筆者について

Zachariah Peterson

Zachariah Petersonは、学界と産業界に広範な技術的経歴を持っています。PCB業界で働く前は、ポートランド州立大学で教鞭をとっていました。化学吸着ガスセンサーの研究で物理学修士号、ランダムレーザー理論と安定性に関する研究で応用物理学博士号を取得しました。科学研究の経歴は、ナノ粒子レーザー、電子および光電子半導体デバイス、環境システム、財務分析など多岐に渡っています。彼の研究成果は、いくつかの論文審査のある専門誌や会議議事録に掲載されています。また、さまざまな企業を対象に、PCB設計に関する技術系ブログ記事を何百も書いています。Zachariahは、PCB業界の他の企業と協力し、設計、および研究サービスを提供しています。IEEE Photonics Society、およびアメリカ物理学会の会員でもあります。

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Altium 365における電子部品管理

Altium 365における電子部品の管理 1 min Blog エレクトロニックコンポーネントの管理は、チームがAltium 365で部品データを迅速に共有し、注釈を付けることができる場合、はるかに簡単です。

PCB設計レビュー

Altium 365によるオンラインPCB設計レビュー 1 min Blog 電気技術者

電気技術者

PCB設計者

電気技術者

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PCB設計者

PCB設計者 PCBを好きなように設計することはできますが、PCB設計レビューと製造性チェックに合格しなければ、実際のボードにはなり得ません。PCB設計レビューは、DRCのチェックだけではなく、製造業者の能力とプロセスを満たす設計を行うことについてです。PCB設計レビューはまた、設計チームが製造ファイルと納品物を検査し、製造と組み立てのためにデータを送信する前にエラーがないか確認する機会を提供します。通常、製造業者は基本的なPCB設計レビューを行い、ボードが自社の能力に適合するかを確認しますが、設計チームは設計を生産に移す前にファイルを徹底的にレビューする時間を取るべきです。チームが生産前にエラーを特定して修正できれば、市場投入までの時間を短縮し、設計が大量生産に移る際の品質と収率を確保するのに役立ちます。多くの設計がより高度になっているにもかかわらず、設計レビューに利用できるツールはデスクトップ設計ソフトウェアに後れを取っています。Altium 365のようなクラウドコラボレーションプラットフォームを使用すると、製造業者、他の設計者、または顧客と設計データを安全なオンラインインターフェースで即座に共有できます。チームの任意のメンバーが製造リリース前に設計を閲覧でき、製造業者はPCBレイアウト内の特定の点を迅速に特定し、収率と品質を確保するために変更が必要かどうかを判断できます。PCB設計レビュープロセスをサポートするためにサードパーティのソフトウェアに投資する前に、Altium 365での効果的なコラボレーションがPCB設計レビューを迅速に進めるのにどのように役立つかを確認してください。 PCB設計レビュープロセスを迅速に、そしてPCB設計アプリケーション内ですべて完了できたらどうでしょうか？Altium 365のクラウドコラボレーションツールを使用すると、データをクラウドリポジトリに迅速に配置し、他の設計者や製造業者と共有できます。このプラットフォームはAltium Designer内で即座にアクセス可能であり、チームの誰もがクラウドからローカルマシンにデータを引き出して編集できるようになります。これにより、製造に向けてPCB設計レビューおよび適格性フェーズを迅速に進めることができます。 PCB設計レビューには何が含まれますか？デザインデータを製造業者に送信したら、彼らはあなたのレイアウト、組み立て、Gerberファイル、そしてBOMを確認して、ボードが大量生産できるかどうかを確認します。製造業者は、デザインにいくつかの変更が必要であることを指摘する必要があるかもしれませんし、自分たちで変更を行う必要があるかもしれません。これらの作業は、デザインデータがAltium Designer内で設計者と製造業者によって直接アクセス可能な場合、迅速に完了することができます。これらのタスクはAltium 365で可能になり、製造業者のバージョンのAltium Designerへの直接のパイプラインも提供します。PCBデザインレビュー中に確認すべきいくつかの重要なポイントがあります：キープイン/キープアウト領域パッドからトレース、パッドからパッド、そしてパッドからビアまでのクリアランスドリルビット/ビアのサイズと最小トレース幅シルクスクリーンのクリアランス接続されていないプレーン、パッド、ビアガーバーデータとレイアウトの不一致製造業者が設計データ内でこれらのいずれかを発見した場合、Altium

