Mobile menu
製造性考慮設計(DFM)
ホーム 製造性考慮設計(DFM)

製造性考慮設計(DFM)

製造性考慮設計(Design for manufacturing: DFM)とは、設計者が製品の設計を見直し、可能な限り効率的な製造手段を用いて寸法、材料、公差、機能性を最適化するためのプロセスです。

Eliminate Errors During Design Handoff Share Version-Controlled Release Packages
Filter
見つかりました
Sort by
役割
ソフトウェア
コンテンツタイプ
フィルターをクリア
SRAMユーザーのためのPCB設計のヒント：データ損失を防ぐ方法 SRAMとは何か？PCB設計のヒントとデータ損失の防止方法 1 min Thought Leadership SRAMは電源が切れるとデータを失います。 編集ソフトウェアの最高の発明の一つは、最悪のタイミングでマーフィーの法則が発動するのを防ぐオートセーブ機能です。数十年前、オートセーブ機能が存在しないことが、「保存」ボタンを押すことを渋っていた私にとって悪化し、重要な大学の課題の数ページが文字通り消去されたとき、私はほとんど泣きました。 電子機器では、SRAMを設計する際の課題を認識していないと、静的ランダムアクセスメモリ（SRAM）に格納されているデータ全体を失うリスクがあります。これは、SRAMが重要な変数を格納している場合、特にハードウェアの予測不可能な動作を引き起こす可能性があります。 SRAMとは何か、そしてどのように機能するのか？ SRAMは、組み込みシステム設計で一般的に使用される不揮発性メモリです。ロジカルビットで情報を格納し、動作電圧が供給されている限りその値を保持します。電源が切断されると、SRAM全体がデフォルト値、通常はロジック1に相当する値にリセットされます。 SRAMの内部は、複数のセルによって構成されています。これらのセルには、いくつかのトランジスタによって制御されるバイステーブルフリップフロップが含まれています。特定のアドレスに情報が格納されると、いくつかのフリップフロップがデータのデジタル値を表すように適切にラッチされます。 SRAMは電源が切れると情報を保持できないにもかかわらず、追加の作業用メモリが必要な設計で定期的に使用されます。FlashやEEPROMなどの他の揮発性メモリコンポーネントと比較して、SRAMは無視できる読み取りアクセス時間を持ち、データはランダムなメモリアドレスに書き込むことができます。 他の電子部品と同様に、SRAMは年々改良されてきました。SRAMが40ピン以上の大型コンポーネントであり、並列アドレスバスがまだ一般的なインターフェースだった時代は過ぎ去りました。今日のメモリメーカーは、 SPIやI2Cのようなシリアルインターフェースを備えたSRAMを生産し、フォームファクターを8ピンまで大幅に削減しています。 SRAMを設計する際の主要な考慮事項 SRAMの設計にさらなる考慮を払うことで、大きな違いが生まれるかもしれません。 SRAMを使った設計は簡単な作業のように思えるかもしれません。結局のところ、ピン数が少ないメモリチップを使った設計が何が難しいのでしょうか？しかし、経験上、実際には多くの問題が発生する可能性があることを学びました。部品選択から製造後の問題に至るまで、多くの問題に遭遇する可能性があります。ここでは、初心者レベルのPCB設計者に役立ついくつかのヒントを紹介します： メモリ容量 最大容量のSRAMを選ぶべきでしょうか？それともプロジェクトの要件に合ったものを選ぶべきでしょうか？これは、ファームウェア開発者を悩ませる質問であり、ハードウェア設計者にとってはそうではありません。メモリメーカーは通常、同じ物理パッケージで異なる容量のSRAMを導入します。これは、メモリ容量の選択が変わっても設計を変更する必要がないことを意味します。 インターフェースタイプ SRAMでよく使用されるインターフェースにはSPIとI2Cがあります。SPIはデータの書き込みと読み出しに4つの物理ピンを必要としますが、I2Cは2つの物理データ接続のみを必要とします。一般に、SPIはより高速なアクセスを提供しますが、SPIバス上の各ICに個別の制御信号が必要です。I2Cは、複数のメモリチップがマイクロコントローラに接続されている場合に理想的で、データ信号とクロック信号のみが必要です。 デカップリングコンデンサ 革新的な不揮発性メモリー、フラッシュや FRAMのようなものが登場している今、バッテリーバックアップSRAMを設計することはほとんどないでしょう。これにより確かにSRAMの設計は容易になりますが、安定した電源供給の重要性を見落としてはいけません。SRAMのVccピンにできるだけ近い場所にデカップリングキャパシタを配置することを常に確認してください。電源の不安定さによるデータの破損は、絶対に避けたい最後の事態です。 デカップリングキャパシタは、グラウンドバウンスの問題を防ぐのにも役立ちます。 記事を読む
