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ビア・イン・パッド技術で部品とトレースの高密度化を実現しましょう ビア・イン・パッドめっきオーバーテクノロジーで、部品とトレースの高密度を向上させましょう 1 min Thought Leadership 私のアパートにあるサブウーファー付きの素晴らしい4スピーカーステレオシステムは、隣人たちに愛されることが多いです。このシステムで音楽を聴くのは楽しいのですが、スピーカーの後ろに隠れているオーディオコードの乱雑さだけが嫌いです。最後にシステムの後ろを掃除しようとした時、オーディオコードをほとんど引き裂きそうになりました。オーディオコードの高密度をHDプリント基板上でのトレースのルーティングほど簡単にできたらいいのに。 ブラインドビアとバリードビアは、多層基板において重要です。これらは、設計者が層間で電気接続をルーティングすることを可能にします。これは、細かいピッチのSMTコンポーネントや、必要な接続を作るために高密度のトレースが必要なBGAパッドと特に重要です。ビアインパッド技術は、パッドとビアの間に短いトレースをルーティングする必要がないため、基板スペースを節約する効率的な方法です。 ビアインパッドデザインを使用するタイミング デザイナーの中には、 ビア・イン・パッド設計を避けるべきだと言う人もいます。しかし実際には、パッド内ビアは、他のビア構造と同様に、特定の状況で有用なツールです。ビアの周囲の金属パッドは熱を放散し、回路基板の熱パッド管理に役立ちます。また、パッドは受動部品のSMTやICとの接続を可能にし、近くのビア穴はより深い層への配線を可能にし、部品密度を高く保つのに役立ちます。 接続密度を高め、下層での配線を可能にするだけでなく、Altiumのビア・イン・パッド設計は接続時のインダクタンスも減少させます。ビア・イン・パッド設計は通常、細ピッチBGAに使用され、通常の ドッグボーン型ファンアウトよりもいくつかの利点を提供します。ビア・イン・パッド設計によるスペースの節約は、デザイナーが層数を減らすのにも役立ちます。 VIPPO Via-in-pad plated over (VIPPO) デザインは、小さな断面のインパッドビアにはんだマスクとはんだ付けを可能にする技術の一つです。VIPPOデザインでは、ビアを硬化エポキシ材料で塞ぐことができます。まず、標準的なめっきプロセスを使用してビアの内側をコーティングします。銅めっきとエポキシ充填の後、充填された穴は銅パッドでキャップされます。その後、電子部品を直接VIPPOパッドにはんだ付けすることができます。 Via-in-padとVIPPOは時々同じ意味で使われます。直接はんだ付けに使用されるVia-in-padデザインは、VIPPOと同様にビアホールを通じたウィッキングを防ぐためにエポキシで充填されるべきです。ビアを塞ぐために使用されるエポキシは、導電性のものと非導電性のもののどちらかです。 細ピッチBGA 導電性エポキシは、その高い熱伝導率により、 熱管理の面で利点があります。VIPPOは接続点で銅パッドを使用しているため、その高い熱伝導率により、回路基板の熱管理も向上します。導電性エポキシとVIPPOを組み合わせることで、接続点からの熱放散がさらに向上します。最適な熱管理戦略では、ビアの内部が完全に銅でめっきされている必要があります。 製造上の問題点 Via-in-padやVIPPOデザインは、PCB製造工程を増やすため、製造コストが高くなります。実際のコストはビアのサイズとボード上のビアの総数に依存します。しかし、via-in-padデザインは、創造的なデザイナーがルーティングをより効率的に行い、必要なレイヤー数を減らすことを可能にするかもしれません。これは製造コストの増加を相殺する可能性があります。 はんだマスクは、はんだがビア穴に吸い込まれるのを防ぐために（「テンティング」として知られている）、開いたvia-in-pad穴を塞ぐために使用されてきました。細かいピッチのコンポーネントは、小さいパッドサイズのため、VIPPOデザインで使用すべきです。VIPPOのメッキは、組み立て中にビア穴を通ってはんだが流れ出し、下層で混乱を引き起こすのを防ぎます。 記事を読む
