筆者について

Alexsander Tamari

Alexsanderは、テクニカルマーケティングエンジニアとしてAltiumに入社し、多年にわたるエンジニアリングの専門知識をチームにもたらしてくれています。エレクトロニクス設計への情熱と実践的なビジネスの経験は、Altiumのマーケティングチームに彼ならではの視点を提供してくれます。Alexsanderは、世界の上位20校であるカリフォルニア大学サンディエゴ校を卒業し、電気工学の学士号を取得しています。

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PCB設計意図

DraftsmanでのPCBA図面作成によるPCB設計意図の伝達 1 min Blog 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

設計の複雑化と小型化の影響

設計の複雑化と小型化の影響 1 min Blog その登場以来、電子機器は、小型化、高速化、効率化されてきました。しかし、小さくなった基板に、配置するコンポーネント、ピン、接続を増やそうとすると、いくつかの問題が発生します。これらの課題には、熱、BGAブレークアウト、サイズ自体が含まれます。あの小さく奇妙な形をした筐体に、基板をどのように収めるか、ということです。簡単な統計をいくつか挙げます: 過去10年間で平方インチ当たりのピン数が3倍になった一方で、基板面積は比較的一定に維持されました。 15年間で、部品1個当たりの平均ピン数が4 ～ 5分の1に減った一方で、平均部品点数が4倍になりました。設計のピン数は3倍になり、ピン間の接続数は倍増しました。これらの増加のペースが近いうちに落ちるとは考えにくく、設計時にこれらの問題に対処する方法を理解することが重要です。ここでは、これらの問題の一部である、多ピンのBGA PCBやHDI PCBの配線に注目しましょう。 BGAブレークアウト多くの場合、手動でのBGAのプランニングと配線には、数日を要することがあります。また、プランが非効率的であると、必要以上に多くのレイヤーを追加している場合があり、コストが増えますが、ご存知のように、予算は少しも増えません。今日、多くのBGAで、ビアキャプチャパッドを対角線上に配置しています。いわゆるドッグボーンファンアウトで、それをご覧になったことがあるでしょう。ドッグボーンスタイルのファンアウトしかし、ドッグボーンファンアウトが選択できるとは限らない場合を目にする機会がますます増えています。これは、ピンのピッチサイズが小さく、それらのビアを追加する十分なスペースがないためです。これらのBGAの場合、ブレークアウトにはビアインパッド方法が必要です。これは、ビアがパッドに直接接続され、新しいレイヤー上で信号を配線できる場合です。 HDIで密度を高める設計が小型化を続ける際に注意すべきもう1つの点は、レイヤーを追加せずに、多くなったコンポーネント、トレース、そしてより複雑化した全体を、小さくなったPCBに詰め込む方法です。この問題を解決するには、高密度相互接続（HDI）PCBを使用します。 HDI PCB、提供: flygold circuit

