックアップ図含まれる可能性のあるその他の情報には、インピーダンス表、外部文書で述べられた要件を含むノート、テスト要件、製造能力に関するさらなる許容差などがあります。 PCB製造および組立てノートは、見積もりフォームに記入できる内容よりもはるかに詳細な情報をリストアップする機会を提供します。これらのノートを図面に直接配置することと同様に、デバイス設計要件、機能要件、製造および評価要件など、デバイスを完全に理解するために必要なすべてをリストアップした設計要件文書を準備することが一般的です。要件文書の作成はまだ完全に手動ですが、最高のPCB設計ソフトウェアを使用すると、文書化プロセスの一部を迅速に自動化できる部分があります。それは図面の作成です。自動化された図面ツールを使用すると、設計に必要な製造および組立て要件を完備したPCBAのドラフトを迅速に作成することができます。シンプルで実用的な統合ソリューション ECADネットワークが文書化で不足している部分は、 Draftsman^®での図面作成が、ECADアプリケーションから製図ソフトウェアへの情報の手動転送の必要性を排除することで補います。Draftsmanテクノロジーは、このプロセスを内蔵の自動化でシームレスにするだけでなく、将来の設計に利用できるPCBの技術図面の作成も可能にします。全体として、これにより設計意図が開発プロセスの早い段階で伝えられ、製品の製造および組立てが容易になります。Draftsmanの図面エディタは、これらのプロセスに以下のような利点をもたらします：製品設計の理解しやすいグラフィカルな表現を提供する

設計の問題解決に役立つ最良のPCBレイアウトを見つける方法とは

Thought Leadership 設計の問題解決に役立つ最良のPCBレイアウトを見つける方法とはアメリカ西部の賭博師は、勝負を決めるための切り札を袖口に忍ばせていた、という話をご存知でしょうか。あまり道徳的な例ではないものの、原理的には悪くありません。いつもポケットに切り札を入れておいて、必要なときに使えるとしたら素晴らしいことでしょう。設計者にとっては、これは日常生活だけでなく設計でも重要になります。設計であれ、CADツールの機能であれ、製造に関する問題であれ、誰でもどこかの時点で助けが必要になります。問題に押し流されてしまうのは簡単ですが、そうなる必要はありません。設計者がポケットに忍ばせておける有用なリソースはオンラインでもオフラインでも見つかります。優秀な設計者がこれを実践している方法をいくつかご紹介しましょう。同僚とのコミュニケーションこれは当然のことのように思われるかもしれませんが、私たちは同僚の経験がいかに貴重なものかを忘れてしまうことがあります。助けを求めるのが恥ずかしいことではない、ということも覚えておきましょう。豊富な設計経験を持つ同業者の人脈を持っている場合は、これが特にあてはまります。私はずいぶん前にプライドを忘れることを覚えました。問題を解決しようとしているときには、邪魔以外の何物でもないからです。それ以来、問題にぶつかったときに頼れる同業者の人脈は着実に増えています。それに、私は友人や家族など、同業者以外の人たちにもためらわずに助けを求めます。解決策はすぐ目の前にあることもあります。つまり、あまりにも近くにありすぎて気付けないでいる場合です。私の配偶者はPCB設計のレイアウトについては何も知りませんが、設計関係の問題の解決を時々助けてくれます。話をじっくりと聞いて、私の考えが間違っていることを指摘してくれるのです。一言で言うと、助けが必要なときは助けを求めることです。回路図のレイアウトで問題にぶつかったら、同僚に相談するあなたを待っている膨大な量の情報この記事をお読みになっているのですから、皆さんはworld wide webが設計に関する問題の答えを見つけるための素晴らしい情報源であることをご存知のはずでしょう。これを活用する秘訣は、探している答えが効率的に見つかるようにすることです。そのヒントをいくつかご紹介しましょう。具体的な検索語句を使う: PCB設計の初心者であれ、何十年もの経験があるベテランであれ、他の設計者が経験したのと同じ問題にぶつかる可能性は大いにあるでしょう。運がよければ、その問題がオンラインで共有されていることもあります。問題を具体的に検索すれば、的を絞った情報を見つけて解決までの時間を短縮できます。情報源について批判的に考える: オンラインで見つかる大量の情報は、吉と出ることも凶と出ることもあります。選べるリソースにはたくさんの種類があり、どれが最も効果的なのかは簡単にわかりません。 Web上のフォーラム: 多くの場合、Web上のフォーラムは特定の問題を解決するための有益なリソースというだけでなく、絶好の議論の場でもあります。問題をあらゆる角度から考えられるのはよいものの、偏った情報に遭遇することにもなります。これは、フォーラムに参加しているメンバーがそれぞれに違う経験をしていたり、異なる設計ツールを使っていたりするからでしょう。結論を言えば、必要な情報を手に入れたら、それについて少々調べてみる必要があるかもしれません。ブログ記事とFAQ: メタ発言になってしまう危険があるため、これらについて深く掘り下げるのはやめておきますが、専門的なサイトで公開されているブログ記事やFAQは、開始地点として優れたリソースです。設計の問題に対する解決策を見つけるための正しい軌道に閲覧者を誘導することが意図されているため、うまくいけばさらに詳しい情報が手に入ります。一番重要なことですが、ブログの記事やFAQでは公開前に見直しを行うことで信頼性が確保されています。ホワイトペーパー: このリスト内で最も徹底したリソースは、間違いなくホワイトペーパーでしょう。直面している問題によっては、完璧な解決策にも行き過ぎた情報にもなり得ます。調べるのに集中力が必要になるため、答えを入手できそうな注目すべきブログ記事や参考資料に遭遇できれば理想的でしょう。

