筆者について

David Marrakchi

Davidは現在、Altiumのシニアテクニカルマーケティングエンジニアを務め、すべての Altium製品のテクニカルマーケティング資料の開発管理を担当しています。また、ブランディング、ポジショニング、メッセージングなどの製品戦略を定義するために、マーケティング、セールス、カスタマーサポートの各チームと緊密に連携しています。Davidは、EDA業界での15年以上の経験をチームにもたらし、コロラド州立大学でMBAを取得し、Devry Technical Instituteで電子工学の理学士号を取得しています。

最新の記事

TotM - 02_2024

なぜAltium Designerが直感的かつ知的にPCBを設計するのに役立つのか 1 min Blog PCB設計者

PCB設計者

PCB設計者

PCB設計者プリント基板（PCB）の複雑さが増すにつれて、最先端ツールへの需要はより重要になっています。Altium Designerは直感的なデザインとインテリジェントな機能性を融合させ、以下のような主要機能に焦点を当てた先導的なソリューションを提供します：統合されたデザイン環境とデータモデル；包括的な統合解析ツール； 3D成形インターコネクトデバイス（MID）デザインの機能。統合されたデザイン環境とデータモデル Altium Designerの統合されたデザイン環境とデータモデルは、従来の分断された方法から離れ、PCBデザイン技術において大きな前進を示しています。統合されたエレクトロニクスデザインアプローチを採用することで、概念化から生産に至るまでの全プロセスが合理化され、より効率的なPCBデザインとエレクトロニクス製造に向けて大きく転換し、エラーの余地が少なくなります。 PCBデザインの断片化を解消する従来、PCBデザインは各デザイン段階でさまざまなスタンドアロンソフトウェアツールを使用することを含み、重大な課題が生じる余地があります。各ツールが独自のデータモデルで動作する場合、スキーマティックデザインからPCBレイアウト、ルーティングに至るまで、頻繁にデータ転送が必要になります。断片化されたアプローチはデザインサイクルを延長し、エラーのリスクを高め、データ変換中に重要なデザインの詳細が失われる可能性を含む不整合やエラーが発生します。その結果、設計者は繰り返しの修正サイクル（例：エンジニアリング変更命令）に直面し、コストの増加、プロジェクトの遅延、市場投入時間の延長につながります。オールインワンデザインシステムの力 Altium Designerは、PCBデザインの全要素を包含する一体的なプラットフォームを提供することで、エレクトロニクスエンジニアリングの障壁に直面します。プロセスのすべての部分—つまり、初期のスキーマティック、レイアウト、ルーティング、3Dコンポーネントモデリング、およびマルチボードアセンブリ管理—は同じシステムの下で統一されています。これにより、異なるツール間でデータをインポートおよびエクスポートする必要がなくなり、すべての操作が単一の一貫したエコシステム内で行われます。統合により、プロジェクトの任意の段階で行われた変更は、エラーや不一致の可能性を最小限に抑えるために、すべての段階に即座に伝播されます。エラーのないデザインのための最適なアプローチ統合されたエンジニアリングアプローチは、初期の回路図からPCBレイアウト、ルーティング、ボード分析、マルチボード接続、MCAD統合、そして製造まで、一つのワークスペース内でシームレスに進行できることにより、生産性を向上させます。これにより、設計のタイムラインが加速され、異なるソフトウェアインターフェース間での切り替えの必要性がなくなります。統合されたデータモデルは、設計プロセス全体を通じて一貫性と正確性を確保するための鍵です。設計データを収容するための単一の情報源を確立することで、特に電子部品と機械部品の正確な統合を必要とする複雑な設計において、不一致のリスクを減らすことができます。統合アプローチは、部品の形状、適合性、および機能において完璧な整合性を保証し、信頼できる最新のデータで設計者に自信を与えます。統合解析機能 Altium Designerの統合解析機能は、設計ワークフローに直接高度な分析ツールを組み込むことで、PCB設計における進歩的なステップを示しています。この統合は、最適な性能、信頼性、および業界標準への遵守を達成することが不可欠な現代のPCBの複雑な課題に対処します。