簡単なプロセスのための設計：任意のコンポーネントにサプライヤーデータを作成してリンクする 簡単なプロセスのための設計：任意のコンポーネントにサプライヤーデータを作成してリンクする 1 min Thought Leadership Altium Designerを使った経験がある方なら、この強力なライブラリプラットフォームの使いやすさとシンプルさにすでに馴染みがあるでしょう。しかし、これらのライブラリを使っていると、時には自分で手を汚さなければならないこともあります。たとえば、単純な部品番号の変更であったり、いくつかの重要なパラメーターを再設計することであったりしますが、編集は瞬時に簡単に更新できます。 この具体的な例では、プロのデザイナーの設計旅路でよくあるシナリオを見てみましょう：これらの統合ライブラリ内のコンポーネントにサプライヤーリンクデータを追加します。しばしば、お気に入りのサプライヤーやベンダーから特定の部品を頭に描いています。しかし、これらのコンポーネントは現在使用しているライブラリには存在しないかもしれません。ライブラリに入り、手動で情報を追加および編集する必要があります。 アンプ回路設計を例に取り上げて作業します 以前の記事では、プロトタイピングの準備が整ったと仮定する非常にシンプルなアンプ回路設計について探求しました。 回路図を作成し、基板の形状を決め、いくつかの コンポーネントのフットプリントを配置しましたが、それらは プロトタイプ/ガーバーに適しています。今回は一歩戻って、すべてのライブラリサプライヤーデータが正しく、最新の情報で満たされていることを確認しましょう。 サプライヤー指定のデータリンクの追加 この例では、標準のAltium Designer管理データベースで一般的なLM386 ICを見つけることができると思います。しかし、使用する予定のスピーカーは特定の部品なので、手動で追加する必要があります。これをどのように行うか見てみましょう。 LM386を検索するのは簡単です。インターフェースの右下隅にある「Panels」に移動し、「Part Search」を選択します。 そこにいると、既にインストールされているライブラリを検索して、探しているものを見つけることができます。LM386の検索結果では、リンクするためのいくつかのオプションがあります。 Digikeyがファンのお気に入りであるため、「Add Supplier Link and Parameters 記事を読む
PICマイクロコントローラのプログラミング基礎 PICマイクロコントローラのプログラミング基礎 1 min Thought Leadership 子育てから学んだことが一つあります：子供に何かを教えることは非常に難しいことがあります。彼らが非常に興味を持っていて、世界中のすべての時間とリソースを持っていても、子供が学ぶ準備ができていないか、いくつかの重要な構成要素が欠けている場合、彼らはそのスキルやレッスンを理解できないかもしれません。 幸いなことに、PICマイクロコントローラユニット（MCU）のプログラミングは、かなり簡単です。適切なプログラミングツール、回路、および機能的なファームウェアを使用すれば、プログラマーはPICマイクロコントローラを正確に望み通りの動作をさせることができます。もちろん、後々の不必要な手間やフラストレーションを避けるためには、いくつかの重要なステップに従うことが依然として重要です。 PICマイクロコントローラ Arduino、Raspberry Pi、BeagleBoneのようなシングルボード組み込みコントローラーの出現にもかかわらず、PICマイクロコントローラーは今でも電子エンジニアの間で関連性を保っています。Microchipによって製造されたPICマイクロコントローラーは、使いやすさ、多様な機能、コスト効率の良さで特徴づけられています。PICマイクロコントローラーのプログラミングは、シンプルな 8ビット MUCから強力な32ビットモデルまで幅広いです。 PICマイクロコントローラーの多様性は、エンジニアだけでなく趣味で使う人たちにも人気を博しています。広範囲の周辺機器、メモリ、処理能力はほぼどんなアプリケーションにも適しています。プログラマーはおそらく、自分の洗濯機や警報システムにPICマイクロコントローラーを見つけるでしょう。 