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PLMを活用してPCBの効率化、協力、革新を実現 PLMを活用して、PCBの効率化、協業、革新を実現 1 min Blog 年が経つにつれて、電子業界はますます飽和状態になっています。新しい会社が現れ、新製品が登場し、そのすべての背後には、電気回路を添付コンポーネント間で流れさせ、デバイスを生き生きとさせる、控えめながらも強力なプリント基板があります。市場投入までの時間と製品の複雑さは、この急成長しているセクターでは非常に重要であり、PCBエンジニアは需要を満たし、成功を収めるために、設計と製造プロセスを合理化する圧力にさらされています。 それは厳しいことです。しかし、そこで製品ライフサイクル管理（PLM）が解決策として登場します。 PLMは、製品のライフサイクル全体を通じて、以前は別々だった人々、データ、およびプロセス間の相互接続に重点を置いた戦略的なビジネスアプローチを表します。その実装は 克服可能な課題を伴いますが、特に効率、協力、そして継続的なイノベーションへの推進を促進することで、組織が多くの点で改善するのに役立ちます。 従来のPCB設計と製造の課題 PLMはPCB設計と製造に固有の課題に対処できるでしょうか？ データサイロとバージョン管理の問題：設計データは様々なソフトウェアプログラムやファイル形式に分散して保存されることが多く、一元的な情報源を維持することが難しくなります。バージョン管理が悪夢となり、混乱、エラー、不一致を解決するための時間の無駄遣いにつながることがあります。 コミュニケーションのボトルネック： 設計チーム、エンジニア、製造業者間のコミュニケーションは、電子メール、電話、手動でのデータ転送に頼ることが多いです。この断片的なアプローチは、遅延、誤解、期限の逃失につながり、結果的に利益に悪影響を及ぼすことがあります。 コンポーネントの陳腐化とリスク管理：電子コンポーネントは有限の寿命を持っています。陳腐化を追跡する従来の方法は、煩雑で反応的であり、コストのかかる生産遅延や再設計の努力につながる可能性があります。 製造可能性設計（DFM）の統合が限られている： 伝統的に、 DFMの考慮事項はしばしば後回しにされ、コストのかかる設計の見直しや生産遅延につながりました。 これらの課題は、新しい、改善された電子機器の開発が最も重要であるトップレベルで競争しようとする企業を妨げる可能性があります。PLMがこれらの問題にどのように取り組み、より協力的で革新的なPCB設計および製造プロセスへの道を開くかについて、続きを読んでください。 課題の克服：PLMがPCB設計と製造をいかに効率化するか PLMは、以前は孤立していた PCB設計と製造の側面をつなぐ強力な橋渡し役です。ここでは、先に概説した課題にどのように取り組むかを説明します： 集中データ管理：PLMシステムは、すべてのPCB設計データ（回路図、レイアウト、部品表（BOM）、その他の運用に必要な情報）を一元管理する単一の情報源を確立します。これらは中央リポジトリに保存され、承認された全ユーザーが組織全体でアクセスできます。バージョン管理が自動化され、不一致を解決するために費やされる時間が無駄になることがなくなります。 強化されたコラボレーション：PLMが設計チーム、エンジニア、製造業者間のコミュニケーションと協力を促進する方法は多岐にわたります。しかし、実際のところ、リアルタイムのデータアクセスと統合されたコミュニケーションツールが、チームが効果的かつ効率的に協力して作業するのを助けます。例えば、設計エンジニアは製造パートナーからの即時のフィードバックを受け取ることができ、製造可能性の問題について知らせてもらえるため、より速い設計の反復と製品品質の向上が可能になります。 積極的な陳腐化管理：PLMシステムは、コンポーネントデータベースと統合して、製品の寿命終了（EOL）や部品の陳腐化リスクに関するリアルタイムのアラートを提供することができます。これにより、設計者は高価な生産遅延や再設計の努力なしに、問題が発生した際に代替コンポーネントを積極的に調達することができます。 記事を読む
現代のPCBデザイナーのためのPLMのメリットを解明 現代のPCBデザイナーのためのPLMのメリットを明らかにする 1 min Blog プリント基板設計の分野はダイナミックです。より小さく、より複雑でありながらもより強力な電子機器の要求に応えるために、常にレベルアップしています。伝統的な設計ソフトウェアがこのプロセスの基盤であり続ける一方で、設計を最適化する新しい方法が登場しました：製品ライフサイクル管理（PLM）。PLMをビジネスのワークフローに統合することで、PCB設計者は、より大きな効率、協力、そして進化的なイノベーションに向かって進むための中心化へのアクセスを得ました。 ここでその方法を見てみましょう。 協力とコミュニケーションの効率化 PLMは、すべてのPCB設計データのための中央集権的なリポジトリとして機能します。