EMIシールディング技術：PCB設計ソフトウェアで使用できる方法

電磁干渉（EMI）は、世界中の政府が電子デバイスが発生または受信することが許されるEMIの量に制限を設けるほどの問題です。電子デバイスは、意図しない放射を防ぎ、非常に高い周波数値まで導電性ノイズを抑制するように設計される必要があります。これは、PCBレイアウトのすべての回路にフィルタリングを追加する単純な問題ではなく、システム全体とその構造を考慮することについてです。

現代のEMIシールド技術はPCB設計において2つの領域に分かれます：ボードレベルの電磁シールドとエンクロージャーレベルの電磁シールド。EMCテストに合格するために役立つボードレイアウトの実践がいくつかあり、システムで過剰なEMIが検出されるのを防ぐためにエンクロージャーに加えることができる簡単な変更がいくつかあります。適切なPCB設計ソフトウェアを使用することで、設計者は両方のセットのソリューションを実装し、製造業者が設計を正しく構築するための十分な文書を持つことを確実にすることができます。

ALTIUM DESIGNER^®

現代のEMIシールド技術を実装するための高度なレイアウトツールを備えたPCB設計ソフトウェア。

今日の現代のデバイスは、市場に出るためには電磁両立性（EMC）テストを受けなければなりません。これらのテストの背後にある考え方はシンプルです：電子デバイスから放出される電磁放射とその結果として生じる電磁干渉を測定します。もしボードがこれらのテストに合格しない場合、それは再設計のためにデザイナーのもとに戻され、新しいプロジェクトを完成させるためのより多くの費用と時間がかかります。しかし、PCB設計ソフトウェアで実装できるいくつかの基本的な設計戦略を用いることで、これらのテストに成功するための助けとなります。

EMIシールドは、ボードレベルの解決策が失敗した場合にエンクロージャ内にも実装できます。これらの解決策を実装するためにボードとエンクロージャを再作業する必要があったことがあるなら、効率的であり、ボードに変更を迅速に実装することがいかに重要かを知っているでしょう。Altium Designerの完全なPCBレイアウト機能セットとMCADコラボレーションスイートは、EMIシールディング技術の両方のセットを実装するために使用できる理想的なツールです。

レイアウトでのPCB EMIシールディング技術の実装

EMIシールディング技術を適用するためのいくつかのシンプルだが効果的な方法があります。コンポーネントおよび材料会社の中には、さまざまな周波数を対象とした特殊な電磁シールディング材料を供給するところがあります。フィルターや最良のレイアウト実践のような初期の方法が失敗した場合、PCBレイアウトで以下の機能を使用することができます：

• 金属製の回路基板シールド缶は、過剰な電磁放射を抑制するために、騒がしい回路の周囲にカスタム製作して取り付けることができます。
• エラストマー電磁シールド材料は、PCBレイアウト内の特定のコンポーネントやコネクタを対象として電磁放射を抑制するために使用できます。
• 高電気伝導性メッシュ材料は、フレックスボードやリジッドフレックスボード特に、硬質のシールド缶に代わる柔軟な選択肢として使用できます。
• 分離された/スターグラウンドを均一なグラウンドプレーンに置き換えることで、複数の接地点を提供し、導電性の回路基板シールド材料を容易に接地できるようにするのに役立ちます。
• フェライトビーズ、ロッド、プレートは、従来のフィルタ回路が失敗した場合に、ターゲットとなるEMIフィルタとして使用できます。

これらは、さまざまなベンダーからアクセスしてPCB設計ソフトウェアに組み込むことができる、いくつかのシンプルな方法とコンポーネントです。ただし、設計がEMCテストに合格できるように、PCBレイアウトにおいていくつかのベストプラクティスを実施することを確認してください。

最高のPCBレイアウトツールは、EMIシールドを追加するのに役立ちます

PCBのレイアウトがどのように配置されているかによって、設計内の銅の配置のおかげでEMIシールドを提供することもできます。設計のルーティング方法とPCBのスタックアップの構築方法は、電子デバイスがEMCテストに合格できるかどうかに影響を与えます。Altium Designerのような最高のPCBレイアウトユーティリティを使用すれば、最適なルーティングとレイアウトの実践を簡単に実装して、EMIを防止し、設計に追加のEMIシールド材料を適用するのに役立ちます。

• PCBレイアウト内の参照されていない銅の特徴をすべて接地し、空のスペースをグラウンドプレーンで埋めます。制御されたインピーダンスのトレースと任意のグラウンド注ぎ込みの間に適切な間隔を使用してください。
  トレースとグラウンド注ぎ込みの間の正しいクリアランスの設定についてもっと学びましょう。
• あなたのグラウンドプレーンはシールドの形態として機能し、PCBレイアウトの内外からのEMIに対してある程度の保護を提供します。
  PCBレイアウトでのグラウンド注ぎ込みによるPCBシールドについてもっと学びましょう。
• 一部のコンフォーマルスプレーコーティング材料は、電源バスノイズによって生成される電磁放射を抑制するために使用できます。
  EMIシールドとしてコンフォーマルスプレーコーティング材料を使用する方法についてもっと学びましょう。

エンクロージャーレベルのEMIシールド技術

基板レベルのEMIシールド対策が効果的でない場合、例えば高周波範囲に対応できないか、EMIが強すぎる場合（高電流スイッチングレギュレーターで見られるような場合）などです。この場合、エンクロージャーレベルのEMIシールド技術を使用できます。これには次のような方法があります：

