未配線のネットをどこにもつながらないトレースにしないでください
映画で、列車が線路を走っていて、橋を渡り始めるものの、先に進むと線路が途切れて橋がどこにも繋がっていないことに気づくシーンを見たことがありますか？それは怖い状況で、以前は列車技師と呼ばれていた機敏な列車の運転手だけが大惨事を防げます。同じくらいの大惨事ではありませんが、基板上に未配線のネットがあると、PCBの動作に大きな混乱を引き起こす可能性があります。
未配線のネットは、接続が必要な場所に開いた回路のことです。コンポーネントのパッドやパッドとビアの間に完成した経路がないと、回路が不規則に動作したり、差動ペア間でインピーダンスの不一致が生じたり、熱を保持してコンポーネントや基板が損傷する可能性がある部分で熱を保持してしまうことがあります。PCB製造業者が未配線のネットを認識できない場合があるため、これらの不完全または欠落している接続を設計中に特定して解決することが、使用できない基板の製造を防ぎ、不必要な追加コストを避けるために不可欠です。Altium Designerを使用すると、回路図上の電気的接続をチェックし、PCBレイアウト上のネット接続を確認し、必要な変更を簡単に行うことができる包括的な統合設計パッケージを手に入れることができます。設計に存在する可能性のある未配線のネットを特定して解決するためのこれらのツールを探ってみましょう。
未配線のネットを特定する方法
あなたの回路図が完全に接続されていることを確認する責任はあなたにあります。もし、あなたの設計に集積回路（IC）が含まれている場合、外部に接続されていないピンや使用されていないピンがある可能性が高いです。このため、回路図の接続を行う際には、コンポーネントのドキュメントに依存すべきです。役立つかもしれないヒントとして、コンポーネントの接続を示す図面やブロック図を作成し、回路図のガイドとして使用することが挙げられます。単純な回路の場合、この図面は回路図の未配線ネットを視覚的にチェックするためにも使用できます。しかし、ほとんどの回路の複雑さを考慮すると、回路図に対して電気的または電子的なルールチェック（ERC）を実行する必要があります。
回路図上の未配線ネットの特定
回路図の設計が完了し、PCBに変換する前に、ERCを実行する必要があります。一般的に、ERCは電気的接続を評価します。これには、パス、ラベリング、パラメータが含まれ、違反のリストを提供します。これらの違反は、ERCの設定時に選択したルールと報告レベルオプションに基づいています。ただし、一部のPCB設計ソフトウェアパッケージでは、ネットリストの作成やERCの実行が追加の設計ステップとして別になっていますが、Altium DesignerではERCはPCBレイアウトを生成する変換またはコンパイルの一部です。可能なチェックと違反の数は広範であり、ネットを特に扱うチェックがいくつか含まれています。成功したコンパイルを妨げる可能性のある可能なネット違反の中で、未配線ネットを特定するのに最も役立つものを以下に挙げます。
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上記のリストには、誤ってラベル付けされたネット、不正確または欠落しているパラメータを持つネット、およびERCで検出可能なその他のネット違反が含まれておらず、PCBレイアウトを生成する前にこれらも修正する必要があります。
PCBレイアウト上の未配線ネットの特定
回路図がERCを違反なしで正常に通過することを、設計がPCBレイアウトに進むための要件とすべきです。Altium Designerでは、この電気的接続の資格は、すべてのコンポーネントが完全に接続された状態でPCBレイアウトを開始することを保証する前提条件です。PCBレイアウトから、ピン間のすべての接続をグラフィカルでカラーコード化された表現で提供するラットネストを使用できます。これは、インタラクティブまたは自動配線（手動配線とは対照的に）機能と組み合わせて、コンポーネントを配置し、完全に接続されたPCBレイアウトを確保するために必要な変更を加える際に役立ちます。Altium Designerでは、これらのスキームは自動インタラクティブ配線リソース、PCB ActiveRouteに組み合わされ、複数のトレースを簡単に配線し、オブジェクトの周りを配線し、配線プロセスを加速します。
回路図で定義された通りにコンポーネントが完全に接続されていることを確認するだけでは、基板製造においてトレースが適切であるとは限りません。通常、クリアランスやスペーシングの問題が発生し、基板が多層である場合はビアを追加し、それらのトレースを引く必要があります。これらの配線上の懸念事項、および製造に影響を与えるその他の基板仕様に成功して対処するには、PCBレイアウトに対して設計ルールチェック（DRC）を実行する必要があります。DRCを使用すると、未接続のピンと未接続のルートに直接ルールを定義することができます。さらに、ビアと差動ペアのルーティング、クリアランス、トレース幅のルールを指定して優先順位を設定することができ、これらはすべてPCBネットの再ルーティングを必要とする場合があります。
未配線ネットの解決方法
製造可能なPCB設計において、未配線ネットの解決は、すべてのネット接続が完了しており、許容される電気的および機械的制限内にあることを確認するプロセスとして定義できます。これは、以下の手順に従うことで達成できます。
未配線ネットを解決する手順
ステップ 1: 回路図のネットに対するERCルールを定義します。
