製造性考慮設計(DFM)

偽造電子コンポーネントからPCB設計を保護する方法

Thought Leadership 偽造電子コンポーネントからPCB設計を保護する方法製品内の偽造抵抗器を全て交換するために必要な時間を考えてみてください! 偽造電子コンポーネントからPCB設計を保護する方法偽札と同じように、市場には偽電子部品が出回っており、ユーザーの手に渡ってユーザーの仕事を台無しにしようと待ち構えています。それらの部品は、合法であるかのように販売されていますが、偽札とは異なり、真偽がわかるようにマーカーペンで印をつけることはできません。この事態によって引き起こされる結果は、企業の規模にかかわらず深刻です。より小さい企業の場合は、供給元の怪しい部品の交換に要した時間のため、スケジュールが数か月遅れることを意味します。大きな企業の場合、プロジェクトは、偽造部品の特定に費やす時間のため、数十万ドル、ことによると数百万ドルもの予算オーバーのリスクがあります。率直にいって、100ドル紙幣7枚がコンポーネントを選別する労力に見合うと思えない人が、いずれ、とんでもない結果、つまり部品が突然煙を噴いて故障する状況に陥るのは当然のことです。それは私に影響するのですか? 連邦契約では、偽造電子部品は最も懸念される問題です。政府機関の仕事をしている場合は、特定の調達ポリシーにより偽造デバイス防止のためのトレーニングが義務付けられています。専門用語が多用されたスライドショーを次々に浴びせられずに済んだ幸運な方々にとって、製品や実績を保護するためのちょっとした参考情報を入手することは意味があります。偽造電子部品とは何ですか? 偽造電子部品は、主に2種類あります。1つは完全な偽物です。これは、ある部品にラベルを貼付して完全に別の部品として販売されます。2つ目は、「リマーク」と呼ばれる不正です。これは、機能しない部品や検査結果が指定された許容範囲を下回る部品の刻印を、実際より高い仕様を示すものに変更する手口で、レジスターの10%の誤差を示す銀帯を5%に塗り替えるなどです（集積回路（IC）およびマイコンは該当しません）。主に3つの問題があります: 違法: 偽った製品表示は違法です。これは、元の偽造品の製造業者とあなたの会社の両方にかかわります。正規の製造業者は、製品の正当性について責任があり、システムの広告が誤っている場合、状況次第ではその結果に対応する必要があります。セキュリティー: 私の経験ですが、セキュリティー中心の仕事では、データ改ざんの恐れがあるため、カンファレンスで配布されたUSBドライブを仕事用のコンピューターや文書で使用することは禁止されていました。同じルールが、不正な変更が行われる可能性のあるマイクロコントローラーおよびその他の複雑なICの使用にも適用されました。（「nefarious」は、悪いという意味で実際に使用されます）これらの変更により、第三者の知的財産、機密データ、またはその他の安全なシステム情報への不正アクセスが行われます。さらに、セキュリティーへの最悪の影響として、システムの誤動作を引き起こす可能性があります。性能

湿気管理のためのPCB設計および製造のベストプラクティス

Thought Leadership 湿気管理のためのPCB設計および製造のベストプラクティス以前、私が持っていた屋外センサーシステムのカスタムPCBは、毎日夜明けに2時間、データの記録を停止したものでした。これは、基板がその日動作する前に「美容のための十分な睡眠」を必要としたためではありません。実際には、センサーボックスに朝露がたまり、基板を誤動作させていたのです。もちろん、現場に配置した際、私たちのPCBが湿気にさらされるとは思い付きませんでした。これはよい状況ではないように思われますが、回路がショートせず、一旦乾燥するとシステムが正常動作に戻ったのは幸運でした。このように幸運なことはまれですが、このことで湿気が、PCBの誤動作の非常に一般的な原因であることが分かりました。結露が誤動作を引き起こす恐れがあることが分かれば、以下の複数の方法でPCBを保護できます。基板を乾燥状態に保つ - プラスチックケースに入れます。 PCBを筐体に収納する湿気管理のもっとも単純な解決策はPCBを箱の中に入れることです。筐体は、PCB設計に対する変化を最小限に抑え、しかも比較的安価です。試作用には、シリコーンで密封した食品保存用容器でもよいかもしれません（プロによるアドバイス: きれいな食品保存用密封容器のみ。ポテトチップスと電子部品は一緒にしないこと）。ほとんどあらゆるサイズの、各種密封方式の既製の箱またはケースを購入できます。さらに進んで、自分でケースを設計する場合、側壁に結露しても水滴がPCBから離れて流れるように丸みを帯びた側面を使うことを考慮します。部品に触れないで溝内に収まるように十分な余裕をもって基板を設計する必要があります。箱内の湿気を吸収するため乾燥剤（靴の箱や食品の袋に入っている「食べられません」と表示されたパックのことです）を入れることもできます。電子回路は結局パッケージに入れる必要があるため、多くの場合、密封容器は簡単な解決策です。しかし、場合によってはそれだけでは不十分です。以下の場合、恐らく追加の保護策をお探しのはずです。 ● 環境条件に起因して厳格な保護が必要とされている。 ● 筐体を定期的に開閉する。 ● 配線やその他のI/Oを考慮して、筐体に穴が開いている。浸水で損傷したPCB。注意しないとこうなる恐れがあります。