制約に関する記事

現代の電子機器における制約ベースのPCB設計の重要な役割 1 min Blog PCB設計者

PCB設計者

PCB設計者

PCB設計者 PCB（プリント基板）設計の複雑な領域へようこそ。ここでは、単純な回路基板が始まり、電子工学の洗練された傑作へと進化します。現代電子機器のバックボーンとして、PCBはスマートフォンからラップトップまで、私たちの日常のデバイスに命を吹き込みます。信頼性が高く機能的なPCBを作成することは、単にコンポーネントを接続すること以上のものを要求します。最適な性能と製造可能性を達成するために、さまざまな側面を細かく理解することが求められます。この取り組みの中心には、制約ベースのPCB設計があります。これは、PCBの物理的および電気的特性を厳密に管理する戦略的な方法論です。このような制約は、製造上の落とし穴を防ぐだけでなく、電気的な優位性を保証し、単に基準を満たすだけでなく、新たな基準を設定する製品を実現します。この投稿では、PCBの制約と、成功した設計を保証する上で果たす重要な役割について探ります。制約ベースのPCB設計を理解する制約ベースの設計は、PCBがどのように構築されるべきかを指示するパラメーターを定義することを含みます。これらの制約には、電気的、物理的、製造上の考慮事項を含む複数の側面が含まれます。設計プロセスの早い段階で制約を考慮することは重要であり、プロジェクトの要件と最終目標に合致する成功した設計の基盤を築きます。制約ベースのPCB設計は、交響曲を指揮するマエストロに似ています。多くの要件をバランスさせながら全体の設計プロセスを形成し、調和のとれた結果を保証します。これらの制約はさまざまです：電気的制約：トレースの幅と間隔：適切な電流容量を確保し、ショートサーキットを避けるためにトレースの幅と間隔を定義します。ビアのサイズとタイプ：設計要件と製造能力に基づいてビアの寸法とタイプを指定します。インピーダンス制御：トレースが特定のインピーダンス値を持つように設計されていることを保証します。これは高速設計にとって重要です。クリアランス：ショートサーキットを避けるために、異なる電気エンティティ（トレース、パッド、ビアなど）間の最小距離を定義します。高速制約：高速回路の設計に関連するルールで、長さのマッチング、差動ペアルーティング、位相制御を含みます。物理的制約：基板寸法： PCBのサイズと形状を指定します。レイヤースタックアップ： PCB内の銅と絶縁層の数と配置を定義します。

