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ウォータークーラーの周りで賢く見せるための6つのPCB設計統計 ウォータークーラーの周りで賢く見せるためのPCB設計に関する6つの統計 1 min Thought Leadership プリント基板を設計および製造するチームの一員としてのあなたの役割からすると、PCB設計について知るべきことがたくさんあります。設計の経験則から製造に向けた設計、製造プロセスに至るまで、その他多くのことが含まれます。しかし、PCBとそれがどのように使用されているかについて、あなたは本当にどれくらい知っていますか？続きを読んでください... プリント基板を設計および製造するチームの一員としてのあなたの役割からすると、PCB設計について知るべきことがたくさんあります。設計の経験則から製造に向けた設計、製造プロセスに至るまで、その他多くのことが含まれます。しかし、PCBとそれがどのように使用されているかについて、あなたは本当にどれくらい知っていますか？ここでは、同僚や上司、設計チームを感心させることができるPCB設計に関するいくつかの楽しい事実や統計を紹介します。 1. あなたが思っているよりも古い。既にご存知かもしれませんが、最初のプリント基板を特許取得した人物の名前はポール・アイスラーです。彼はオーストリア出身の発明家で、1943年、第二次世界大戦の最中に特許を取得しました。しかし、PCBの起源がアイスラーの40年以上前にさかのぼることを知らないかもしれません。最初の「印刷された配線」は1900年代初頭に特許を取得しました。その後、1925年にチャールズ・デュカスが絶縁表面上に直接電気的な経路を作るアイデアを提案しました。アイスラーはこれらのアイデアを組み合わせて、最初の実用的なPCBを作り出しました。 ポール・アイスラーと、プリント回路シャーシと空中コイルを使用した最初のラジオセット。（写真：モーリス・ヒューバート、マルチテックUK） 2. 設計プロセスは手作業で行われていました。PCB設計ソフトウェアが導入される前は、プリント基板は 透明なマイラーシートを使用して設計されていました。これは、基板自体の4倍までの大きさで、設計者が提案する設計の透明なフォトマスクを作成するために使用されました。最初にピンパッドを配置し、次に接着テープを使用してトレースを追加していきました。一般的な設計要素には、時間を節約するために、よく乾燥転写を使用していました。 (a) PCボードレイアウトに「スティックオン」パターンを適用する；(b) および (c) 長い回路パスと短いパス距離にテープを適用する。（Bishop Graphics, Inc.） 3. 予算は設計から始まる。新製品において、生産コストの約70～80％は設計段階での決定によるものです。これはPCBに特に当てはまります。エンジニアはしばしば真空状態で作業しているように見えます。彼らはデバイスの理想的なバージョンを作り出しますが、そのデバイスに対する現実世界のパラメータが変更されたときに最後に知ることが多いのです。したがって、材料コストや可用性などの要因が、最終アプリケーションにとって非現実的な材料や部品の選択をもたらす場合、PCBは再設計のために戻される必要があり、これにはかなりの追加時間とコストがかかります。設計要件が最初の段階で可変であることを理解することが重要です。それを考慮に入れて、エンジニアは設計段階で調達、品質管理、製品マーケティング、およびその他の関係者とより効果的にコミュニケーションを取ることができます。これにより、適切な材料が選択され、すべての部品が生産のために容易かつ安価に入手可能であることを保証することができます。設計段階でのコミュニケーションラインを改善することにより、エンジニアは生産コストを大幅に削減し、市場投入までの時間を短縮することができます。 4. PCBは大きなビジネスです。プリント基板が私たちの生活のあらゆる側面に欠かせない部分であることは、すでにご存知でしょう。しかし、PCB市場の規模は実際にどれほどのものなのでしょうか？実は1995年、その導入から50年余りで、初めて71億ドルの産業となりました。わずか5年後の2000年には、100億ドルを超える産業となり、2012年以降は世界中で600億ドルを超えています。全ての電子機器がこれらに依存して動いていることを考えれば、驚くにはあたりません！ 5 記事を読む