リジッドフレキシブル基板設計の構造整合性と課題

リジッドフレキシブル基板設計の構造整合性と課題 1 min Blog リジッドフレキシブルの出現とともに、これまでよりも小さいフォームファクターに、より多くの部品を配置できるようになりました。さらに、リジッドフレキシブル設計は、重量や信頼性においてもリジッド設計より有利です。リジッドフレキシブルの利点に限定してブログを書くこともできますが、それは別の機会に回します。リジッドフレキシブルは非常に優れていますが、取り扱いの際に知っておくべき事項がいくつかあります。この記事で重点を置きたいのは、リジッドフレキシブル設計の際の配線に関する課題です。その他の課題についてのご確認を希望される場合は、そのトピックに関する Altiumのホワイトペーパーをご覧ください。フレキシブル領域の配線 PCB設計でフレキシブル領域の配線を行う場合、留意すべき事項がいくつかあります。言うまでもなく、フレキシブル設計とリジッド設計の主な違いは、フレキシブルな部分が動くということです。例えば、フレキシブル基板向けのIPC 2223C設計基準による定義では、フレキシブル回路には曲げに関する要件があり、主に3つのカテゴリーに分類されます。それぞれのカテゴリーに独自の要件と制限があります。 - 導入するフレキシブル - ダイナミックフレキシブル - 1回のみの折り曲げ各カテゴリーには最低限のフレキシブルおよびフレキシブルリジッドの曲げの仕様があり、該当箇所の銅箔変形因子、完成したフレキシブルの厚みの倍数、レイヤー数に応じて算出されます。つまり、電気的な考慮事項だけでなく、物理的な考慮事項も理解しておく必要があります。銅箔の変形は、割れや裂けの問題に関連し、設計の可能/不可能についての制約が増えるので、配慮が必要です。例えば、ビアを使用できるとしても、導体に圧力がかかるため、曲げ領域にビアを配置することは好まれません。また、同じ理由から、ビアにティアドロップを適用する必要が生じます。幅を変える場合、急に異なる幅にするのではなく、徐々に変える必要があります。トラックがパッドに接続するところでは、特にフレキシブル回路の終端などで一直線に並んでいる場合（下図参照）、長い間に銅箔が疲労する弱い部分が形成されます。補強材を使用するか折り曲げを1回のみにしない限り、パッドからトレースを徐々に細くすることをお勧めします。耐久性を高めるため、トレースを徐々に細くするフレキシブル回路を扱う場合、曲げ領域への応力緩和を考慮する必要があります。圧力のかかる点の応力を緩和するには、トレースを均等に配置することをお勧めします。また、フレキシブル設計の外側部分周辺に幅の広い導体を追加することで、設計の強度を向上し、断裂を回避できます。隣接レイヤーの銅箔トレース（上）と交互に配置された隣接レイヤーのトレース（下）

パワーインテグリティーにまつわる5つの俗説

パワーインテグリティーにまつわる5つの俗説 1 min Thought Leadership パワーインテグリティーは新しいものではありませんが、現在ますます注目が高まっており、今後も関係者の一番の関心事であり続けるでしょう。製品の高速化と小型化の傾向が継続するなか、もはや1 ミリも無駄なスペースはありません。設計はこの事実を踏まえて進める必要があるでしょう。業界に2 ～3 年以上従事されている方であれば、パワーインテグリティーに関する下記の俗説を耳にされたことがあるかもしれません。銅箔を使え皆さんは、「銅箔は使えば使うほどよい」と教えられたかもしれません。銅箔の流し込みを行うだけで、パワーインテグリティーに関連する問題は、すべてとは言いませんが、その大半が解決します。ただし、これに当てはまらない場合もあります。たとえば、熱に関係する問題は解決するものの、浮島や半島が残るといった他の問題を引き起こす場合です。無害に見えるものの、浮島や半島は特定の共振周波数を持っており、一定の状況下で障害を引き起こします。こうした障害はランダムに現れることもあるため、正確に特定して修復することは極めて困難です。これを呪いか何かのせいにする前に、銅箔の流し込みによって浮島や半島が発生していないかどうかを必ず確認しなければなりません。それを怠ると、設計を断念して、レイアウトをやり直すはめになります。他に考慮すべきことはコストでしょう。これはエンジニアの頭にいつもあることではないかもしれません。銅箔は安価なものではありません。特に予算の制約がある今、やみくもに余計なプレーン層を追加するわけにはいきません。過大設計は高額になってしまいます。 IPC-2152は絶対に外さないこれは皆さんが驚かれることかもしれません。確かにIPC-2152 は重要であり、許容範囲の温度上昇に対して配線幅を最小化するという手段で問題を回避する際の手引きとなります。ただし、そのためにIPC-2152 を適用すると、電力配電回路網に必要以上のスペースを割り当てざるを得なくなります。つまり、貴重な面積が占領され、設計のレイヤーが増えてしまいます。 IPC-2152 はいつでも使える優れたツールであり、効率的な電源供給の設計には有効ですが、むやみに適用すべきではありません。パワーインテグリティーツールとともにIPC-2152 をもっと慎重に使用すれば、電力配電回路網の面積を削減しながら、製造に向けて安全に設計を進めることができます。ビアが多くなり過ぎることはない精通している方であればお気づきかもしれませんが、IPC-2152 はビアとなるとあまり適切ではありません。配線幅と同様に、IPC-2152 はかなり保守的であり、基板には大きめのビアが必要以上に形成される可能性があります。銅箔に大きな穴が開いてしまっては問題でしょう。つまり、電流が使う面積が減るために電流密度が増加し、結果として温度が上昇します。それだけでなく、残りの設計に割り当てられるはずの面積が奪われ、特に最後の10% の基板の配線を完成させるのが困難で時間のかかる作業になってしまいます。他のIPC-2152