マルチボード設計におけるPCBハーネス設計機能の重要な役割を明らかにする

マルチボード設計におけるPCBハーネス設計機能の重要な役割を明らかにする 1 min Blog PCB設計者

PCB設計者

システムエンジニア/アーキテクト

PCB設計者

システムエンジニア/アーキテクト

システムエンジニア/アーキテクト電子技術の絶えず進化する風景の中で、革新と効率への要求は技術の限界を押し広げ続けています。しかし、技術が進化し、製品がより複雑な機能を要求するようになると、昔ながらの単一ボード設計ではしばしば不十分になります。ここで、複数のPCBが互いに接続されて一つのユニットとして機能するマルチボード設計が登場します。この洗練された設計は強力ですが、シームレスで効率的な接続のためには、頑丈なハーネス設計が求められます。ここでは、PCBハーネス設計の能力の重要性と、それがマルチボード設計の成功に不可欠である理由について詳しく説明します。 PCBハーネス設計の本質電子デバイスが単一で孤立したエンティティであった時代は過ぎ去りました。今日では、デバイスは通信し、データを共有し、他のシステムとシームレスに統合することが期待されています。このパラダイムシフトは、複数のPCBが互いに接続され、電気的、機械的、機能的な接続を共有する一体的な電子システムを形成するマルチボード設計の台頭を促しました。消費者向け電子機器から産業用途に至るまで、マルチボード設計はモジュラリティ、スケーラビリティ、および改善された信頼性を含む数多くの利点を提供します。マルチボード設計の中心には、PCBハーネスがあります。これは、異なるボードが効果的に通信し、協力するために必要な複雑な相互接続の網です。PCBハーネス設計には、最適な信号整合性、最小限の電磁干渉（EMI）、および効率的な電力分配を確保するために、コネクタ、ケーブル、および信号トレースの思慮深い配置が含まれます。設計プロセスでは、信号速度、インピーダンスマッチング、熱管理、電磁両立性（EMC）などの要因を考慮する必要があります。なぜマルチボード設計なのか？現代の電子製品は小型化しつつも、より強力になっており、これはユニークな課題を提示します。すべての必要なコンポーネントを単一のPCB上に統合することは、スペースの制約、信号干渉、または熱問題のために実現可能ではないかもしれません。ここでマルチボード設計が登場します。複雑なシステムを複数の相互接続されたPCBに分割することで、エンジニアはいくつかの利点を実現できます：モジュラリティ：マルチボード設計により、各PCBを独立して設計、テスト、および改良できるモジュラー開発が可能になります。マルチボードシステム内の各PCBは、スタンドアロンユニットとして設計および開発することができます。これにより、エンジニアはそのボードの特定の機能と要件に焦点を当てることができ、システム全体の複雑さに制約されることなく作業できます。モジュラー設計では、1つのPCBに問題が発生した場合、システム全体を解析することなく、特定して修正することができます。このセグメンテーションは、デバッグとトラブルシューティングのプロセスを簡素化します。パフォーマンスの最適化：マルチボードシステムにより、特定のタスクや機能に特化したPCBを設計することができます。これにより、各ボードがその主要な役割、たとえば信号処理、電力管理などに最適化されます。各PCBが特定の役割に最適化されると、システム全体の効率とパフォーマンスが向上します。これにより、冗長性が最小限に抑えられ、各ボードが最高のパフォーマンスを発揮します。メンテナンスとアップグレードが容易：マルチボード設計では、単一のPCBが故障したり時代遅れになったりした場合、システムの残りの部分に変更を加えることなく（例：WiFiモジュールのアップグレード）、交換またはアップグレードすることができます。このモジュラーなアプローチにより、システム全体をオーバーホールしたり交換したりする必要がなくなり、時間とコストを節約できます。技術が進化するにつれて、システムの特定の部分が更新を必要とするかもしれません。マルチボード設計では、これらの更新がより管理しやすく、費用もかからずに、必要なPCBのみを変更または交換するだけで済みます。熱の放散：マルチボードシステムでは、大量の熱を発生するコンポーネントを別々のボードに戦略的に配置することができます。このセグメンテーションにより、熱の管理と分配がより効果的になります。熱を発生するコンポーネントを個々のPCBに分離することで、あるコンポーネントの熱が別のコンポーネントの性能に悪影響を与えるリスクが減少します。このレイアウトは、潜在的な過熱問題を減らすことで、システムの寿命と信頼性を向上させることができます。 PCBハーネス設計能力の重要な役割マルチボード設計を扱う際には、高度なPCBハーネス設計能力を活用することが不可欠です。その理由はこちらです：信号整合性：複雑さが増したマルチボードシステムでは、信号の歪みや喪失によって引き起こされるシステムの不具合や全面的な故障を防ぐために、信号の整合性の維持が重要です。高度なハーネス設計機能を備えたECADツールは、高度なインピーダンス制御機能も含んでおり、エンジニアにマルチボード全体でこの整合性を守るために必要なツールを提供します。これにより、トレースのルーティングを最適化し、潜在的な信号干渉を減少させることができます。これらのツールは、異なるトレースからの信号が衝突する可能性があるクロストークのような問題を軽減するのにも役立ち、トレースの空間的な分離と効果的なシールドの設計を容易にします。電力分配：マルチボードシステムでは、すべての相互接続されたPCBにわたって一貫して信頼性の高い電力の分配が、最適な機能性にとって非常に重要です。ハーネス設計機能を活用することで、エンジニアは正確な電力プレーンとルートを設計し、各PCBが必要な電圧/電流を得られるようにします。この戦略的なアプローチは、電力関連の課題、例えば電圧の低下やサージなどを抑制し、全体的なシステムの性能を守ります。機械統合：複数のPCBを一つのデバイスエンクロージャに収める多板設定では、物理的な干渉を避けるために慎重な計画が必要です。電気的な側面だけでなく、真の3Dモデリング機能を含むハーネス設計機能を備えたECADツールを使用することで、エンジニアはシステムの物理的な構成とレイアウトをプレビューし、可視化することができ、コンポーネント間の潜在的な衝突を見つけて対処し、適切なPCBのフィット、フォーム、および機能を確保するのに役立ちます。ボード間通信：複数のボードシステムが調和して動作するためには、効果的なPCB間通信が重要です。ハーネス設計ツールはこれに中心的な役割を果たし、高速インターフェース、コネクタ、およびボード間の迅速かつ信頼性の高いデータ転送のためのバスアーキテクチャの開発を支援します。さらに、正確な接続管理機能を含むECADツールを使用することで、設計者は全体的な製品設計が進むにつれて、複数ボードの接続性を簡単に定義、変更、チェック、および更新することができます。

