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。

PCB Design for Manufacturing Success

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PCB製造において避けるべき5つの要素

PCB製造において避けるべき5つの要素 1 min Thought Leadership PCB設計者

PCB設計者

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PCB設計者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。

Gerber RS-274Xを置き換える上位2つのファイル形式の代替案

Gerber RS-274Xを置き換える上位2つのファイル形式の代替案 1 min Thought Leadership 世界中で設計されたPCBの約90%に使用されているにもかかわらず、Gerber RS-274Xにはいくつかの実用的な制限があり、製造プロセス中に多くの問題を引き起こす可能性があります。このファイル形式の代替案は何か？続きを読んで確認しましょう。メタ説明：Gerber RS-274Xは、すべてのPCB設計の約90%で使用されていますが、いくつかの実用的な制限があります。 Gerber RS-274XはPCB設計ソフトウェアの事実上の標準ですが、それが最良であるとは限りません。世界中で設計されたPCBの約90%で使用されているにもかかわらず、このファイル形式にはいくつかの実用的な制限があり、製造プロセス中に多くの問題を引き起こす可能性があります。 Gerber RS-274Xの制限 Gerber X形式のいくつかの制限があり、多くの設計者が痛感しています。これらの問題を経験したことがあるなら、何を言っているかわかるでしょう：銅層が順序どおりでないボードを受け取ったことはありますか？ドリル穴がずれていたり、完全に欠けていたりしたボードを受け取ったことはありますか？製造ノートの誤解釈がスケジュール遅延を引き起こしたことを、管理職やクライアントに説明したことはありますか？ Gerber RS-274Xは、信号層やプレーン層の銅の形状の正確なイメージを描画するのに非常に正確で信頼性があります。しかし、問題はこの標準がPCB製造と組み立ての他のすべての側面を考慮に入れていないことです。例えば、レイヤースタックの順序と材料情報、ドリルデータ、ピック＆プレースデータ、ネットリスト、テストポイントレポートなどの転送があります。これらの他のデータセットは、別のユーティリティによって別のプロセスとして生成する必要があります。簡単に言うと、Gerber RS-274X形式は、設計ドメイン（CAD）から製造ドメイン（CAM）への完全な設計の転送を行いません。設計ドメイン（CAD）から製造ドメイン（CAM）への転送代替手段は何ですか？これらの問題を解決するためには、製造と組み立てのデータのすべての側面を考慮に入れた設計転送標準を採用する必要があります。幸いなことに、PCBデザイナーと製造業者および組み立て業者間の正確で効率的なデータ交換を可能にする2つの新しいオープンスタンダードが最近リリースされました。 Gerber

PCB設計における上位6つのDFM問題とDFMの課題

PCB設計における上位6つのDFM問題 1 min Thought Leadership 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、

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

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 1 min Thought Leadership 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。

テストまたはDFTの設計に成功する方法

テストまたはDFTの設計に成功する方法 1 min Thought Leadership プリント回路基板が完成するまでにかかる全コストは、ブランクPCBの製造コスト、コンポーネントのコスト、実装コスト、テストのコスト、のように複数の基本カテゴリに分類できます。最後に出てきた、完成した基板をテストするのにかかるコストは、製品全体の合計製造コストの25%から30%を占める場合があります。テストカバレッジを最大化し、PCB製造エラーおよびコンポーネント障害に関する欠陥を迅速に分離できるよう、製品を設計することによって、DFTは収益性のある設計として最高のものとなります。基板のテストカバレッジを確実に最大化するために、従うべき設計の最善の方法はいったい何なのか? 確認してみましょう。いつでも事前に計画する設計を計画するときに聞く最初の2つの質問は次のとおりです。誰が実装をテストしますか? 機能は何ですか? DFTガイドラインは最初のレイアウトの計画で役に立ちます。しかしながら、契約製造元（CM）に直接連絡して、知識のあるテストエンジニアと特定のニーズについて議論するのは良い考えです。テストエンジニアは機能について議論することができ、提供できるものとは異なるテスト方法論があることを気づかせてくれます。バウンダリースキャン（JTAG）、自動ICTテスト、X線断層撮影（AXI）および目視検査（マニュアルおよびマシンビジョン）の組み合わせにより、最も包括的なテストカバレッジを実現します。また、これによりPCB製造プロセスについて即時フィードバックが得やすくなり、ワークフローを必要に応じて迅速に修正し、欠陥コンポーネントを特定して取り除くことができます。インサーキットテスター（ICTテスト）テストカバレッジの決定次に、完成品の品質を保証するためには、どのテストカバレッジが必要かを検討する必要があります。アプリケーションと実際のコストの制約から、利用可能なテスト機能の全てを使用することが必要な場合と、そうでない場合があります。例えば、地球の周りを公転する衛星を調査する場合、可能な限りのタイプのテストを実施して、修理できない環境でも、数年にわたって完成品が確実に機能するのを保障しようとするでしょう。しかし、ミュージカルの挨拶状を作成する場合は、シンプルな必要最低限の機能テストだけになるでしょう。どのテストカバレッジが一番良いのでしょうか? 完成したプリント回路基板のテストフェーズで、全てのコストの最大30%を占めます。そのため、PCB設計ソフトウェアにおいて、DFTプロセスを計画し戦略を練ることが以前にもまして重要になっています。そこで、最初に製造者の能力を知り、品質の高い完成品を保証するためにテストカバレッジに何が必要かを考えます。フリーのテスト容易化設計（DFT）ホワイトペーパーをダウンロードして、利用可能なテストカバレッジとどのPCB設計が最適であるかを学びます。