複数のデザイン構成にPCB実装バリアントを使用すべき理由

Thought Leadership 複数のデザイン構成にPCB実装バリアントを使用すべき理由何年も前、筆者は既存の基板からコピーしたデザインを扱っていましたが、問題が1つありました。レイアウト上のいくつかの回路が、技術者が作成した回路図の回路と一致しませんでした。これによって多くの混乱が生じました。最終的には、設計が承認されて製造部門に送られた後で基板に加えられた編集が問題だったことが判明しました。実装バリアントを作成したことで、回路図との同期が失われたと同時に、基板に不用意な変更が行われたのです。手作業で実装バリアントを管理しようとした場合、このような問題が忍び寄ってくる可能性があります。これにより、設計が遅れたり、さらに悪いことには、発覚していないエラーのため不良基板が製造されるかもしれません。 PCB実装バリアントとその必要性同じ基板を、複数用途のため、実装時に異なる構成にできるよう回路基板を設計することは一般的です。これらの異なる構成は実装バリアントとして知られています。例えば、異なる電圧で動作させることができるよう電源供給を設計するケースがあります。どの部品を使用するか、使用しないか、あるいは変更するかを変えることで、実装時に異なるバージョンの電源供給基板を作成する方法が決まります。実装バリアント用の回路基板を設計する場合、金属の電気回路構成要素（パッド、トレース、領域フィルなど）が、提案された全ての構成で機能するようレイアウトされることが重要です。このように、異なる構成が全て、未加工の同一基板設計から作成可能です。これにより、設計者の作業負荷を減らすだけでなく、基板製造と在庫の費用を減らすことができます。各PCB実装バリアントにはドキュメントが必要です手作業による実装バリアントの作成とドキュメント化従来、PCB設計者は、複数のバリアントを扱う場合、各基板の実装構成に対応するため、別々のデザインデータベースを作成する必要がありました。これは、各実装に専用のドキュメントが必要だからです。ただし、この方法でも設計エラーが生じる可能性がありました。各デザインデータベースは、未加工の基板設計を含んでいるので、全てのバリアントデータベースにコピーされます。未加工の基板設計のマスターコピーを1つ持つことは優れた設計慣習ですが、そのマスターコピーが各バリアントのコピーに含まれる場合は問題が生じる可能性があります。これは、たとえ偶然でも、未加工の設計がいずれかのバリアントコピーで変更された場合、未加工の基板設計の異なるコピーが作成されることになります。こうなると、どれが正しいマスターコピーか分らなくなる可能性があります。未加工の基板が全ての異なる実装バリアントの基本デザインである場合、これは問題です。何年も前に経験済みですが、変更の結果、回路図とのリンクが切断された場合、状況はさらに悪化します。最終的には、これらの潜在的な問題と、同じデザインデータベースでの複数コピーの管理は、作業負荷を増やします。未加工の基板が意図的に変更されるたびに、各バリアントデータベースに編集内容をコピーする必要があります。これは、時間のかかる作業であり、データベース間でデザインの一貫性を確実に保つために高い集中力が求められます。 PCB実装バリアントにより、同じ基板を異なる用途のために構成できます。バリアント管理ツールによるプロセスの簡素化 CADアプリケーションのバリアント管理ツールは、1つの基本データベース内で全ての作業を行えるようにすることで、異なる実装バリアントの作成と管理のプロセスを簡素化します。バリアントを作成する際、特定部品を使用する、使用しない、あるいは値を変更するなどを指定することができます。また、バリアント管理ツールにより、実装図面などの出力や部品表を変更して、変更された部品の状態を反映できます。