これは、設計者やエンジニアから製造業者や品質保証までのすべての関係者が 最新の改訂にアクセスできることを意味し、バージョン管理の頭痛の種を排除し、以前は孤立していた部門やチーム間のコミュニケーションを効率化します。PLMシステム内に見られるバージョン管理機能は変更を追跡するために動作し、その行動において細かい注意を払い、必要な場合にはデザイナーがロールバックを支援します。それは協力と反復にわたる変更を促進する単一の真実の源です。 効率とエラーの最小化 既存のPCB設計ソフトウェアと簡単に統合できるため、PLMに投資する企業は、PLMプラットフォーム自体内で馴染みのあるツールを活用できることがわかります。これにより、エラーが発生しやすい手動でのデータ転送の必要性がなくなり、リスクを軽減し、他の、おそらくより緊急性の高いタスクに貴重な時間とリソースを割り当てることができます。システムは、 部品表（BOM）や製造文書の生成などの退屈なタスクも自動化できるため、デザイナーは管理業務ではなく、コアとなる創造的な取り組みに集中できるようになります。これは、負担が大きく時間がかかることが多い作業です。 市場投入までの時間の短縮 協力とタスクの自動化を効率化することで、PLMは設計サイクルの時間圧縮装置として機能します。これは、製品の迅速な発売を意味し、成長している飽和産業で企業に重要な競争優位をもたらします。しかし、利点は速さだけにとどまりません。ある意味で、PLMは「急がば回れ」の典型的な例です。システムは、デザインフェーズの早い段階で潜在的な製造の障害—コンプライアンスや機能の問題から部品の不足に至るまで—を特定することで、下流での潜在的なコストのかかる遅延を防ぐのに役立ちます。これは、最終的には、結果として時間にとっても、財務状況にとっても有益です。 設計の再利用性と知識共有 PLMがプロセス全体のための唯一の情報源として機能することを考えると、過去の設計データを保存および取得することに長けている点に注目する価値があります。これにより、設計者は成功したコンポーネントやレイアウトを新しいプロジェクトに再利用できるため、大幅な時間の節約になります。これは、証明された設計のライブラリをボタン一つで利用できるようなものであり、新しい製品に組み込む準備ができています。また、最適な実践方法や革新的な概念がチームの全メンバーに容易にアクセスできるデジタルスペースを提供することで、知識の共有を促進する設計ライブラリを作成することもできます。これは特に、ジュニアデザイナーにとって有益であり、彼らは先輩同僚の過去の失敗と成功から学び、研修プロセスを加速させ、新人の見込みを早期に向上させることができます。 サプライチェーンの可視性とコンポーネントライフサイクル管理 サプライチェーンは、あらゆる主要なオペレーションの生命線です。特に製造業ではそうです。過去数年間、部品や在庫の不足が世界中のほとんどの産業に影響を与えることで、これが明確に強調されました。サプライチェーンの不安定さは、地政学的な緊張や自然災害を考慮すると予測不可能ですが、PLMは少なくともそのユーザーにリアルタイムで部品の可用性に関する洞察を提供し、設計プロセス中に情報に基づいた選択を行うことを設計者に助けます。この先見の明のあるアプローチは、サプライチェーンの混乱に遭遇し、開発の後期に代替部品を急いで探すリスクを減らします。それだけでなく、PLMは部品のライフサイクルを追跡し、設計者に警告し、部品が陳腐化に近づいているときに代替品を提案します。これは、突然の故障なしに製造可能性を維持するのに役立つ洞察のレベルです。 高度な変更管理と製造のための設計(DFM) PLMが可能にするリビジョン管理を超えて、PLMは包括的な変更管理ワークフローの作成を容易にし、すべての関係者が設計の承認プロセスに通知され、関与することを確実にします。これにより、設計の変更中にエラーを導入するリスクが減少し、透明で効率的なレビュープロセスが保証され、部門間の誤解の可能性が軽減されます。企業はまた、PLMシステムを自社の DFMツールは、設計フェーズの早い段階で潜在的な製造問題を特定し、対処するのに役立ちます。この開発により、設計者は機能的で製造可能なハードウェアを、生産コストを削減し、設計から製造への移行を妨げられることなく生産できるようになります。 設計品質とコスト削減 市場のトップを目指す企業は、品質を向上させつつコストを削減するように、常にステークホルダーからの圧力を受けています。時には、それが達成不可能な偉業のように思えることもあります。しかし、PLMはそれを助けます。製造可能性分析を早期に可能にすることで、システムは、より簡単かつ安価に生産できるPCBの概念設計をデザイナーに助けます。簡単であることは、製造上の懸念が少ないことを意味し、これは顕著なコスト削減につながります。重要なことに、過去の数十年に比べて製品がより平凡と見なされる時代において、PLMは信頼性設計（ DFR）の実践も提供します。これにより、デザイナーは寿命が長く、潜在的な故障ポイントが少ないPCBを作成できます。実践に移すと、これは顧客満足度を保証する上で長い道のりを行くことになり、それはどれほど確立されたビジネスであっても、成功か失敗かを分ける最も重要な要因の一つです。 記事を読む
