筆者について

John Watson

Johnは、電子業界に約40年携わり、そのうち20年はPCB設計とエンジニアリングの分野で活躍してきました。設計者/技術者としてPCB業界の最先端を走り続け、最近ではトレーナーや指導者としても活躍しています。彼の専門は製造分野ですが、PCBサービスに関するいくつかの領域にも手を広げています。退役軍人として、陸軍の軍事情報の領域にも携わってきました。CID認定PCB設計者として、現在はAdvance CID認定の取得を目指しています。現在、Legrand IncのシニアPCBエンジニアとして、米国と中国のさまざまな部門でPCB設計者と技術者を率いています。

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デザインバリアントの操作

デザインバリアントの操作 1 min Blog はじめに多様性は人生のスパイスだとよく言われます。それはPCB設計においても同じことが言えます。驚くかもしれませんが、多くの企業が「利益」というものを追求してビジネスを行っています（皮肉な声で言っています）。利益が扉を開け、人々を雇用している理由であることは全く理解できます。彼らが利益を向上させる重要な方法の一つは、顧客に提供できる製品ラインの多様性を持つことです。しかし、複数の製品を開発を通じて導入することは、どの会社にとっても非常にコストがかかります。したがって、これらの製品ラインを設計バリアントとして開発するとき、莫大な節約を実現できます。一つのPCB設計において、組み立てのバリエーションを開発します。この方法により、企業は「より多くの利益を少ない投資で」得ることができます。製品開発にかかる費用を抑えつつ、利益を増やすことができます。しかし、設計バリアントを扱う際には、特に注意を払うべきいくつかの領域があり、このブログで（一部）取り上げることになります。設計バリアントとは何か？デザインバリアントの概念は、単一のPCBデザインを取り、組み立て側で、特定のコンポーネントを変更することを意味します。具体的には、インストールしない、または代替コンポーネントを選択して特定の組み立てに取り付け、最終的に異なるエンド製品を作成します。素晴らしい例を挙げましょう：異なるメモリサイズのDRAMを使用するPCBデザインがあります。その方法では、複数の製品ラインをサポートできます。考えるべきポイント PCBバリアントというものは存在しません。PCBは変更できません。代替バリアントコンポーネントを扱う際には、特定のコンポーネントが「ドロップイン」交換品である必要はないことを知っておくことが重要です。しかし、それは大きな警告を伴い、物理的にも電気的にも、すべてのコンポーネントシナリオに備えるための計画が少し必要です。物理的には、先ほどのDRAMの例で、市場は4Mb（256KX16）から64Gb（2G X 32）まで、合計112種類の異なるメモリサイズを、合計186種類の異なる物理的フットプリントを使用して提供しています。したがって、製品で市場のすべてのDRAMをカバーすることはおそらく不可能であることがわかります。ここで、重要な決定を迫られています。具体的に、製品のどのようなデザインバリエーションを提供するかです。市場性が高いと評価されたものの中から、おそらくいくつかの人気のあるものを選ぶでしょう。全てのバリエーションが単一のフットプリントを使用することが望ましいですが、そうでない場合もあります。そのため、それらのバリエーションに対応する必要があります。その対応方法の一つが、複数のフットプリントモデルを使用することです。私の個人的なベストは、同じ位置で最大4つの異なる物理的コンポーネントを収容できる複数フットプリントでした。特に高速設計において複数のフットプリントを使用する大きな欠点は、余分な未使用銅の影響と信号の整合性を維持することです。もう一つの問題は、代替コンポーネントを電気的に扱うことです。それはドロップイン交換可能なものではないかもしれません。この問題の完璧な解決策は、DIPスイッチやディスクリート（ゼロオーム抵抗）などの選択コンポーネントを使用して、代替バリアントコンポーネントを構成する方法です。パラメータ情報の取り扱いアセンブリバリアントを扱ったことがある人なら、それがAltiumのパラメトリック技術にどのように結びついているかを理解しています。PCBは、Fabドキュメントに渡される独自のパラメータ情報を持ち、バリアントはアセンブリドキュメントに必要なユニークな情報を持つ独自のレベルを持っています。数年前、私は合計12種類の異なるPCBAバリアントを持つPCBデザインを行いました。主な問題は、それぞれがユニークな部品番号、プリント回路基板アセンブリ（PCBA）名、そして単一のPCBからの異なるリビジョンレベルを持っていたことでした。各バリアントをどのように文書化するかは非常に重要です。特に、先に述べたような設定コンポーネントを使用する場合はなおさらです。結果として、各PCBAには異なる文書パッケージがあります。バリアントを作成する際には、そのバリアントのさまざまなパラメータを設定する能力もあります。少なくともバリアント名、バリアント番号、リビジョンを推奨します。テンプレートでこれらのバリアントパラメータ名を使用すると、ドキュメントテンプレートで特定のバリアントパラメータを使用します。このバリアントとパラメータの領域をさらに研究し、テンプレートでそれらをどのように使用できるかを学ぶことを強くお勧めします。Altiumの力とプロセスおよびドキュメントの標準化を始めて見ることができます。結論ここで提供できたものは、PCBデザインバリアントの完全な最終的な言葉や証言ではありませんでした。しかし、Altiumで「ディシプリン」のいくつかを実践し始めるとき、たとえばデザインやBOMバリアント、パラメータをテンプレートの理解と少し混ぜ合わせると、Altiumを別のレベルで使用し始めることに気付いていただけたことを願っています。それがまさに戦いの半分です—私たちが持っているツールを理解し、それらをより良く使用する方法を理解することです。多くのデザイナーがAltiumソフトウェアの潜在能力の10〜20％しか使用していないことを見てきました。それは、高性能スポーツカーのハンドルの後ろに座って、一度もファーストギアから車を出さないようなものです。私たちにとっては、ギアを変える時です。デザインバリアントの作成すべてのバリアントは、設計のスキーマティックで設定および管理されます。存在する各コンポーネントには、3つのオプションがあります。コンポーネントが取り付けられている、取り付けられていない、または代替コンポーネントに置き換えられるのいずれかです。すべてのバリアントコンポーネントが取り付けられている場合、これをベースバリアントと呼びます。