ECAD/MCAD PCBデータのシームレスな統合 1 min Blog Altium Designerの統合環境を設定すれば、ECADとMCADのツールの連携に付随する問題を解消できます。 Altium Designer 専門家を対象とする強力で使いやすい最新のPCB設計ツール。 ECADとMCADが分離された環境に対処することに、うんざりしていませんか？ECADとMCADのシステム間で正確な設計データをやりとりするために、フィルを使った経験はありませんか？変換、検証、関連データのやりとりに時間を費やしていませんか？Altium Designerは、こうした負担からユーザーを解放するために生まれました。統合データモデルを介して複数のPCB設計ツールが同期される強力な設計プラットフォームでは、3Dコンポーネント外形と電気的なコンポーネントデータをリンクして、両方の領域で機能する統合コンポーネントモデルを作成することができます。回路図から基板のレイアウト、設計の解析や検証まで、同じ内容を関係者全員が確認できるようにすることで、ECADからMCADへのプロセスのコントロールと管理が可能になります。機能性と統合性を基礎に構築されたECADソフトウェア 64ビットのマルチスレッドアーキテクチャを基盤とするAltium Designerには、どんなに複雑な設計にも対応する処理能力が備わっています。これを基礎にして構築される統合データモデルでは、回路図のデータとレイアウトのデータが一致しているかどうかを気に掛ける必要がありません。PCB設計データ全体に含まれるすべての要素が、統合データモデルで確実に連携するように設計されています。設計業界が変化、成長しても、設計ツールについて心配する必要はありません。Altiumの技術者は研究開発での30年に及ぶ経験を駆使し、市場で最新のPCB設計ツールを提供するために、Altium Designerを絶えず更新、強化しています。電気コンポーネントの最新情報や優れた統合インターフェースを備えるコンピュータベースの設計環境を通じて、製造に向けて必要となるツールを確実に活用できます。統合環境でツールが連携する1つの強力なプラットフォーム Altium Designerでは、統合設計環境で連携するツールの強力なプラットフォームが提供されているため、世界クラスの設計が実現します。 64ビットのマルチスレッドシステムを基盤として構築されているプラットフォームを活用することで、設計のパフォーマンスを最大化できます。 Altium Designerの強力な設計プラットフォームの活用方法についての詳細を見る。統合データ環境では、設計の全段階のすべての要素でデータの一貫性を維持できます。統合データモデルを活用する方法についての詳細を見る。

PCBのあらゆる要素をAltium Designerでシミュレート

PCBのあらゆる要素をAltium Designerでシミュレート 1 min Blog PCB設計者

PCB設計者

シミュレーションエンジニア

PCB設計者

シミュレーションエンジニア

シミュレーションエンジニア PCBの機能に、高速、高周波、デジアナ混在信号、低電流、RF通信のいずれかが含まれる場合、設計どおりのデバイス機能を実現するには設計の検証が不可欠です。それには、高度なシミュレーションツールとシームレスに統合された、回路図、レイアウト、コンポーネント管理のための優れたツールが必要になります。市場で最も優れたPCB設計ソフトウェアであるAltium Designerなら、複数のPCBシミュレーションツールを1つの環境で利用でき、回路基板の電源供給、シグナルインテグリティ、熱解析、デジアナ混在信号などを簡単にシミュレーションできるので、その他のツールを探す必要はありません。 Altium Designer 回路基板を構築する技術者向けのツールが豊富に含まれたPCB設計パッケージで、堅牢なPCBシミュレーションソフトウェアが組み込まれています。回路、および電子デバイス向けのシミュレータやシミュレーション手法は非常に数多く存在するので、これらのツール全てが1か所に集約されていると非常に便利です。シミュレーションによる設計の検証が必要な場合も、設計用とシミュレーション用のソフトウェアツール間で設計を移動するために時間を使う必要はありません。全てを1か所に統合したという宣伝文句の高価なPCB設計ソフトウェアパッケージではなく、市場で唯一の正式な統合PCB設計ソフトウェアパッケージをご検討ください。デバイス検証は基板レベルで直接行いますが、この重要なステップを完了するには、デバイス上の全ての回路に対応できるPCBシミュレータおよびテストツールが必要です。デバイスが複雑になるほどシミュレーションツールに求められる適応性が高くなりますが、使用中の設計プログラムを離れることなく、これらの重要なシミュレーションを実行して結果を解析することができます。Altium Designerは、手頃な価格でありながら、1つのインターフェース内で回路シミュレータツールをデザインに直接、関連付けられる、唯一の完全なPCB設計パッケージです。 Altium Designerで完全なパッケージを入手その他のPCB設計ソフトウェアプログラムにも統合されているものがありますが、これらは、PCB設計モジュールとPCBシミュレータモジュールの間で切り替えが必要です。これでは、完全な統合設計とは言えないばかりか、単純な回路シミュレーションの実行や最も基本的な設計ツールの使用にも、多数の不要な手順が必要です。Altium Designerだけが真に統合された設計環境として、設計からシミュレーションや高度な解析まで、全てを同一パッケージ内で提供します。設計、シミュレーション、コンポーネント管理の全ツールを1つのパッケージで提供統合された設計環境を使用すれば、回路設計またはレイアウトから別のシミュレーションプログラムへのエクスポートは必要ありません。重要なシミュレーションツールが、回路設計や回路基板レイアウトツールと直接、相互作用します。コンポーネントの機能、仕様、論理回路は全て広範なコンポーネントライブラリ内に定義されており、新しいコンポーネントが追加されると自動的にライブラリが更新されます。これらは全て、Altium Designer内で回路に対して適用できます。 PCBレイアウトに基づくシミュレーションには、高精度なCADツールが必要です。Altium Designerでは、重要な設計機能のカスタマイズが可能で、コンポーネントの配置もほかに例を見ない精度で実行できます。