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。

PCB製造において避けるべき5つの要素

Thought Leadership Engineering News PCB製造において避けるべき5つの要素最後のデザインレビューが完了し、必要な承認の署名をもらい、作業がほとんど完了した状況を想定してみます。コンポーネントが調達され、基板のレイアウトが完成しても、最大の課題がまだ残っています。設計の意図を製造部門へ正しく伝えなければ、設計にかけた何か月もの時間と、チームの労力は水泡に帰すことになります。しかし、このような設計の後段階の処理は、どのような方針で行えばいいのでしょうか? 製造部門に必要なすべてのファイルを出力するためのツールは用意されています。しかし、デジタルの情報から物理的な品物への翻訳プロセスは、それほど簡単で明瞭なものではないのは明らかです。実際のところ、何か月もかけて完璧な基板レイアウトを作成しても、設計の意図を製造用ドキュメントで明確に伝達できなかったために、大きな失敗が引き起こされることも考えられます。ドキュメント作成プロセスにおいて遵守するべき真理が1つあるとするなら、それは従来の常識を否定し、より多くの詳細を記載する方が、少ないよりも良いと考えることです。それでは、ほとんどのPCB設計者が一般にドキュメント作成プロセスで見過ごしている細かい詳細は何でしょうか? PCB製造業者から最も嫌われる5つの点の概要をここに示します。ドキュメント作成のプロセスにおいて、これらの点に留意すれば、設計が却下されることを防止できます。 #1 - PCBドキュメントの内容が不完全である当然のことのようですが、PCBの設計プロセスや仕様を、製造業者が必要とする重要なファイルへ変換する作業は決して単純明快なものではありません。そして、製造業者へ送るドキュメントに1つの間違いがあっただけでも、製造業者で大きな混乱を招き、生産プロセス全体を停止させてしまう可能性があります。不完全な内容のPCBドキュメントが製造業者の手に渡ることを防ぐため、次のようないくつかのガイドラインを頭に留めてください。使用しているPCB設計ツールで、出力ドキュメントを手作業で生成する必要がある場合、出力するファイルに注意し、それらが単一のリポジトリ内で整理されていることを確認します。製造業者に製造用のファイルを送付する前に、製造業者がどのようなファイルを、どのフォーマット（Gerber、ODB++、その他）で要求しているのかを正確に確認しておきます。単一の社内用CADファイルを製造業者に送り付け、そのファイルを読み取れるソフトウェアを相手が持っていることに期待してはいけません。簡単に言うと、完全なPCBドキュメントパッケージには、製造業者に必要なすべてのファイルが、推定作業の必要なしに簡単に解釈できるようなファイル形式と構造で、整理されて含まれている必要があります。製造業者に冗長なファイルや、エラーの含まれているファイルが渡った場合、製造プロセスの遅延を引き起こすことになり、是非とも回避すべき事態です。完全なドキュメントデータパッケージ（出力ジョブファイル） #2 - クラスの種類が示されていないクラス2はPCBドキュメントの業界標準ですが、もし別のクラス（1または3）で設計を行った場合、マスター図面は大幅に変化します。このため、次のガイドラインに従って、正確にどのクラスが使用されているのかを明確にすることが重要です。製造業者が、標準のクラス2プロセスが必要なものと想定しないよう、PCB製造および組み立て図面の両方に、必要なクラスで推奨される構築標準を明確に示しておくことをお勧めします。