製造性を考慮した設計は部品選定から始まる 表紙 製造性を考慮した設計は、部品選定から始まります 1 min Blog 機構設計者（メカエンジニア） 技術マネージャー 機構設計者（メカエンジニア） 機構設計者（メカエンジニア） 技術マネージャー 技術マネージャー 試作ビルドの2週間前、あるチームは、数か月前に定格電流を理由に選定した基板対電線コネクタが「新規設計非推奨」（NRND）に変更されていたことを知ります。その部品を扱っている唯一のディストリビュータの在庫は、必要数量を下回っており、メーカーの補充納期は40週間との回答でした。最も近い代替品は同じケーブルと嵌合できますが、フットプリントが異なり、高さも約1mm高くなります。 そこで電気設計者はコネクタ周辺を再配線することになります。しかし高くなったハウジングが筐体内のボスと干渉し、機械設計者はそのボスを移動して金型見積もりを取り直さなければならず、結果として試作ビルドのスケジュールは数週間遅延します。 この一連の手戻りは、すべて最初のコネクタ選定にさかのぼります。その部品は単一メーカー製で、選定当時から在庫は薄かったにもかかわらず、電気的仕様だけを基準に採用されました。そしてNRND通知が出るまで、誰も再確認しなかったのです。Design for manufacturability（DFM）は、こうした初期判断に生産要件を織り込み、リリースまで継続して見直せるようにする考え方であり、ほとんどの電子製品では、その判断を機械設計と電気設計が共同で行うことを意味します。 重要なポイント 初期の部品選定、アーキテクチャ、製造方法の選択は、製品コストの主要因を決定づけます。したがって、それらの判断を行う際には生産要件も考慮する必要があります。 部品を最初に選定する際に、ライフサイクル状況、パッケージ、ディストリビュータ在庫を確認し、そのうえで認定済み代替品、または対策計画をBOMに記録しておきましょう。 推奨部品リストによって固有部品を減らし、スタックアップを決める前に、製造業者の対応可能なスタックアップ構成とインピーダンス許容差を入手しておきましょう。 コネクタ選定や部品高さのような共有判断事項は、早い段階で機械設計者と電気設計者が一緒に決めるべきです。 製造コストはどこで決まるのか コスト見積もりに関する研究で昔からよく言われている経験則では、製品コストの約70%は設計初期段階で決まるとされています。『Design for Manufacturability』の著者であるDavid M. Andersonも、予算の観点から同じ傾向を説明しています。すなわち、設計が完了する時点では製品予算のうち実際に使われたのは約8%にすぎない一方で、その時点ですでに約80%のコストが実質的に確定している、というものです。どちらも概算ですが、示している内容は同じです。つまり、コストは早い段階で固定化されるのです。 各プロジェクト段階は、それ以前の判断の積み重ねの上に成り立っています。そのため、問題の発見が遅れるほど、一般に修正コストは高くなります。大規模なハードウェアおよびソフトウェアシステムにおけるエラー修正コストの増大を定量化した NASAの研究では、要求定義段階で1単位のコストで修正できる要求エラーが、設計段階では3～8単位、製造段階では7～16単位、統合・試験段階では21～78単位のコストになることが示されました。 こうして固定化されるコストの多くは、日常的な設計判断のほんの一部から生じます。以下の4つの実践は、機械設計者と電気設計者が最も直接的に制御できる項目に対応するものです。 レイアウト開始前にコストを下げる4つのDFM実践 記事を読む
製造前にPCB設計ルールで検出できる、よくあるDFMの問題 製造前にPCB設計ルールで検出できる、よくあるDFM上の8つの問題 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 製造前にPCBのDFMエラーを未然に防ぎましょう。よくある8つの問題と、手戻りや遅延を回避するために役立つ設計ルールをご紹介します。 記事を読む
PCBメーカーのDFM要件を確認する方法 PCBメーカーのDFM要件はどこで確認できるか 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 PCBメーカーのDFM要件をどこで確認できるかを学びましょう。能力仕様ページ、PDF、見積もりツールを活用して、レイアウト後半での手戻りを避ける方法をご覧ください。 記事を読む