マルチボードPCBのシグナルインテグリティ マルチボードPCBシグナルインテグリティ：完全ガイド 1 min Blog PCB設計者 電気技術者 システムエンジニア/アーキテクト PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 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 マルチボードPCBアセンブリは、信号整合性のルールを守り、低EMIを確保しなければなりません。これら二つの側面は密接に関連しており、この包括的なガイドで説明されています。 記事を読む
Pi.MX8_Chapter_V Pi.MX8 プロジェクト - ボードレイアウト パート3 1 min Altium Designer Projects PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 Pi.MX8オープンソースコンピュータモジュールプロジェクトの新しいインストールメントへようこそ！このシリーズでは、NXPのi.MX8Mプラスプロセッサを基にしたシステムオンモジュールの設計とテストについて詳しく説明します。 前回の アップデートでは、レイアウト準備を完了しました。これには、インピーダンスプロファイルの作成、ボード製造業者の仕様に従った設計ルールの追加、特別な設計ルールを適用すべきエリアの定義が含まれます。また、LPDDR4インターフェースのルーティングも完了しましたが、長さ調整は（今のところ）行っていません。 DRAMインターフェースの長さ調整を始める前に、Pi.MX8モジュール上の残りのインターフェースのルーティングを見ていきます。ボード上には、多くの高速および低速バスがあり、その中には多くのルーティングスペースを必要とする広い並列バスもあります。各インターフェースに十分なスペースを割り当てるために、まずモジュールの各ルーティング層について大まかなフロアプランを作成します。 ルーティング計画 ルーティングプランは、利用可能な信号層全体に高速および低速インターフェースをどのように分配するかを決定するのに役立ちます。あらかじめ大まかなガイドを設定することで、現在作業している層に十分なルーティング用の不動産が利用可能であることを確認できます。これにより、層の移行を最小限に抑え、ルーティングプロセス中に行う再作業の量を減らすことができます。 レイアウト計画を設定する方法はいくつかあり、主に利用可能なツールに依存します。私たちに必要なのは、既存の画像の上にスケッチを描くことができる基本的な描画ツールです。この例では、Inkscapeを使用します。 Inkscapeでは、背景画像を追加して、配置されたコンポーネントと未ルーティングのインターフェースをカラーのエアワイヤとして表示できます。このスクリーンショットでは、信号層でルーティングされるネットにのみ焦点を当てるため、電源ネットは非表示になっています。回路図では、各電源ネットにネットクラス指令を配置しており、レイアウトエディターで関連するネットクラスを有効にするか非表示にすることで、どのネットがプレーン層でルーティングされるかを簡単に識別できます。 実際のルーティングには、Inkscapeで線を追加して、対応するレイヤー上でルートしたいインターフェースを表します。これらの線の幅を調整して、インターフェースでルーティングされる信号の数を表現できます。線の色は、背景画像から選択して、どのインターフェースが表されているかを識別しやすくすることができます。 レイヤー間の移行にもすべてのレイヤーにスペースが割り当てられる必要があるため、各線の末端にブロックを追加してレイヤー移行を詳細にします。 Inkscapeでのレイアウト計画、背景画像としてAltium Designerのスクリーンショットを使用 上記のプロセスを各ルーティングレイヤーで繰り返した後、実際のルーティングプロセスを開始できます。 トップレイヤーのルーティング ルーティング戦略を確立したので、まずはトップレイヤーのインターフェースのルーティングから始めましょう。トップレイヤーのコンポーネントのファンアウトルーティングは既に完了しているため、残りのスペースをすべてシグナルルーティングに使用できます。残されたスペースは多くありませんが、内部シグナルレイヤーのルーティングを後で容易にするために、内部レイヤーのルーティングに干渉しない領域に戦略的にVIAを配置することで、まだ利用可能です。これは、あらかじめレイアウトを計画することのもう一つの利点であり、そうでなければこれらの領域はこの段階で定義されていません。 トップレイヤーのPiMX8モジュールのルーティング トップレイヤーにトレースを配置する際には、フィデューシャルやラベルなどの機能をトップレイヤーに追加するためのスペースが必要であることも考慮する必要があります。レーザーエッチングされたデータマトリックスコードは、均一なコントラストを提供するために、固体の銅領域またはトレースのない領域を必要とする場合があり、これらの領域はルーティングに使用できません。 