制御が必要なルーティングインピーダンス

制御が必要なルーティングインピーダンス 1 min Blog 制御インピーダンスルーティングの設計アプローチは、高速PCB設計の重要な要素であり、PCBの意図した高速性能を確保するためには、効果的な方法とツールを採用する必要があります。したがって、PCB内のルートを慎重に設計しない限り、インピーダンスは制御されず、トレース全体を通じて点から点へとその値が変動します。そして、PCBのトレースが高周波数で単純な接続のように振る舞わないため、インピーダンスを制御することで、信号の完全性を保持し、電磁放射の可能性も減少させます。制御インピーダンスを決定するものは何か？ PCBのインピーダンスは、その抵抗、導電率、誘導性および容量性リアクタンスによって決定されます。しかし、これらの要因は、基板構造、導電性および誘電体材料の特性、導体の構造および寸法、および信号リターンプレーンからの分離、ならびに信号特性の機能です。基本的なレベルでは、トレースインピーダンス値はPCB構造から決定され、これらの要因によって生成されます：誘電体材料（コア/プレプレグ）の厚さ材料（コア/プレプレグ、はんだマスクまたは空気）の誘電率トレース幅と銅の重さ高周波を見ると、インピーダンスは銅の粗さ（スキン効果の増加を決定する）や損失正接（誘電体の損失）によっても決まります。設計で最も滑らかな銅を使用しても、銅張り積層板やプリプレグに粗い表面を確保するために、PCB製造では粗面化処理が使用されます。どんな場合でも、銅の粗さは常に存在します！典型的な構成まず、典型的な構成を見てみましょう。トレース構成にはいくつかの広いクラスがあります：シングルエンド：デジタル信号やRF信号を単独で運ぶ孤立したトレース差動トレース：等しく反対の極性で一緒に駆動される2つのトレース非共面：トレースが配線されている同じ層に追加の銅がないトレース構成共面：トレースと同じ層に接地された銅プールが含まれるトレース構成多層PCBを検討する際、設計者はトレースの制御インピーダンスが平面（リファレンス）によって遮蔽されているため、トレースの両側の平面間の誘電体の厚さのみを考慮すべきであることを覚えておく必要があります。ここに最も一般的な構成の例をいくつか示します： Er = 材料の誘電率 H

最も完璧なドキュメントパッケージをPCBの製造部門に送る方法

最も完璧なドキュメントパッケージをPCBの製造部門に送る方法 1 min Blog 開発ステージの完了は常に喜ばしいことです。ちょうど今、PCBプロジェクトの最後のハードルを乗り越えたところだと考えましょう。それは新しいコンポーネントの数量確保、環境テストの最終化、またはEMC（電磁両立性）技術者からの承認かもしれません。これで基板は「リリース済み」状態になり、全ての承認が署名され、あとは製造に渡すだけです。設計仕様を作業可能なファイルに変換し、翻訳して、PCB製造業者に渡す手順は単純明快であるべきですが、実際には、そうではありません。ドキュメントの一部が欠けていただけでも、設計者の仕様と、ドキュメントに記載されているものとを結びつけるラインは簡単に不明瞭となり、製造プロセスは簡単に停止してしまいます。「悪魔は細部に宿る」という諺は、PCBの製造や実装のドキュメントについて、まさに的確に当てはまります。複数の利害関係者が関与するプロジェクトの期間に起きたことを伝達する真実の単一の情報源として、より多くより詳細に記載するほど良い結果が得られます。設計後のプロセスを行うため使用できる全てのツールと、必要な製造ファイルの出力を使用することで、製造業者が当て推量を行い、見解の相違のため高い見積もりを要求することや、製造プロセスが遅延することや、さらに悪い結果として仕様を満たさないPCBを構築してしまうことを避ける必要があります。設計の意図をデジタルの世界から物理的な製品に変換するには、製造業者の観点から見て、完全なドキュメントパッケージはどのようなものかということを、的確に理解する必要があります。製造ファイルの基礎製造業者の観点から見ると、設計ファイルで参照されるドキュメントが1つでも欠けていれば、それは大きなエラーです。不完全な製造ドキュメントはほとんどの場合、問題の明確化と軽減に浪費される時間から、プロジェクトの遅延を招きます。そこで、ここに示すような出力ファイルの分類をまず覚えてください。製造ドキュメントのパッケージが完全なだけでなく、PCB業界で一般的に受け入れられているフォーマットでパッケージを製造業者に送る必要があることにも留意してください。 PCB設計について最も一般的に受け入れられているファイル形式は、ガーバー（標準のRS-274-Dまたは拡張のRS-274X）、ODB++、およびExcellonです。さいわい、ほとんどのCADシステムは、これらのフォーマットのいずれかで設計データを生成またはエクスポートできます。そして、実際に製造業者へデータを送る前に、どのような製造ファイルを、どのフォーマットで必要としているのかを、製造業者との間で正確に確認しておくべきです。しかし、例外はありますが、自社内のCADフォーマットで設計を製造業者に送ることは常に避けるべきです。この単一のファイルフォーマットは多くの場合、製造業者では読み取り不能で、基板の製造に使用できません。含めるべきものそれでは、最低限何を含めればいいでしょうか? これは製造業者によって異なりますが、製造業者が顧客と十分に情報を共有していることを確認するため、多くの場合に最低限必要とされるドキュメントは次のものです。次のデータを含むPCBデータガーバーデータドリルデータネットリストデータ次のデータを含むPCB製造指示長穴および穴サイズ基板の外形完成した銅箔の重量完成したPCBの厚さ