コンポーネント管理プロセスを自動化する方法 コンポーネント管理プロセスを自動化する方法 1 min Thought Leadership プロジェクトに没頭しているときに、主要なコンポーネントがバックオーダーになっていること、あるいはもっと悪いことに、既に廃止されていることに気づいた経験は何度ありますか？これは毎日のようにエンジニアの身に起こりますが、そうである必要はありません。コンポーネント管理プロセスを自動化する方法についてもっと読んでみましょう。 プロジェクトに没頭しているときに、主要なコンポーネントがバックオーダーになっていること、あるいはもっと悪いことに、既に廃止されていることに気づいた経験は何度ありますか？適切な代替品を探してディストリビューターのウェブサイトを掘り返す、眠れない夜をいくつ過ごしましたか？これは、中央集権化されており検証済みのコンポーネントのデータベースから作業していないエンジニアに毎日起こります。 従来のコンポーネント管理アプローチ 回路図やフットプリントモデルの場合、従来のアプローチはライブラリファイル、バージョン管理、およびデータベースライブラリの使用です。これらの方法は機能しますが、ライブラリから直接更新する方法を提供するだけです。コンポーネントが陳腐化しているか、時代遅れになっているかを直接知る方法は提供しません。これらの質問に答えられますか？ どのコンポーネントが私の設計にまだ利用可能かどうかをどうやって知ることができますか？ 新しいコンポーネントが私の生産オーダーに十分な在庫を持っているかどうかをどうやって知ることができますか？ 他のエンジニアによってコンポーネントが変更されたかどうかをどうやって知ることができますか？ これらの質問やそれ以上のことが、コンポーネント管理に対する統一されたアプローチで解決できます。 コンポーネント管理に対する統一されたアプローチ 統一コンポーネントモデルは、グラフィカルシンボル、フットプリント、その他のモデル、およびサプライチェーン情報を含む、いくつかのリビジョンのアイテムで構成されています。これらの統一コンポーネントを構成する関連アイテムのいずれかが更新または変更された場合、そのアイテムには新しいリビジョンが割り当てられます。これにより、新しく変更されたアイテムを使用するためには、統一コンポーネントのリビジョンを更新する必要があります。これは、単なるバージョン管理を超えて、設計で使用されるコンポーネントに対して確認できるリビジョンとライフサイクルを提供するものです。 無料のデザインデータ管理ホワイトペーパーを今日ダウンロードして、統一コンポーネントモデルを使用したコンポーネント管理プロセスの自動化についてもっと学びましょう。 記事を読む
ルーティング技術を向上させる方法 ルーティング技術を向上させる方法 1 min Thought Leadership ルーティングプロトコルは、最も時間がかかるボードレイアウトのタスクの一つであり、設計者は今日の複雑な設計要件に対して可能な限り多くのツールが必要です。しかし、広範なコンポーネントのサポート、WiFi信号、製造技術を取り入れ、さらに特定のルータービットを要求するような小さなコンポーネントエンクロージャーサイズでボードレイアウトが進む中、この時間がかかるプロセスをどうやって自動化できるでしょうか？ルーティング技術を向上させる方法に焦点を当てる方法を見ていきましょう。 設計効率の向上 ルーターソフトウェアは年々進化し、プロセスをより少ない労力で非効率的でないものにするための機能が追加されてきました。現代の電子設計者に利用可能な機能の深さを示す3つの特徴があります： 動的クリアランス境界 は、混雑したコンポーネントエリアをルーティングする際に役立つツールです。クリアランス境界機能は、利用可能なチャネルだけでなく、プリント回路トレースが収まらないスペースにウェブを配置します。 ピンスワッピングルーティング中にサブネットスワッピング機能を使ってルータータスクの一部としてピンをスワップできます。これは、接続のクロスオーバーがない順序が必ずしも最適でないため、ルート最適化のためにピンをスワップするよりも効果的です。 Tune Accordionsは、PCBルーター技術に追加できます。そのエリアをカーソルで移動すると、このツールは自動的に利用可能なエリアを埋めて、トレースを正確に調整します。 デザイナーは、今日の複雑なプリント回路の設計要件を満たすために、できるだけ多くのツールが必要です。ルーティングは設計プロセスの特に労力がかかる側面であるため、これらのプリント回路ツールは体験を改善し、効率を向上させることを目指しています。 これらのインタラクティブなルーターツールが設計プロセスの時間を節約するのにどのように役立つかについてもっと学びたいですか？今日、無料の PCBツールの幅と深さ パート1 – インタラクティブルーティングホワイトペーパーをダウンロードしてください。 記事を読む