設計ドキュメントの主要なPCB設計要素の捕捉

設計ドキュメントの主要なPCB設計要素の捕捉設計ドキュメント作成のうち最も重要でありながら、多くの場合に回避される要素の1つは、正式な設計ドキュメントです。設計を完了し、製造、実装、検証ドキュメントを生成しただけで、業務が完了したとみなしてしまうことは珍しくありません。システム仕様、設計の意図、設計プロセス、仕様の追跡可能性を正しく捕捉することは、時間を要し、骨の折れる作業ですが、極めて重要です。設計ドキュメントでは、システムの設計のあらゆる側面を捕捉し、関連するすべての設計情報へ簡単にアクセスできる必要があります。しかし、製造や実装の図面に含まれない設計の詳細をどのように捕捉すればいいのでしょうか? 設計の全ての側面を設計ドキュメントに表現するあらゆる設計において、設計ドキュメントの作成は計画段階で開始し、仕様から始める必要があります。設計ドキュメントの対象である設計が、より大きなシステムのサブシステムである場合、システム全体の仕様を提示してから、システム全体からそのサブシステムまで、システムがどのように分割されるかの仕様を記載する必要があります。設計プロセス全体を通して、設計ドキュメントは生きたドキュメントとなり、設計プロセスにおいて、それぞれの部分の回路が設計され、実装されていきます。設計の仕様段階は、時間や予算の制約のために多くの場合見逃されたり、回避されたりする部分です。そこで、仕様を正しく開発するため、前もって時間とリソースを割り当てておくことが必要です。起動環境での作業に従事したことがあるなら、おそらくは仕様が不明瞭、またはまったく存在しない設計プロジェクトに直面したことがあり、この手法が危険であることを理解しているでしょう。仕様が存在しない、または固定されていない場合、その仕様に合わせて設計を行おうとすると、終わりのない開発のやり直しにはまり込むことになります。仕様の目的は、何を達成すべきかを明確にし、設計が完成したことを検証できるようにすることです。「もっと良いものを作れるはずだ」という考えから、プロジェクトが予算を超過し、スケジュールが遅延することは珍しくありません。このような結果が起きるのは、最初の時点で仕様を明確に決定しておかないことが主な原因です。設計ドキュメントにおいて対象としているデバイスの仕様は、より大きなシステムのサブシステムであることも珍しくありません。システム全体の仕様が提示され、その後で設計対象のデバイスに適用される部分のシステムの仕様が、論理的で整った形式で示されます。仕様には次の内容を含める必要があります（これで全部とは限りません）。機能（サブシステムがどのような動作を目的としているか）動作環境（温度、湿度など）他のサブシステムとのインターフェイスパワーバジェット利用可能な電源電圧機械的な制約: サイズ、重量、形状衝撃や振動に関する要件熱（利用できる冷却、放射熱の放出制約など） EMIの放射、伝導、および感受性信頼性仕様ステージ以後にも、設計フェーズが完了したことを判定するため、関連する設計情報を捕捉する必要のある他の分野が存在します。正式な設計ドキュメントの作成には時間を要しますが、回路図、製造図、実装図の範囲を超えて、設計の全ての側面を捕捉するためには不可欠なことです。正式な設計ドキュメントに、その他に何を含めるべきかについては、無料のホワイトペーパー「設計ドキュメントによる設計の捕捉」