ECAD–MCAD連携が製造性を考慮した設計（DFM）に不可欠な理由 製造性を考慮した設計（DFM）において、ECAD–MCADコラボレーションが不可欠な理由 1 min Blog PCB設計者 機構設計者（メカエンジニア） PCB設計者 PCB設計者 機構設計者（メカエンジニア） 機構設計者（メカエンジニア） ECAD–MCAD連携がDesign for Manufacturabilityに不可欠である理由と、共有モデルがPCBの手戻り、遅延、量産立ち上げリスクをどのように低減するかをご覧ください。 記事を読む
DFM/DFAの要件 システムエンジニアリングにおいて DFM/DFAの要件 システムエンジニアリングにおいて 1 min Blog PCB設計者 製造技術者 PCB設計者 PCB設計者 製造技術者 製造技術者 DFM/DFAのベストプラクティスを用いて、製造可能でコスト効率の良いPCB設計を実現しましょう。CAD、CAM、およびシームレスな製造のための主要要件を統合する方法を学びます。 記事を読む
DFM for Space 航空宇宙プロジェクトのための必須DFMのヒント 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 製造のための設計（DFM）はかなり複雑になることがあります。製造が容易でありながら、高品質、信頼性、およびコスト効率を確保する製品を作成することを含みます。DFMは、信頼性のための設計（DFR）、テスト可能性のための設計（DFT）、組み立てのための設計（DFA）などの関連概念も包含します。 宇宙産業では、DFMの要求はさらに大きくなります。設計者は、温度、放射線、真空などの極端な環境を考慮に入れなければなりません。ESAやNASAなどの異なる宇宙機関の厳格な信頼性要件と様々な基準のために複雑さが増します。これらの基準を満たすコンポーネントは非常に高価になることがあり、ボードのリビジョンごとにさらなる費用が加わります。宇宙用の最初のPCBを設計している場合でも、プロセスについて単に好奇心がある場合でも、読み続けてください。経験豊富なユーザーでもここで貴重な洞察を得ることができるかもしれません。 PCBメーカーとの早期連絡を維持する これは明らかに思えるかもしれませんが、非常に重要です。最初から、設計と品質の要件を満たすスタックアップと材料を選択する必要があります。プリプレグとコアが低いアウトガス特性を持っていることを確認してください、特にあなたのボードが光学要素の近くにある場合は特にです。早期にHDI（High Density Interconnect）を使用するかどうかを決定してください。これにより、PCBを小さく、より信頼性の高いものにすることができますが、製造およびテストのコストが高くなります。スタックアップでμviasを簡単に定義できます。 接続の信頼性を高めるために、低電流を運ぶ信号であっても、2つ以上のレーザービアを使用してください。 パッド内の2つのビア。ビアの色は、最下層とその直上の層を示しています。 組立工場と早期に連絡を取り合う この重要な点はしばしば見落とされます。各組立工場は異なるフットプリントに対して特定のプロセスを持っており、フットプリントのサイズは組立工場の要件に合わせる必要があります。エンジニアリングモデル（EM）の場合、異なるフットプリントを持つ宇宙用には認定されていないコンポーネントを使用するかもしれません。フライトモデル（FM）コンポーネント用にボード上にスペースを確保することは良い習慣です。さらに、比較レポートを使用して、すべてのフットプリントが最新であることを確認してください。 比較レポートのサンプルビュー 重いコンポーネントには接着剤を検討する 重いコンポーネントには安定性のために接着剤が必要です。この接着剤のためのスペースをフットプリント上に残してください。これを示すには、別のレイヤーに情報を配置するか、そのエリアに他のものを配置しないようにキープアウト領域を指定することができます。 接着剤の配置がキープアウト領域によってマークされたフットプリント（両側に二つの赤い長方形） テストを忘れないでください 宇宙産業では、軌道上での修理が不可能なため、テストは非常に重要です。はんだ接合部での信号のプロービングは避けてください。これはそれらにストレスを加える可能性があります。代わりに、徹底的なチェックのために基板上にテストポイントを配置してください。GNDポイントを近くに配置すると便利です。 テストポイントのための典型的な回路図シンボル PCB上のテストポイント 基板をアウトガスさせることを許可してください 宇宙産業の要件を満たす材料であっても、わずかにアウトガスすることがあります。これを容易にするために、PCB上でハッチングされたポリゴンを使用してください。しかし、 記事を読む