Concord Pro とコンポーネント作成

Concord Pro とコンポーネント作成 1 min Blog Altium Concord Pro^™ は単独製品およびブランド名としては廃止され、その機能は現在、Altiumのエンタープライズソリューションの一部として提供されています。詳細はこちら。はじめにまず最初に、何も言う前に、 Altium Concord Pro^™を使い続けるほど、それが好きになってきました。実際、私はそれを愛しています。Altiumは、彼らが提供するツールの品質で何度も私を驚かせてきました。いくつかの例を挙げると： Draftsman^®、ACTIVEBOM^®またはActiveRoute^®、そしてConcord Pro（私が最高の一つと分類するもの）です。これらなしでどうやって今まで生き延びてこれたのでしょうか。 Altiumとの関わりを通じて、そしてほぼ毎日そのツールを使用している私が知っているのは、彼らを動かしている哲学は、デザイナーが仕事をより簡単にするために必要なものを彼らの手に渡すことです。Concord Proはそれを実現します。最近、新型2020コルベットの広告を見ました。それはまさに獣です。6.2リッターV-8、500馬力、5,150rpmで470フットポンドのトルク。非常に驚いたのは、0から60MPH（約100Km）までわずか3秒で加速することです。そのように急発進するときに受ける首のむち打ちのために、追加の医療保険が必要かどうか疑問に思います。それは利用可能な8ギアのうち1-5ギアを使用して達成されますが、もしドライバーが1速からシフトアップする習慣がなかったらどうなるのかと思いました。それは、すべてのパワーが未使用のままになるという、絶対的な無駄でしょう。この獣の力を見逃すことがないのと同じように、ECADソフトウェアの力を見逃してはいけません！なぜ私たちはECADソフトウェアで同じことをするのでしょうか（私たちが使用しているものは何でも）？Altiumと、今ではConcord Proを使って、市場で最も強力なツールの一つを手に入れました。しかし、多くのPCBデザイナーは、初速から抜け出せないでいます。それは非難ではなく、むしろデザイナーであるあなたへの挑戦です。ギアを変える時です。Concord Proは私たちの2020年型コルベットです—3秒で0-60まで加速する準備はできていますか？ Concord