内部シグナルレイヤーのルーティング ほとんどの接続は、レイヤースタックマネージャーで定義した2つの内部信号層に配置されます。まず、すべての高速同期インターフェースのルーティングから始めましょう。この場合、MIPI-CSI、MIPI-DSI、LVDSインターフェースなどが該当します。これらのインターフェースはすべて低電圧差動信号を使用し、専用のクロックラインと少なくとも2つのデータラインを持っています。各データラインの長さは、一定のタイミングマージン内でクロックラインに合わせる必要があるため、多くのルーティングスペースが必要です。複数の差動ペアの長さを合わせるには、かなりのスペースが必要になることがあります。なぜなら、インターフェース内の1つ以上のペアが、考慮しなければならない大きな遅延を引き起こす可能性が非常に高いからです。これらのインターフェースを最初にルーティングすることで、後で長さ調整のために十分なスペースが確保できるようになります。 これらの高速差動ペアの層間遷移の近くにリターンパスVIAを配置することも、信号の整合性を確保するために重要です。リターンパスVIAは複数の層にわたってスペースを取ることができるので、信号の遷移が配置されたらすぐにこれらのVIAを配置するべきです。 記事を読む
PCB製造において標準スタックアップを使用するタイミング PCB製造において標準スタックアップを使用するタイミング 1 min Blog 標準のPCBスタックアップは、PCB製造において便利な選択肢ですが、このアプローチを取る前に、設計要件を満たしていることを確認してください。 記事を読む
PCBビア製造のための直接金属化プロセス PCBビア製造のための直接金属化プロセス 1 min Blog PCBにビアやスルーホールが製造される際、穴の壁に必要な銅を構築するために金属の堆積とめっき処理が必要となります。ビアの壁に金属膜を構築する作業は電鋳として知られるプロセスで行われますが、このプロセスを実施する前に、さらなる堆積のためのシード層を形成するための初期金属化処理が必要です。後続の電鋳銅プロセスをサポートするために使用できる初期金属化処理には、無電解銅と直接金属化があります。 無電解銅は、業界全体で使用されている標準的な長期にわたる初期金属化処理です。低密度設計では、無電解銅は広く使用されているプロセスであり、適切に制御されていれば、顕著な信頼性の問題は発生しません。高密度PCBでは、マイクロビアの小さな特徴サイズのため、無電解銅めっきの信頼性の問題がより明らかになる可能性があります。 デバイスの小型化が進むにつれて、直接金属化の容量が増加することが期待され、これは UHDIデザインのための信頼性の高い製造およびめっき容量のニーズに対応することになります。これは、IC基板の需要の予想される成長と、電子製造容量の国内回帰の現在のトレンドに一致しています。 初期金属化の概要 PCB製造における主要な金属化プロセスは、穴あけとデスミアの後に実行され、このプロセスは、めっきが必要な穴内にシード層を形成するために使用されます。シード層は、下記に示すように、穴壁に沿って形成され、このシード層が後続の電気めっきの基盤を形成します。 電気めっきを用いた主要な金属化およびビア形成。 最終的な穴壁厚さ（ほとんどの設計で1ミル）まで電気めっきにより銅層が堆積された後、外層のめっきとはんだマスクが適用され、これにより最終的なめっき層を アンテントされないビアに適用することができます。ビア壁がめっきされると、穴壁内の堆積された銅の厚さを評価し、穴軸に沿っためっきの均一性を確保するために、微細構造分析が行われることがあります。 大きな直径では、大きなアスペクト比を含む場合、結果として得られるめっきは一般に非常に高品質であり、非常に信頼性が高いとされています。小さなサイズにスケールダウンすると、無電解銅はいくつかの信頼性の課題を示し始め、より厳密なプロセス制御の使用、または直接金属化プロセスへの完全な移行を動機付けます。 無電解銅 無電解銅は、電鋳前に使用される伝統的な一次金属化プロセスです。このプロセスは、PCB絶縁材料上に直接、パラジウム触媒を用いて溶液から銅の薄層を堆積させます。薄い銅層が堆積されると、最終的な銅めっき厚さに達するまで上に電鋳銅が堆積されます。このプロセスは、パラジウム触媒の存在下でホルムアルデヒドを使用して銅イオンの還元反応を含みます。 2HCHO + 2OH − → 3H 2 (g) 記事を読む
PCBプロトタイプ 最初のPCBプロトタイプを地元で製造すべきですか？ 1 min Blog 電気技術者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 PCB設計者 PCB設計者 PCBプロトタイプを作成する際に、知的財産（IP）を保護する方法を発見しましょう。ローカルとグローバルのPCB製造の長所と短所を学び、設計成果を守るためのデータ伝達プロトコルに関する貴重なヒントを得ましょう。製品のIPを安全に保ちながら、コストを効果的に管理するための情報に基づいた決定を行いましょう。 記事を読む