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これは、ERCの仕様を設定することによって、回路図上の不完全または欠落しているネットが違反としてフラグされるようにすることで行われます。これは、プロジェクトのドロップダウンメニューからプロジェクトオプションをクリックするか、回路図上のどこかを右クリックすることでアクセスできるプロジェクトのオプションウィンドウで行われます。このウィンドウから、エラーレポートタブをクリックし、ネットに関連する違反セクションまでスクロールダウンします。
ネット違反を報告する設定
ここで、報告される違反のタイプを設定できます。違反をフラグ付けしたり、報告するように設定しないと、見過ごされて修正されない可能性があります。
ステップ 2: 回路図の未配線ネットのERC違反を修正します。
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回路図のネットに影響を与えるERC違反を修正するには、次の一つまたは複数が含まれる場合があります：
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ネットからのコンポーネントの追加または削除
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ネットへのピンの接続またはピンの切断
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ネットラベルとパラメータの編集
ステップ 3: PCBのネットのためのDRCルールを定義します。
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PCBファイル、*.PcbDocから、ツールのドロップダウンメニューをクリックし、デザインルールチェックをクリックします。このツールを使用すると、未配線ネットのチェックを含むPCBレイアウトのすべてのルールを設定または定義できます。DRCは、回路設計を完了する際に、これらのアルゴリズム違反がリアルタイム（オンライン）または一度に（バッチ）表示されるように設定することもできます。
PCB設計ルールの設定
ステップ4：PCBレイアウトのDRC未配線ネット違反を修正します。
オンラインに設定されたDRCルールの場合、リアルタイムで未配線ネット違反を軽減するための修正を行うことができます。オンラインオプションを使用するかどうかにかかわらず、設計パッケージを組み立てて製造業者に送る前には、常にバッチDRCを実行する必要があります。未配線ネットやその他の違反が見つかった場合は、ルーティング、配置、スペーシングの変更を組み合わせてエラーを修正し、バッチDRCを再実行します。エラーを修正し、DRCを実行するサイクルを繰り返し、違反がなくなるまで続けます。
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追加ノート：
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Altium Designerは、回路設計に必要な場合がほとんどで十分なデフォルトルールを幅広く提供しています。しかし、必要に応じて新しいルールを作成するための簡単なステップバイステップガイドをDesign Rule Wizardが提供しています。
新しい設計ルールを簡単に作成する
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回路図から、*SchDoc、Altium Designerは様々な形式のネットリストをインポートおよびエクスポートすることができ、設計プラットフォーム間での使用を容易にします。これらは、回路図ファイルがアクティブな状態で、デザインドロップダウンメニューのNetlistをクリックすることでアクセスできます。
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PCBファイルからは、ネットの編集、クリーニング、設定のための多くのオプションがあります。これらは、PCBファイルがアクティブな状態で、デザインドロップダウンメニューのNetlistをクリックすることでアクセスできます。
複雑または密集しているボードを設計する際、コンポーネント間の接続を見落とすことは容易です。しかし、それは実質的にどこにも行かない橋を建設することに似ています。設計中に未配線のネットを見つけて修正できないと、回路が不規則に動作するだけでなく、コンポーネントやボードの損傷を引き起こす可能性があります。いずれの場合も、回路設計を修正し、再製造するために追加の時間が必要になり、それは不必要な開発コストを意味します。
幸いなことに、PCBソフトウェア業界で最も先進的で包括的な開発パッケージであるAltium Designerは、設計を検証し、不必要なコストを避けるための多くのツールを提供しています。これには、設計に未配線の接続が含まれていないことを確認することも含まれます。回路図とPCB設計のチェック、自動配線などのツールを利用することで、未配線のネットを簡単に特定し、解決することができます。無料トライアルをこちらから入手して、Altium Designerのこれらの機能やその他の機能を探求できます。
未配線のネットを特定し、解決する方法についての詳細は、AltiumのPCB設計の専門家に相談してください。
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