PCBデータ管理システムおよびプロセスの最大の問題点

PCBデータ管理システムおよびプロセスの最大の問題点 1 min Blog PCBデータ管理は、最終目的地のない旅のようなものです。この旅では、重大な問題が起こるかもしれません。しかも、たいていの場合、突然です。無視した場合、事態は悪化し、最終的にはPCBデータ管理システム、およびプロセスはすっかり台無しになる可能性があります。このブログでは、こうした問題をいくつか見ていきます。問題は突然現れる可能性があり、油断しているとたちまち困った事態に陥るので、この記事ではそれらの問題を「落とし穴」と呼ぶことにします。ですが、落とし穴をあらかじめわかっていれば、半分は勝ったようなものです。船頭多くして船山に登るほぼすべてのPCBデータ管理システムで起こり得る一般的な問題の1つは、管理者が多すぎることです。つまり、誰もがある特定作業を行うことを許可されているということです。企業は、多くの場合、便宜上または有効性の理由でそれを許可しますが、これはひどい間違いです。 PCB設計プロセスにおいて、ライブラリ管理者は最も重要な役割を果たしていると考えられます。すべてのPCB設計の基本はコンポーネントであり、コンポーネントの品質はひとえにライブラリ管理者の双肩にかかっています。先日、私自身もこれを経験しました。全員がライブラリにコンポーネントを作成できるという「決定が下された」ときです。このときは、40人前後のグループについての話でした。まもなく、誤った部品のせいで、ライブラリ全体のコントロールが失われ始めました。解決策は、ライブラリにアクセスするメンバーと実行できる操作を管理することです。数名のライブラリ管理者を選出したところ、コンポーネント作成が速やかに管理されるようになり、品質も大幅に向上しました。管理外のライブラリ私が会社に念押ししておきたいPCBデータ管理のもう1つの大きな問題は、管理外のライブラリのまん延と使用です。その名前が示すように、管理外のライブラリは、コントロールされたPCBデータ管理システムの外にあります。通常、レビューされていないコンポーネントが含まれており、完全に不適切なライブラリです。さまざまな理由から、設計者はそのようなライブラリを所有し、使用しています。しかしながら、PCB設計が失敗するリスクも負っています。私はこれまでにいくつもの問題を目にしてきました。製造組み立てにおいてのみですが、いずれも管理外のライブラリの不適切なコンポーネントが原因でした。私たちは、Altium DesignerのItem Managerを使用して各設計を定期的にチェックし、各コンポーネントのソースを確認します。管理されていないライブラリの使用が判明した場合は、ただちに対応して削除します。このような特定の問題の解決策は単純です。いかなる条件下でも、管理外のライブラリを許してはなりません。情報の品質保証企業にとっては、PCBデータ管理システムの意義は1つです。つまり、お金です。会計台帳のどちら側に記載されるかは大きな問題です。情報は利益にも損失にもなり得ます。すべては、データの品質次第です。PCB設計で使用された管理外ライブラリと管理外コンポーネントでは、どちらがより不適切なのかはわかりませんが、どちらも同じ結果を招きます。それは誤ったPCB設計とお金の無駄です。レビュープロセス必要なのは、コンポーネントおよび部品の全体をレビューするための詳細な計画です。回路図シンボル、フットプリント、3Dモデル、シミュレーションなどのモデルがコンポーネント全体を構成するため、これらのモデルに関連する問題は、複数の部品に影響を与えます。そのため、レビューの際は特にこれらのモデルに注意を払います。このモデルレビューのプロセスは、リリース前のコンポーネントの全体レビューの一環です。通常、レビューの際はこれらのコンポーネントを隔離するので、誤って紛れ込んで設計を台無しにすることはありません。