スルーホール技術を使用する理由

スルーホール技術を使用する理由 1 min Blog 技術に関しては、特に電子設計では、常に前に目を向け、振り返ることはありません。しかし、時には、古い技術が死なず、それを排除できない場合もあるようです。ただし、必ず理由があります。より大きな利点がある新しいものを選択できるのに、なぜ品質の劣るものを使うのか ? その仮説に異議を唱えたいのです。このブログでは、表面実装技術（ SMT）が最適だと思われるのに、プリント回路基板（PCB）でスルーホール実装（THM）を使用するのはなぜか? 、という問いに答えます。はじめに、 PCB設計プロセスに関連するので、スルーホール実装技術と表面実装技術の概要を簡単に説明しましょう。スルーホールコンポーネントスルーホールコンポーネントには、ラジアルとアキシャルの2タイプのリードがあります。アキシャルのスルーホールコンポーネントは、コンポーネントの対称軸に沿って延びており、ラジアルのコンポーネントは、基板上の同じ面から平行に突き出ています。スルーホールコンポーネントの側面図 PCB上のスルーホールコンポーネント表面実装技術のコンポーネント最近のPCB設計では、次のようになっています。表面実装技術（SMT）は、今日最もよく使用されているパッケージ技術です。これらのタイプのコンポーネントのリードは、非常に小さいか、またはありません。というのも、設計プロセスの間にPCBの表面に直接ハンダ付けされるのが、その主な目的になっているからです。表面実装デバイススルーホール技術と表面実装技術の長所と短所スルーホール技術の長所と短所長所短所

トランジスタの移行

トランジスタの移り変わり：トランジスタの歴史タイムライン 1 min Thought Leadership 電気工学の専門家でなくても、技術が提供するものすべてに魅了されることはあるでしょう。それが仕事であれ、楽しみであれです。新しいプロセッサが出るときの興奮に皆が巻き込まれ、インテルが14nm（ナノメートル）技術を使用し、何十億ものグラフェントランジスタを持っているといった話を耳にします。しかし、この技術とは具体的に何で、どのデバイスのためのものなのでしょうか？基本に戻る工学の世界が複雑であるとしても、トランジスタが何であるかを理解することは驚くほど単純です。それは単に、電流が通るか通らないかを制御するスイッチです。デジタル的に言えば、これは1または0、オンまたはオフとして翻訳されます。このオンとオフの状態の絶え間ない変動が、今日のコンピューターを動かしており、あなたのゲーム、ハードウェア、そしてプロセスとやり取りするその他のものすべてを含みます。しかし、この理解はこの技術の隠された世界を構成するものの始まりに過ぎません。もっと深く掘り下げてみましょう。 FET - フィールド効果トランジスタ FETは、ゲート、ドレイン、ソースの3つの主要な部品で構成されています。ゲートに電圧が加えられると、電子が流れる（電流としても知られている）電場の形の経路が作られます。MOSFET（金属酸化物半導体FET）は、高い入力インピーダンスと低い出力インピーダンスを持っているため、最も人気のあるタイプです。そして、電圧制御されているため、電流制御されるBJTの兄弟よりもはるかに速く、ロジックに理想的です。 FETのMOSFETダイアグラム（ greenoptimisticの図提供） BJT - バイポーラ接合トランジスタバイポーラ接合トランジスタも、ベース、エミッタ、コレクタの3つの主要部品で構成されています。ベースに小さな電流が適用されると、それを通じてより大きな電流が流れることができます。BJTにはNPNとPNPの2種類があり、NとPはN型とP型の半導体を指します。N型半導体は電子を主要なキャリアとして使用し、P型半導体はホールを使用します。 PNPおよびNPN BJTの画像提供： electrical4u トランジスタの誕生と成長トランジスタは、1947年にベル研究所で働いていたウィリアム・ショックレー、ウォルター・ハウザー・ブラッテイン、ジョン・バーディーンによって発明されました。この発明は人類史上最も重要なものの一つであり、現代技術の誕生です。最初のトランジスタ（画像提供：