PCBドキュメントプロセスの改善方法

PCBドキュメントプロセスの改善方法 1 min Thought Leadership 電子設計のほぼすべての側面が、文書化プロセスを除いて、より効果的で自動化された技術で進歓してきました - しかし、今までの話です。Altium Designer^®の新技術を使って、手動のPCB製造設計文書化のストレスをなくす方法を学びましょう。 PCB設計の進化は、光学テーブル、テープ、マイラーの日々からかなり進歩しました。80年代には最初のPCB設計ソフトウェアが導入され、設計作成能力と技術の新時代が始まりました。それ以来、EDA企業の台頭、衰退、統合がありましたが、PCB設計の進歩的な課題に設計者を支援する技術の進歩は一貫しています。しかし、PCB文書化プロセスにおけるどのような進歩を見ているのでしょうか？見てみましょう。 PCB文書化プロセス：必要悪嫌いであっても、PCB製造設計文書化は必要悪です。私たちがキャプチャしたものを実現可能な動作デバイスに変換します。設計を文書化するのに費やす時間の多さをよく忘れがちです。たった一つの設計には、設計製造図面と注記、組立図面とプロセス手順、PCB修正指示、レイヤースタックアップ情報、ドリル詳細、部品表などが含まれることがあります。設計の見直しや再スピンのたびに、これらの文書を最新バージョンの作成物を反映して再作成する必要があります。特定の設計については、これが簡単に二桁の文書セットに翻訳され、他のタスクに費やすことができる多くの失われた時間を意味します。では、なぜ文書ワークフローを自動化する技術が PCB設計ツールに組み込まれたことがないのでしょうか？さて、今はそうです。文書の新時代 Altium Designerは、 ^®を使用して設計環境に組み込まれた強力な自動化技術でPCB文書ワークフローの全体概念を再構築する新しい文書化方法を導入しました。文書の手動プロセスを完全に排除し、PCB設計文書の設計データに基づいて図面文書を自動的に作成します。オブジェクトの配置は直感的であり、会社の要件と文書タイプに基づいて迅速に配置して整理できます。任意の図面オブジェクトを配置すると、その文書がリンクされているソースPCBファイルに基づいてビューが自動生成されます。文書オブジェクトを利用可能にすることで、迅速に任意の図面を作成できます。こちらがPCB文書の例です。それがユニークであり、本当の魔法が起こるのは、PCBドキュメントとそのドキュメント間のデータ同期にあります。その方法で、文書の細かな編集にかかる時間を減らし、デザインの微調整により多くの時間を費やすことができます。文書作成ワークフローを加速する方法をお探しですか？無料のホワイトペーパー PCBドキュメントの新時代をダウンロードして、 ^®がPCBドキュメントプロセスの改善にどのように役立つかについてもっと学びましょう。

基板レイアウトガイドライン

知っておくべき上位5つのPCB設計基準 1 min Blog PCB設計者

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製造技術者アルティウムは、確実に基板が意図した通りに作動するように全ての設計者が知るべき必須の基板レイアウトガイドラインを編纂しました。業界を主導するエキスパートが執筆しています。