PCB設計データ管理システムの成功の定義

PCB設計データ管理システムの成功の定義 1 min Blog 私の好きなZig Ziglarの言葉の1つに、「成功とは、自分の持っているもので最善を尽くすことです。成功は行動そのものであり、成果ではありません。試みの中にあり、勝利の中にはありません。成功とは個人の基準で、自分の中にある最高地点に到達し、自分がなれるものすべてになることです」というものがあります。私はこの言葉、自分の持っているもので最善を尽くすことを目指しています。また、何かに成功するには現実的な予測と、何をもって成功とするかについて正確な理解が必要だということも付け加えておくべきでしょう。これらは、人によって異なるものです。このブログでは、PCBデータ管理における成功とは何かについて考えてみましょう。情報は、常に活発に変化しているため、ライブラリは生き物として呼吸を続けます。次に、データシステムのベースラインは何かを検討し、可能な限り最低限の危険性で運用できる方法を考えます。第2部では、すべてのPCBデータ管理システムに関係するS.M.A.R.T.のルールと、それらのルールを規定することで成功がどのように保証されるのかについて詳しく説明します。 PCBデータ管理の成功とは何ですか? PCB設計管理における「成功」は、いくつかの側面に分けられます。私が自社のPCBデータ管理システムを開始したとき、これは膨大な作業であることをすぐに理解しました。これで終わりという目標は存在しません。ライブラリとPCBデータ管理プロジェクトは典型的なプロジェクトではありません。典型的なプロジェクトは最初から明確な照準と目標が規定されており、その目標に達した時点で終了します。設計したものが正しく動作すれば、それで成功とみなされます。PCBデータ管理はそうではなく、条件付き成功レベルとでも呼ぶべきもので評価されます。この点については、後でさらに詳しく解説しましょう。静的な情報と動的な情報データシステムについて「条件付き成功」を考える主な理由は、データ自体の性質です。データシステム内のデータは2つの主なカテゴリに分類できます。1つは静的なデータ、すなわち、一切、変更されないデータです。静的なデータの例として、製造業者、部品番号、回路図のシンボル、3Dモデルなどが挙げられます。データのもう1つのカテゴリは動的なデータ、、すなわち、変更、または進化が発生する情報です。動的なデータの例として、供給ベンダー、価格、利用可能数量などがあり、場合によってはパラメーター情報も含まれます。動的な情報は変化するため、定期的にコンポーネントを更新する必要があります。これらの情報が存在するため、PCBデータ管理システムは生き物で、活動し続けていると言えるわけです。PCBデータ管理システムで動的な情報が最新の状態に維持されていなければ、データは不適切なものとなり、PCB設計者の役に立ちません。ライブラリの用語では、この状態を staleと呼びます。 PCBデータ管理システムの最初の範囲と目標は何ですか? コンポーネントが常に変化し続けるなら、データ管理システムの最初の基準線はどのようにすればいいでしょうか。データの一部が、いずれかの時点で変化することは事実です。しかし、最低限の基準を必ず満たせば、可能な最小限の危険性でPCBを設計できます。その最低限の基準とは、最小コンポーネント要件とレビュープロセスの2つです。最小コンポーネント要件新たに作成されたコンポーネントは、要件のチェックリストを満たす必要があります。例えば、標準的な回路図シンボルで特定のアイテムが必要なら、ピン接続、ピン番号、ピン名、回路図本体、デフォルト参照デジグネータ、部品名、説明を含めます。フットプリント (デカール) 側には、パッド、実装情報、シルクスクリーン、placement courtyard、3Dモデルを含める必要があります。その後で、特定の部品名/説明、部品のパラメータ情報、調達情報、回路図シンボルのモデル、フットプリント、および場合によってはシミュレーションモデルを含めて、完全なコンポーネントを構築します。