PCBコアとプリプレグ材料：設計者が知っておくべきこと

プリプレグ材料とPCBコアの違い：設計者が知っておくべきこと 1 min Thought Leadership PCBの材料選択や製造プロセスについてもっと知りたいというデザイナーからの質問を時々受けます。私は製造業者ではありませんが、新しいプロジェクトに取り組む際に利用可能な材料について何かを理解することは、デザイナーにとって有益です。PCBのコアとプリプレグ材料の正確な違いについて質問を受けることがあります。これらの用語は、時には初心者のデザイナーを含めて、交換可能に使用されることがあります。私もこれに該当することを認めます。プリプレグとコアの違いが明確になったら、どのような材料を使用すべきか、重要な電気パラメータはメッキ、エッチング、硬化中にどのように変化するのか？GHz周波数で作業する必要があるデザイナーが増えるにつれて、これらの材料上でトレースを適切にサイジングし、複雑な信号整合性の問題を避けるために、これらの点は非常に重要になります。 PCBデザインにおけるコアとプリプレグの違いは何ですか？ PCBのコアと積層材は似ているようで、いくつかの点で大きく異なります。コアは実質的に1枚以上のプリプレグ積層材であり、これらは圧縮され、硬化され、熱で硬化された後、両面に銅箔でメッキされます。プリプレグ材料は樹脂で含浸されており、この樹脂は硬化されますが、未硬化の状態で残されます。ほとんどのメーカーは、プリプレグをコア材料を一緒に保持する接着剤として説明しています。プリプレグ積層材の各側に2つのコアが積み重ねられ、その積層体を熱にさらすと、樹脂が隣接する層に結合し始めます。硬化した樹脂は徐々にクロスリンキングを通じて硬化し、その結果としての材料特性はコア層のそれに近づき始めます。樹脂材料はガラス繊維を包み込み、このガラス繊維の製造プロセスは糸を製造するのに使用されるプロセスと非常に似ています。ガラス繊維は非常に密集している場合（例：7628プリプレグ）もあれば、緩い場合（例：1080プリプレグ）もあり、これは製造中に織機で制御されます。糸の隙間と全体的な均一性は電磁特性を決定し、これが信号がボード内で見る分散、損失、および任意のファイバーウィーブ効果の原因となります。 FR4 PCBコア/プリプレグ織物とその重要な材料特性。出典：Isola Group。 PCBコアとプリプレグ材料は、レジンの含有量、レジンの種類、ガラス織物によって、異なる誘電率を持つことがあります。これは、トラック上の信号によって見られる実効誘電率が周囲の材料の誘電率に依存するため、非常に正確なインピーダンスマッチングが必要なボードを設計する際に問題となることがあります。すべてのプリプレグとコア材料が互換性があるわけではなく、誘電率が大きく異なるコア/プリプレグのスタックは、相互接続における正確な誘電率と損失を予測することを難しくします（下記参照）。任意のPCBコアまたはプリプレグ材料において、高電圧での漏れ電流とクリープ電流は懸念されます。銅の電気移動とその後の導電性フィラメントの成長は、FR4材料のクリープ仕様の一因です。この問題、およびガラス転移温度と分解温度を上げる願望は、FR4コアとラミネートで非ジシアンジアミド（非DICY）レジンへの切り替えを促しました。フェノール樹脂は、DICYレジンと比較して、完全硬化後の高い分解温度とガラス転移温度を提供すると同時に、より高い絶縁抵抗を提供します。異なるコアとプリプレグ材料の実効誘電率コアとプリプレグ材料の明らかな構造的変化により、信号整合性の観点から誘電率と損失角の正確な値を得ることが重要です。信号の立ち上がり時間が短い場合、マーケティングデータシートから値を取ることができるかもしれません。しかし、膝周波数やアナログ信号がGHz範囲に達すると、データシートから引用された値に注意が必要になります。特に、インピーダンス制御ルーティングを使用して相互接続の挙動をモデリングする場合はそうです。データシートの値の問題は、実際に測定される誘電率はテスト方法、ルーティングの形状、特定の周波数（特にGHz範囲）、樹脂含有量、さらには材料の厚さに依存するためです。ジョン・クーンロッドは、最近のポッドキャストでこの問題について広範囲にわたって議論しています。異なるPCBコア/プリプレグ材料の織りパターンは、それらを非常に不均一で異方性のあるものにしており、重要な材料特性が空間内および異なる方向に沿って変化することを意味します。これが、スキューやファイバー空洞共振などのファイバーウィーブ効果が存在する理由です。あなたは思うかもしれませんが、なぜラミネートの厚さが材料特性を特徴づける際に重要なのでしょうか？その理由は、信号の挙動を特徴づける重要なパラメーターが有効誘電率（これは複素数の量です！）であり、これは使用するトレースの寸法と層の厚さに依存するからです。マイクロストリップおよび対称ストリップライン伝送線に関するこれらの記事をご覧ください。