マイクロコントローラをプログラムするためにプログラマーが必要とするツール PICマイクロコントローラのプログラミングは、10年前と比べて今はかなり簡単になりました。以前は、PICマイクロコントローラの低価格帯のものには、ファームウェアを注入するために専用のPICプログラマーハードウェアが必要でした。しかし、今日PICマイクロコントローラを始める場合、マイクロコントローラにファームウェアをダウンロードするプロセスは通常、簡単なものです。 これらは、今日PICマイクロをプログラムするためにプログラマーが必要とするツールです： 1. MPLAB X IDE MPLAB X IDEはMicrochipから提供される包括的な開発環境です。PICマイクロコントローラをプログラムする前に、ファームウェアを書き、コンパイルしてビルドするためにMPLAB Xが必要になります。過去に支払う必要があった高価なIDEとは異なり、MPLAB X 記事を読む
Altium Designerでコンポーネントを回転および反転 Altium Designerおよびその他の回路図機能を使用したコンポーネントの反転および回転方法 1 min Blog この記事では、Altium Designerでコンポーネントを反転またはミラーリングする方法と、異なる設計ドキュメントでコンポーネントを回転する方法について簡単に説明します。回路図の機能は、PCBレイアウトではわずかに異なるため、新規ユーザーがこれらの基本機能を学びたい場合はこの手順に従ってください。 これらの機能には、アプリケーションウィンドウの上部にあるメインメニューから、ホットキーを使用して、または画面の右側にあるプロパティパネルを使用して、複数の場所からアクセスできます。これらについて解説した後、設計の作業中にコンポーネントを配置および移動するために回路図のその他の基本機能のいくつかについても概説します。それでは早速始めましょう。Altium Designerの配置および移動機能の概要をさらに知りたい場合は、この記事の後半にあるビデオをご覧ください。 Altium Designerで部品を回転させる方法 回路図とPCBレイアウトの両方で部品を回転させることができます。回路図で回転しても、PCBレイアウトでコンポーネントが回転しないことに注意してください。逆も同様です。以下に概説するように、各ドキュメントにある回転のオプションも異なります。 回路図およびPCBレイアウトの部品を回転させる 回路図の部品の回転は90度刻みに制限されています。PCBレイアウトでは、部品は90度単位の回転、または任意の回転角度を設定できます。 スペースキーを使用 - 配置中に部品がマウスに合わせて移動している状態で部品を回転させるのが最も簡単な方法です。移動コマンドを実行し、次に部品を選択します。部品がカーソルの動きに合わせて移動するようになったら、「スペースバー」または「シフト > スペースバー」を使用して、部品を一方向または他方向に回転します (下図を参照)。 メニューオプション - [編集] > [移動] 記事を読む
Altium Designerを使用した基板サイズ変更のレイアウトガイド Altium Designerを使用した基板サイズ変更のレイアウトガイド 1 min Blog 回路基板のサイズと形状は、空の星なみにたくさんあるようです。いくつかの標準フォームファクターに従った基板のみを作っている企業で働いている設計者の方は、サイズや形状が異なる基板がどれだけたくさんあり得るか想像できないかもしれません。円形の基板、四角い基板、切り込みやカットアウトがある基板、角が変則的な角度の基板、複数の角や輪郭の基板など。 可能性があるさまざまな PCBの形状およびサイズを全てリストにしてもきりがありません。どのような形状やサイズの基板でも作成できるよう準備しておく必要があります。 幸い、PCB設計ツールには、さまざまな基板外形を作成するために必要な描画ユーティリティが用意されています。アルティウムの設計ツールは、このような作業に特に適しており、役に立つ多数のオプションや機能があります。Altium Designerを使用した基板の作成やサイズ変更に関する、基本的なレイアウトガイドをご覧ください。 はじめに 最初に行うのは、作成する基板に必要なサイズと形状を把握することです。