PCBデータ管理とは

PCBデータ管理とは？ 1 min Blog どんなPCBでも、優れた設計と製造にはデータ管理がつきものです。各PCBプロジェクトには、コンポーネントやフロントエンド回路図、物理レイアウト、製造ファイルに関する大量のデータが含まれています。お使いのPCB設計ソフトウェアには含まれていない他のドキュメントが必要となるかもしれません。不完全なデータや古いデータを使うと想定通りの設計ができなくなるため、設計者はこれらのデータをすべて追跡、管理する必要があります。 PCBデータ管理では、複数の領域にまたがる要件と設計情報を扱います。まず、最終製品がどのように動作するか、またその仕様と許容差、動作環境についての機能要件があります。さまざまな形式（データシートや、設計ツールライブラリにデジタル保存されたものなど）で各コンポーネントに関連付けられたデータもあります。さらに、PCB自体、その材料特性、物理的レイアウト、生産要件に関するデータもあります。設計は必ずしもゼロから始まるとは限りません。以前成功した設計の一部を再利用しなければならない場合もあります。設計者は、以下の重要事項を考慮しなくてはなりません。必要なデータはすべて揃っているか設計データは正確で最新のものか自分の知らないところで、誰かが変更を加えたかこの記事では、こうした事項を確認するために役立つ情報と、最新のツールがプロの設計会社やOEMのデータ管理プロセスをどのように変えているかについてご紹介します。 PCBデータ管理とは？ PCBデータ管理は、プリント回路基板の設計、製造、実装に使われるデータの取得、保存、検証、使用法、分配、維持など、幅広い範囲にわたる作業を指します。PCB設計プロジェクトにおいてデータが作成、取得されるのは、以下のような場合です。 SOWやプロジェクト要件、デバイス要件を作成するときフロントエンドエンジニアリングにおいて、予備設計が作成され、コンポーネントデータが収集されるとき機械設計および電気設計をCADソフトウェアで作成する、物理設計の作業中設計が製造に転送され、最終的な設計データが製造用に準備されるとき設計プロセスの一部における、設計に関する決定は、筐体の形の変更などといったその他の要素にも影響を及ぼします。それによって、 PCBコンポーネントが中に収まらなくなることもあります。操作環境を変更すると、異なる周囲温度やより高い振動レベルに対応できるような設計を行う必要が出てきます。論理回路セクションの設計は、異なる許容差を持つ電力供給に適したものでなければならなくなるかもしれません。想定される変更点は莫大な量となります。いかなる変更も突き止めるられるデータ管理プロセスは必須です。これらの問題は、PCBレベルであろうと機械設計であろうと、新製品に関する共同作業を行う場合に拡大します。たとえば、仕様が変更されたことや、物理的または電気的特性が異なる別のコンポーネントが設計に入れ込まれたことなどを、設計チームの全員がプロセス内で確実に把握する必要があります。すべてのデータで、変更や新しい情報が追跡され、それが設計チームの全員が見られる共有システムにコンパイルされると、すべてのプロジェクト関係者が表示およびアクセスできるようになります。この概念についてもう少し詳しくご説明します。データ自体の管理について取り上げる前に、どんな情報を取得すべきか、またこの情報をどこでどのように取得するのかについて見ていきたいと思います。 PCB業界にしばらくいた方なら、PCB設計の一般的なプロセスについてはほとんどご存じでしょう。ほとんどのPCB設計では始めに同じか非常によく似た情報を使い、ソースは多くの場合同じものです。栄養豊かな地面に植えられたどんぐりが大きな木に成長するようなものです。また、最初の情報こそプロジェクト全体の成功に大きくかかわってきます。PCB設計の最初に使う情報が正確でなければ、その設計も正確なものにならない可能性が高くなります。この段階で注力すべきは、情報の量よりも質であるということをしっかりと覚えておきましょう。データの作成と取得データは、PCB設計チーム、製品メーカー、外部請負業者、最終顧客を含むすべてのプロジェクト関係者によって作成、編集されます。このようなデータには以下が含まれますが、必ずしもこれだけに限定されるわけではありません。