ECADデータライブラリの管理

ECADデータライブラリの管理 1 min Blog ECADデータライブラリの適切な管理が行えないため、設計プロセス全体が停滞していないでしょうか? 多くのエンジニアは、データのライフサイクルを管理するための確実なリソースを必要とするため、この問題に頻繁に直面します。多くの場合、新製品の特長や機能を決定する最も重要な要素は電子機器です。私たちは、単純な消費者向け電子機器から、高度なMRI装置までにわたる多くの形式で、電子機器を毎日使用しています。電化が進んだ今日の世界では、ECADデータのライフサイクルを効果的に管理できるかどうかが、ビジネスの成功と失敗とを左右する要因となります。製品が失敗する可能性は常に存在しますが、ECADデータライブラリを効率的に管理および監督できないことが失敗を招く可能性は排除するべきです。残念ながら、データ管理が適切でないために不整合が発生し、エラーの可能性が増大することは珍しくありません。これは製品のコストと品質に影響するだけでなく、チームの生産性、効率性、協調性にも悪影響をもたらします。 ECADデータライブラリの管理が重要な理由適切なシステムを使用しないと、ECADデータライブラリの管理は極めて困難になる可能性があります。非常に単純なプロセスでも、不注意により破滅的な結果をもたらす場合があります。適切なツールを使用していないと、ECADデータの管理でミスが発生しやすく、このような見過ごしにより予期しない多くの事態が発生する可能性があります。最悪のシナリオとして、リリースしたばかりの製品に致命的な(しかし回避可能な)エラーが発見されたため、すべての同じパラメータを使用して再作成が必要になることが考えられます。この場合、開発プロセスのすべての手順を見直し、すべてのドキュメントを更新し、訂正についての承認を受け、その他改定に伴い要求される変更を行う必要があります。このようなエンジニアリング作業は大きな苦痛となります。発生し得るあらゆる問題の可能性を考慮すると、ECADデータライブラリを管理するとき、次のような目標を想定した、単純で包括的な戦略を組み入れることが極めて重要です。データの整合性の保証新しい部品の要求と作成の簡素化部品のライフサイクルとリビジョンの管理重複した部品の排除承認済み部品の使用場所管理の合理化ベンダーへの承認済みリストの表示既存のツールとの統合ユーザー制御アクセスの実現 ECADライブラリのグローバルな共有 ECADデータライブラリ管理の基本理念 ECADデータ管理のプロセスを合理化するための組織化された、使いやすいシステムを実装することで、エラーの可能性を減らし、プロジェクトを予定の期間と予算で完了できるようになります。ECADデータライブラリの管理には他の要素もありますが、このツールに深く関係する、いくつかの大きな要因は次のものです。データの整合性ライフサイクルを通しての状態の管理部品の再利用