レイヤースタックを初めから間違えないようにする方法

Thought Leadership レイヤースタックを初めから間違えないようにする方法 PCBの製造工程で最も犯しやすい間違いの1つは、層の順序の誤りです。確認しないままにしておくと、全工程が無駄になる場合があります。 PCB実装工程を経た製品は、電気的導通の観点からは機能するかもしれません。電気的に導通していれば、電気的検査にも合格するかもしれません。しかし、プレーンや信号層の順序と層間の距離を最優先にしている設計では、最終的な実装段階で障害が発生します。この問題を予防するにはどうすればよいでしょうか ? 詳細な方法正しい順序で積層し、後工程外観検査を行うために必要な情報を製造業者に確実に伝えるには、そうした情報を銅パターンとして直接設計に組み込んでおく必要があります。これらのパターンを設計に含め、最終的な実装の検査のための機構を提供するのは PCB設計者の責任です。該当するのは、以下の機能です。他の全てのレイヤーと関連付けて定義された番号割付方針によりレイヤーを正確に識別する。レイヤーの順序を目視で簡単に検査できるよう積層ストライプを追加する。エッチング後の銅の厚さと幅を簡単に確認できるテストトレースを提供する。製造データ内に適切な銅パターンを設計しておけば、積層順序を間違える心配はほとんどなくなります。早い段階で詳細情報を提供することで、問題を回避し、コストと時間を削減して、製造プロセスを効率化できます。レイヤースタックを初めから間違えないために必要な機能を追加する方法に関心がありますか? レイヤースタックを間違えないようにする方法についての無料のホワイトペーパーをダウンロードしてください。

PCB設計における上位6つのDFM問題とDFMの課題

Thought Leadership PCB設計における上位6つのDFM問題 PCBデザイナーとして、さまざまな要件と期待を管理する必要があります。電気的、機能的、および機械的な側面を考慮する必要があります。さらに、PCBレイアウトは、可能な限り最高の品質で、可能な限り低いコストで、タイムリーに生産されなければなりません。そして、これらの要件をすべて通じて、DFM（製造可能性のための設計）も考慮する必要があります。これは PCB設計プロセスの大きな部分であり、適切に行われない場合、頻繁に問題を引き起こすことがあります。PCBデザインにおける3つのDFMの問題を見てみましょう。 PCBレイアウトにおける一般的なDFMの問題 CADツールに安心を見出すのは簡単ですが、CADツールが簡単に解決できないDFMの問題を作り出すことを許してしまうかもしれません。回路基板がすべての電気的ルールチェックに合格し、電気的に正しい場合でも、製造可能でない場合があります。なぜこのようなことが起こるのでしょうか？PCB設計ツールは、電気的に機能的かつ大量生産で製造可能な回路基板レイアウトを作成するのに役立つはずではないでしょうか？ PCBのレイアウトが非常に複雑になり、DFM（設計製造統合）の問題を多く隠してしまうことがあります。これらのDFMの問題のいくつかは、組み立て、電気テスト、または製造に問題を引き起こしますが、製造プロセスについてより多くを知っていれば、これらを克服することができます。製造プロセス全般についてもっと学ぶには、 Altium PCB Design Blogのこの記事をご覧ください。設計レビュー中に製造業者が何を探しているかをもっと知りたい場合は、ここにPCBレイアウトで彼らが特定しようとする最も一般的なDFM問題がいくつかあります：不均一なSMDパッド接続 SMDパッドの誤ったはんだマスク開口部 SMDパッドのオープンビアアシッドトラップクリアランス一般的な信頼性標準違反これらの問題を防ぐためには、PCBレイアウトツールの設計ルールに依存することが重要であり、これにより回路基板を最小限の設計レビュー時間で製造に移行できるようになります。不均一なSMDパッド接続小型のSMD部品、例えば0402、0201などは、リフローはんだ付け中のトゥームストーニングを防ぐために均一な接続が必要です。BGAパッドにも同様のことが当てはまり、信頼性の高いはんだ付けを保証するためです。これは、コンポーネントのフットプリントに正しいパッドサイズを配置することによって簡単に実現できます。一般的なコンポーネントには定義されたパッドサイズ（例えば、