• 金属製の缶やメッシュ素材を使用して、エンクロージャーの隙間を塞ぐ
• ハーネスやパイプ継手の接合面に柔軟なエラストマー材料を適用する
• プラスチック製エンクロージャー内に接地されたメッシュや金属シートを適用して、軽量の電磁シールドケージを作成する
• 円形の接合面に高導電性ガスケットEMIシールド材料を使用する

これらの解決策はシンプルですが、EMIが問題である場合、エンクロージャーから電磁放射を逃がさないようにするのに効果的です。これらの解決策は、高周波までの広帯域に対応しており、基板レイアウトの変更を一般的に必要とせず、エンクロージャーへの小さな変更で済むため、コスト効果が高い傾向があります。これらの回路基板のシールド、エンクロージャー、および基板レベルの要件は、成功した製造を確実にするために、標準文書を用いて製造および組立チームに伝える必要があります。

電源設計用の完全なPCBレイアウト機能セット

量産中には、製造業者と組み立て業者が、これらの材料をどのように使用するか、どこに適用する必要があるかを知る必要があります。設計者が機械的干渉を生じさせることなくこれらの解決策を実装できるようにするためには、機械設計チームがMCADソフトウェアでPCBにアクセスし、EMIシールド材料をエンクロージャに追加した状態でバックチェックを完了できる必要があります。さらに、組み立てにはこれらの要件を認識し、標準図面で明確に伝える必要があります。

Altium Designerは、最高のPCBレイアウトツールを提供するだけではありません。設計者は、人気のあるMCADアプリケーションにボードをインポートし、電磁放射と干渉を抑制するシールド対策を含むエンクロージャを設計できます。エンクロージャの要件が定義されたら、Altium DesignerのDraftsmanユーティリティを使用して、これらを標準の組み立て文書や図面に簡単に記述できます。製品開発と製造のための完全なツールセットを手に入れることができます。

• エンクロージャレベルのEMIシールディング技術を実装するには、重要なECADおよびMCAD機能を単一のプログラムに統合する設計ソフトウェアが必要です。
  Altium DesignerでのECAD/MCADコラボレーションと3D PCB設計についてもっと学びましょう。
• MCADアプリケーションに加えて、Altium Designerのユーザーは、EMI削減戦略を評価し、PCBレイアウト内のEMIホットスポットを特定するために、Ansysフィールドソルバーアプリケーションにボードをインポートできます。
  Ansys SIwaveとAltium DesignerでEMIを特定する方法についてもっと学びましょう。
• 新しい電源設計を製造する準備ができたら、Altium Designer内の統合された製造機能セットを使用してドキュメント作成を開始できます。
  PCB製造図面の作成にDraftsmanを使用する方法についてもっと学びましょう。

PCB EMIシールディング設計のための完全なツールセット

Altium Designerは、多くの他の設計アプリケーションと統合する業界最高のPCBレイアウトプログラムです。SolidWorks、PCT Creo、Autodesk Inventor、Fusion 360との統合により、PCBデザイナーと機械チームは、ボードレベルとエンクロージャーレベルでEMIシールディング技術を実装するために協力できます。設計データから必要な出力を迅速に生成するために必要なすべてがAltium Designerに含まれており、製品開発チームにPCB設計と製造のための完全なソリューションを提供します。

Altiumのルール駆動型PCB設計ソフトウェアで生産性を維持しましょう。

Altium Designerの回路設計、レイアウト、およびドキュメント機能は、ルール駆動型の設計エンジンのおかげで一緒に動作するように構築されました。Altium Designerほど生産性が高く、使いやすい設計プラットフォームは他にありません。Altium Designerを使用すると、PCBレイアウトを作成する際に設計ミスを検出するのに役立つ設計ツールが提供され、高度な電子設計で生産的でいられるように支援します。

• プリント基板の設計文書化に最適な設計機能を使用する必要がある場合は、PCB設計および製造の業界リーダーであるAltium Designerをご覧ください。
  Altium Designerの完全な回路基板ツールセットについてもっと学びましょう。
• 設計データを製造に移行する準備ができたら、Altium 365プラットフォームを使用できます。すべてのAltium Designerは、Altium 365を使用して、管理されたクラウドプラットフォームを介して製造業者と協力できます。
  Altium 365でPCB製造データを共有する方法についてもっと学びましょう。
• MCADユーザーは、Altium 365プラットフォームを介して、MCAD CoDesigner拡張機能を使用してAltium DesignerのPCBレイアウトと3Dモデルにアクセスできます。
  Altium DesignerのMCAD CoDesigner拡張機能についてもっと学びましょう。

EMI削減と電磁シールドは複雑なトピックですが、市場に出す製品においてPCBレイアウトでの電磁放射と干渉を減らすことは重要です。他の業界標準の設計アプリケーションと統合する最高のPCBレイアウトソフトウェアを使用すると、ここで説明されているEMIシールド技術を実装し、設計を完全にコントロールすることができます。Altium DesignerをEMI抑制戦略の基盤として、PCB設計ツールの完全なセットを使いましょう。

Altium Designer on Altium 365は、これまでソフトウェア開発の世界に限定されていた電子業界に前例のないレベルの統合を提供し、デザイナーが自宅で作業し、前例のない効率レベルに達することを可能にします。

Altium Designer on Altium 365で可能なことの表面をかすめただけです。より詳細な機能説明を確認するには、製品ページをチェックするか、EMIシールドについてもっと学ぶためのオンデマンドウェビナーのいずれかをご覧ください。