わずか4つのステップで電源分配ネットワークを最適化する方法 わずか4つのステップで電源分配ネットワークを最適化する方法 1 min Thought Leadership 最近の設計者は、電源分配ネットワーク（PDN ）インテグリティという、従来考える必要のなかった問題に直面しています。私たちは皆、何十年もの間、シグナルインテグリティーの必要性を感じてきましたが、その間、パワーインテグリティーは、脇に置かれてきました。従来は、専用の電源プレーンを使用するスペースが多くありました（動作に必要なものをデザインに容易に含めることができました）。 しかし、設計の物理的な制限を押し広げ、より小さなフォームファクターに、より多くのコンポーネントを詰め込み続ける中、フォームファクターの縮小を続けながらPDN を最適化する方法が必要となっています。物理的な試作やシミュレーションのエキスパートに頼らないで、設計環境で直接、電源プレーンの形を最適化できれば、どうでしょう? PDN Analyzer powered by CST® は、Altium Designer ワークスペース内でPDN インテグリティーへの道を提供します。従来は非常に長く骨の折れた解析プロセスを、単一の設計環境で完了できる複数のステップに分割できるようになりました。リアルタイムで変更を行い、解析を再実行できます。 PDN Analyzer を使って、わずか 4 つのステップで簡単に PDN を最適化できる方法を説明します。 記事を読む
設計の問題を手遅れになる前に対処する方法 設計の問題を手遅れになる前に対処する方法 1 min Thought Leadership 製造後の問題に悩まされることがないように、PCBの品質テストを超えてどのような対策を講じていますか？その鍵は分析の自動化にあります。続きを読んでさらに詳しく学びましょう。 “ 現在製造中のボードでPDN Analyzer™を実行し、自分が犯したミスをすでに発見しました。ビアで覆われたフットプリントを持っていて、それらをブラインドビアにするのを忘れていました。その結果、パワープレーンが消費されてしまっていました。製造に入る前にこれらの問題を特定するのに非常に役立つツールであることが証明されています。” RFエンジニア - 政府契約業者 誰もが同じ悪夢を見ます。新しくリリースした製品が、高価なエラーのために現場での対応が必要になったり、何時間もかけて設計した製品がリコールされなければならなくなったりするニュースの悪い側で目覚めることです。 これらの状況は、会社全体に悪影響を及ぼす可能性があります。そして、消費者が声を上げるこの時代には、世界中の人々が見ることができるヘイトフィルドのハッシュタグを着地させるかもしれません。このシナリオを考えると、現場でのエラーの影響を軽減するために何かできることはあるのか、それともそれが運が味方しない時のエンジニアリングの性質なのかと疑問に思います。 現場での災害への伝統的な道 あなたはボードの加速寿命試験の最終結果を受け取ったばかりで、すべてが良好で生産の準備が整っているように見えます。この寿命試験プロセスの背後にある前提はかなり単純です - 生産に相当するプロトタイプが品質テストフェーズを通過すれば、信頼性の高いPCBを持つことになるはずですよね？間違いです。 実際には、PCBが現場でさまざまな条件と使用ケースの下で耐える長期間のストレスをテストすることは不可能です。今日私たちが設計する製品は、主に密度と速度によって駆動される増加したICの消費電力を持っています。そして、この増加した密度と速度のニーズを、電力需要の削減と組み合わせると、電力分配ネットワーク（）は、増加する電流速度でより低い電圧を供給する電圧レールの複雑な迷路になります。 この高電流密度の混合物を投げ合わせると、次のような状況に自分自身を見つけるかもしれません： ピンチポイントからのPCBの剥離と融合。 熱による銅の抵抗の増加が起こり、電圧の低下を引き起こす。 熱の影響により、ますます複雑な電力管理の課題が増加。 増加したボード密度と速度を低消費電力でナビゲートすることは容易な作業ではありません。では、保守的な経験則や限定的なプロトタイプシミュレーションに頼ることなく、ボードに十分な金属を提供したことを確認するためには、どうすればよいのでしょうか？ 生産前ではなく、生産後の変更を理解する 記事を読む