必要なサイズと形状は通常、設計と会社の必要性によって決まるので、このプロセスについてはここでは扱いません。ただし、最終的に基板外形を作成する方法に直接適用されますので、読者の皆様はそのようなさまざまなPCB設計技術に精通していることと思います。 Altium Designerの マニュアルで、プリント回路基板の作成に非常に役立つ情報をご覧ください。 次に、作業するための空のPCBを準備する必要があります。下図のように [File] ≫ [New] ≫ [PCB] を選択します。PCBの名前を求められますので、この記事の目的から「Test」という名前を指定しました。これで、プロジェクトで作成されたPCBを使って、基板外形の作業を開始する準備ができました。 単純な基板外形の作成 Altium Designerでは、新規のPCBオブジェクトを作成する場合、デフォルトの基板外形は6インチ 記事を読む
真のECAD/MCAD共同設計によりPCB設計の配置エラーを排除 真のECAD/MCAD共同設計によりPCB設計の配置エラーを排除 1 min Blog プリント基板設計に配置したコンポーネントが機械的な特徴と干渉するために、設計がやり直しになった経験はありますか? 1つでも干渉を見逃していた場合、最終的なシステムに回路基板を組み入れる段階で、大きな面倒を引き起こす可能性があります。私の実体験でも、部品の1つが最終的にデバイスの筺体に収納できなかったため、多大な労力を費やす結果となりました。そのレイアウトでは、大きな電解コンデンサに合わせて筺体に穴を開けるしか解決策はありませんでした。 今日のプリント基板設計では、基板のレイアウトを決定し、他の部分は別の担当者に任せるのではなく、真のECAD/MCAD共同設計を使用して、迅速かつ正確に作業を完了する必要があります。残念ながら、プリント基板CADの多くはこのタスクに適しておらず、設計者は依然としてレビューとプロトタイプの構築によりコンポーネントの配置を確かめる必要があり、このプロセスには多大な労力を必要とします。 幸い、いくつかのプリント基板CADでは部品の配置について機械的なチェックが可能で、しかもレイアウトの作成中に自分で行うことができます。私の使用している設計ツールに搭載されているこの機能により、多くの時間とコストを節約でき、面子も大いに守られました。そして、この機能はおそらく他の設計者の皆様にも同様に役立つことでしょう。もう少し詳しく説明しましょう。 従来型プリント基板CADでは部品の配置に苦労します 設計者である私たちは、コンポーネントの配置において多くのルールに従って作業を行ってきました。コンポーネントを信号の整合性や電源供給を考えてグループ分けし、基板上の様々なゾーンやリジョンに配置して、コンポーネントが最良に動作できるようにすることは、私たちにとって本能にも近い習性です。しかし、機械的な制約はまったく別種の問題で、従来の基板レイアウトツールで形状が3D表示されなければ、非常に面倒な作業となります。 基板レイアウトのシステムでは一般に、コンポーネントが2 ½ Dの形状として表示されます。つまり、コンポーネントの形状自体は2Dで、最大高のプロパティが付加されています。このため、コンポーネントのうち最大の高さなのはごく一部だけであったとしても、コンポーネント全体が同じ高さとして扱われます。 例として、直角D-Subコネクタを考えてみましょう。コネクタの基板側の端がもっとも高い部分ですが、直方体であるかのように、コンポーネント全体がその高さとして扱われます。設計を3Dで表示できないと、2Dでしか作業できず、最大高のプロパティに違反したときにDRC通知が行われるだけです。 従来の2D のPCB 配置表示では、クリアランスチェックを高さプロパティに頼っています 従来の配置のレビューとプロトタイプの構築は時間を要し高価です 私たちは何年にもわたり、2 ½ DのCAD環境での作業に満足していました（コンデンサがデバイスの屋根から飛び出したような場合は別ですが – しかし、嫌なことは思い出さないようにしましょう）。しかし今日では、IoT、航空宇宙、通信機器などにおいて、より小さなデバイスに収納できる、小型の基板が求められるようになり、従来よりも密集したコンポーネント配置を扱わなければならなくなりました。 2 記事を読む