最も完璧なドキュメントパッケージをPCBの製造部門に送る方法

最も完璧なドキュメントパッケージをPCBの製造部門に送る方法開発ステージの完了は常に喜ばしいことです。ちょうど今、PCBプロジェクトの最後のハードルを乗り越えたところだと考えましょう。それは新しいコンポーネントの数量確保、環境テストの最終化、またはEMC（電磁両立性）技術者からの承認かもしれません。これで基板は「リリース済み」状態になり、全ての承認が署名され、あとは製造に渡すだけです。設計仕様を作業可能なファイルに変換し、翻訳して、PCB製造業者に渡す手順は単純明快であるべきですが、実際には、そうではありません。ドキュメントの一部が欠けていただけでも、設計者の仕様と、ドキュメントに記載されているものとを結びつけるラインは簡単に不明瞭となり、製造プロセスは簡単に停止してしまいます。「悪魔は細部に宿る」という諺は、PCBの製造や実装のドキュメントについて、まさに的確に当てはまります。複数の利害関係者が関与するプロジェクトの期間に起きたことを伝達する真実の単一の情報源として、より多くより詳細に記載するほど良い結果が得られます。設計後のプロセスを行うため使用できる全てのツールと、必要な製造ファイルの出力を使用することで、製造業者が当て推量を行い、見解の相違のため高い見積もりを要求することや、製造プロセスが遅延することや、さらに悪い結果として仕様を満たさないPCBを構築してしまうことを避ける必要があります。設計の意図をデジタルの世界から物理的な製品に変換するには、製造業者の観点から見て、完全なドキュメントパッケージはどのようなものかということを、的確に理解する必要があります。製造ファイルの基礎製造業者の観点から見ると、設計ファイルで参照されるドキュメントが1つでも欠けていれば、それは大きなエラーです。不完全な製造ドキュメントはほとんどの場合、問題の明確化と軽減に浪費される時間から、プロジェクトの遅延を招きます。そこで、ここに示すような出力ファイルの分類をまず覚えてください。製造ドキュメントのパッケージが完全なだけでなく、PCB業界で一般的に受け入れられているフォーマットでパッケージを製造業者に送る必要があることにも留意してください。 PCB設計について最も一般的に受け入れられているファイル形式は、ガーバー（標準のRS-274-Dまたは拡張のRS-274X）、ODB++、およびExcellonです。さいわい、ほとんどのCADシステムは、これらのフォーマットのいずれかで設計データを生成またはエクスポートできます。そして、実際に製造業者へデータを送る前に、どのような製造ファイルを、どのフォーマットで必要としているのかを、製造業者との間で正確に確認しておくべきです。しかし、例外はありますが、自社内のCADフォーマットで設計を製造業者に送ることは常に避けるべきです。この単一のファイルフォーマットは多くの場合、製造業者では読み取り不能で、基板の製造に使用できません。含めるべきものそれでは、最低限何を含めればいいでしょうか? これは製造業者によって異なりますが、製造業者が顧客と十分に情報を共有していることを確認するため、多くの場合に最低限必要とされるドキュメントは次のものです。次のデータを含むPCBデータガーバーデータドリルデータネットリストデータ次のデータを含むPCB製造指示長穴および穴サイズ基板の外形完成した銅箔の重量完成したPCBの厚さ

設計データ管理の構造化により設計手順での失敗を回避する

設計データ管理の構造化により設計手順での失敗を回避する適切な設計データ管理システムがPCB設計プロジェクトに組み込まれていない場合はどうなりますか? プロジェクトを完成させて製造に進めることが最終的な目的であるものの、これを達成するにはデータ管理とドキュメンテーションのプロセスに細心の注意を払う必要があります。では、こうした手法を計画に組み入れることがなぜ重要なのでしょうか。安定した透明性の高いシステムが導入されていなければ、データやドキュメンテーションの整合性を維持することは極めて困難になります。これによって、完成したPCB設計プロジェクトの内容や今後の設計に悪影響が及ぶ可能性があります。組織化された設計データ管理システムがない場合、技術者は次のような問題を抱えがちです。設計が複雑になる中でデータの整合性を確保する正確なデータをやりとりするワークフローを変えずに進めるデータとECOの変更を管理するただし、効果的かつ正確に自動で情報を取り込んで維持できる管理とドキュメンテーションのシステムを整備すれば、こうした課題を緩和することが可能です。現在の設計データ管理の優先順位を見直すデータ管理とドキュメンテーションで発生し得るすべての問題については、組織化されたシステムをPCB設計の計画に組み入れることが重要です。これを怠ると、情報が信頼できないものになったり、ワークフローが無秩序になったり、必要な変更の管理が難しくなったりする恐れがあります。一元化されたシステムがあれば設計の意図が明確になるため、チームの全員が自動更新によって常に最新情報を確認して責任性を強化し、設計の納期を厳守できるようになります。 Altium Vaultのスクリーンショット: 設計の変更を容易に伝達 PCB設計プロジェクトでの適切なデータ管理とドキュメンテーションがもたらす利点について詳しく知りたい方は、ホワイトペーパーを無料でダウンロードしてください。 Altium Concord Pro (旧製品名：Altium