3D STEPモデルを使用してデザインの再設計を減らす 3D STEPモデルを使用してPCBデザインの再設計を減らす 1 min Thought Leadership 機械設計のワークフローを電気設計ツールに統合することは、今日の成功したPCB設計プロセスにおいて必要不可欠な要素となっています。しかし、ECADとMCADの世界の間で不正確な設計データを行き来させることは、設計チームの双方にフラストレーションを感じさせるだけでなく、PCBを最終組み立てに適合させるために必要な設計の回転数を劇的に増加させる可能性もあります。電気設計ツールの3D機能に関わらず、正確なコンポーネントの3Dモデリング情報はこのプロセスの成功にとって重要です。 なぜ3D STEPモデルなのか？ 機械設計のワークフローを電気設計ツールに統合することは、今日の成功したPCB設計プロセスにおいて必要不可欠な要素となっています。しかし、ECADとMCADの世界の間で不正確な設計データを行き来させることは、設計チームの双方にフラストレーションを感じさせるだけでなく、PCBを最終組み立てに適合させるために必要な設計の回転数を劇的に増加させる可能性もあります。電気設計ツールの3D機能に関わらず、正確なコンポーネントの3Dモデリング情報はこのプロセスの成功にとって重要です。 ここでの問題は何ですか？ MCADツールは伝統的にすべての機械データを提供しますが、一部は古い方法であるDXFやIDFファイルを使用してそのデータを交換に依存しています。IDFはコンポーネントボディの単純な押し出しを作成するのに役立つ場合がありますが、IDFファイルの制限のために多くの詳細が見逃されます。STEPモデルの統合は、3次元データのはるかに高いレベルを提供し、それはMCADの世界に渡すことができるだけでなく、直接ECADツールで使用することもできます。 STEPモデルの統合方法はツールセットによって異なる場合があります。モデルをフットプリントに簡単にインポートできるだけでなく、3D環境で視覚的に操作できる能力も重要です。PCBツールと異なる3Dビュー環境との間を切り替える必要があると、このプロセスにさらに障害が加わる可能性があります。 3D環境でのステップモデル 解決策 Altium Designer®のようなネイティブ3D™設計環境で3Dモデルを追加して操作することで、ECADとMCADの世界をできるだけ効率的に統合します。 フットプリントに3D STEPモデルを埋め込むホワイトペーパーを無料でダウンロードして、設計の回転数を減らしながら、初めてボードが正しくフィットすることを確実にする方法を確認してください。 記事を読む
PCB設計における上位6つのDFM問題とDFMの課題 PCB設計における上位6つのDFM問題 1 min Thought Leadership PCBデザイナーとして、さまざまな要件と期待を管理する必要があります。電気的、機能的、および機械的な側面を考慮する必要があります。さらに、PCBレイアウトは、可能な限り最高の品質で、可能な限り低いコストで、タイムリーに生産されなければなりません。そして、これらの要件をすべて通じて、DFM（製造可能性のための設計）も考慮する必要があります。これは PCB設計 プロセスの大きな部分であり、適切に行われない場合、頻繁に問題を引き起こすことがあります。PCBデザインにおける3つのDFMの問題を見てみましょう。 PCBレイアウトにおける一般的なDFMの問題 CADツールに安心を見出すのは簡単ですが、CADツールが簡単に解決できないDFMの問題を作り出すことを許してしまうかもしれません。回路基板がすべての電気的ルールチェックに合格し、電気的に正しい場合でも、製造可能でない場合があります。なぜこのようなことが起こるのでしょうか？PCB設計ツールは、電気的に機能的 かつ大量生産で製造可能な回路基板レイアウトを作成するのに役立つはずではないでしょうか？ PCBのレイアウトが非常に複雑になり、DFM（設計製造統合）の問題を多く隠してしまうことがあります。これらのDFMの問題のいくつかは、組み立て、電気テスト、または製造に問題を引き起こしますが、製造プロセスについてより多くを知っていれば、これらを克服することができます。製造プロセス全般についてもっと学ぶには、 Altium PCB Design Blogのこの記事をご覧ください。設計レビュー中に製造業者が何を探しているかをもっと知りたい場合は、ここにPCBレイアウトで彼らが特定しようとする最も一般的なDFM問題がいくつかあります： 不均一なSMDパッド接続 SMDパッドの誤ったはんだマスク開口部 SMDパッドのオープンビア アシッドトラップ クリアランス 一般的な信頼性標準違反 これらの問題を防ぐためには、PCBレイアウトツールの設計ルールに依存することが重要であり、これにより回路基板を最小限の設計レビュー時間で製造に移行できるようになります。 不均一なSMDパッド接続 小型のSMD部品、例えば0402、0201などは、リフローはんだ付け中のトゥームストーニングを防ぐために均一な接続が必要です。BGAパッドにも同様のことが当てはまり、信頼性の高いはんだ付けを保証するためです。これは、コンポーネントのフットプリントに正しいパッドサイズを配置することによって簡単に実現できます。一般的なコンポーネントには定義されたパッドサイズ（例えば、 記事を読む