高電圧設計におけるIPC-2221計算機の使用

高電圧設計のためのIPC-2221 PCBクリアランス計算機の使用 1 min Blog PCB設計者

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電気技術者

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電気技術者 PCB設計およびアセンブリの規格は、生産性を制限するものではありません。代わりに、複数の業界にわたって製品設計と性能の統一された期待値を作成するのに役立ちます。特定の設計用の計算機、監査や検査のプロセスなど、ツールはコンプライアンス向けに標準化されます。高電圧PCB設計において、PCB設計の重要な一般規格はIPC-2221です。多くの重要な設計的側面がこの設計規格にまとめられており、そのいくつかは単純な数式に要約されています。高電圧PCBの場合、IPC-2221計算機を使用すると、PCB上の導電要素間の適切な間隔要件をすばやく判断できます。これにより、次の高電圧基板が動作電圧で安全に保たれるようになります。設計ソフトウェアにこれらの仕様が自動化された設計ルールとして含まれている場合、生産性を維持し、基板を構築する際のレイアウトの間違いを避けることができます。 IPC-2221とは IPC-2221（2012年発効のレビジョンB）は、多くのPCBの設計的側面を定義する、一般的に受け入れられている業界規格です。例えば、材料 (基板やメッキを含む)、試験性、熱管理とサーマルリリーフ、アニュラリングなどに関する設計要件が挙げられます。一部の設計ガイドラインは、より具体的な設計規格に取って代わられています。例えば、IPC-6012とIPC-6018は、それぞれリジッドPCBと高周波PCBの設計仕様を提供します。これらの追加規格は、一般的なPCBのIPC-2221規格とほぼ一致するように意図されています。ただし、IPC-2221は通常、製品の信頼性や製造歩留まり/欠陥を評価するために使用される認定規格ではありません。リジッド基板の場合、IPC-6012またはIPC-A-600のいずれかが、製造されたリジッドPCBの認定に通常使用されます。 IPC-2221B 高電圧設計における導体スペーシング高電圧PCB設計の重要な設計要件は、IPC-2221B規格で指定されています。これらの1つは導体クリアランスであり、次の2つの点に対処することを目的としています。高電界強度でのコロナまたは絶縁体破壊の可能性樹枝状成長と呼ばれることもある導電性陽極フィラメント形成の可能性（下記参照）最初のポイントは、PCBの導体間に適切な最小クリアランスを設定することで最も簡単に制御できるため、最も重要です。2番目の影響は、適切な配線間隔、材料の選択、処理での一般的な清浄度によっても抑えることができます。これらの影響を防ぐために必要な間隔は、IPC-2221規格の2つの導体間の電圧の関数としてまとめられています。下の画像は、IPC-2221規格の表6-1を示しています。これらの値は、2つの導体間の電圧の関数として最小導体間隔を示しています。これらの値は、導体間のピークACまたはDC電圧のいずれかで指定されます。IPC-2221では、500Vまでの電圧に対して固定された最小導体間隔値のみを規定していることに注意してください。2本の導体間の電圧が500Vを超えると、下表に示す電圧ごとのクリアランスの値を用いて、最小導体間隔を計算することになります。500Vを超える各電圧は、表の一番下の行に示されている量だけ、必要な最小クリアランスに追加されます。高電流時の温度上昇すべての高電圧PCBが高電流で動作するわけではありませんが、高電流を使用するPCBは、導体の大きさが十分でない場合に高温上昇になる可能性があります。PCBの温度上昇は、導体のDC抵抗に関連するジュール熱によって発生します。したがって、高電流を流す導体の断面積は、電流も大きい場合は大きくする必要があります。