PCB設計

デザインルールによるコンポーネントの電力定格の最適化 1 min Thought Leadership 私は、自分が最初に設計した回路が認定に失敗したことを今でも覚えています。それは証明済みの設計で、既に以前の認定に合格していたものなので、テストが失敗したことをマネージャーから聞かされたときには非常に驚きました。「火がついた」と噂が広まりました。電子回路が実際に発火することは稀です。ほとんどの場合は、多少煙が出るだけです。どちらにしても、PCB上の焼け焦げが事実を物語っていました。トランジスタが過熱し、暴走して発煙したのです。しかし、なぜそのような結果になったのでしょうか? それは証明済みの設計でした。何が変わったのでしょうか? 簡単な調査の結果、回路は同じであることが証明されました。同じコンポーネントで、同じ入出力で、ロットや製造業者さえも同じでした。1つだけ変化したのはレイアウトでした。私がこの基板をレイアウトしたとき、機械的アセンブリの部品の周囲に収まるよう、フォームファクターを調整する必要がありました。パワートランジスタの周囲の銅箔は、元々は約1平方インチでした。この設計では、その1/3に切り詰められました。面積の制約のため、電力を生成する他のコンポーネントは、PCB上で理想よりも近くに配置されました。この両方の要因から、狭い面積の銅箔では放散できない大量の熱が発生し、トランジスタが早期に破壊されることになりました。重要なコンポーネントを定量化するデザインルールのリストを維持知識の移行はほとんどの場合、現場において最大のボトルネックで、多くの時間を必要とします。理想的には、全ての設計者が元の設計を構築するときにきちんとノートを作成し、思考プロセスを保存するべきです。しかし、a) 面倒である、b) ノートが消失することから、実際にはほとんどの場合これは行われません。問題なのは、机上では実証済みの設計を再利用するのが効率的ですが、ノートが十分に作成されなかった、または知識の移行が不完全であったために、重要な設計パラメーターの多くが忘れ去られている場合、設計パラメーターを推量してチェックするために時間を浪費するということです。いくつかのデザインルールを組み込むと、小さな変更により設計が不良になることを回避し、チームの設計時間を節約できます。これを最初からうまく行うには、次のような方法を使用します。デザインルールを作成して組み込み、恒久的に引き継がれるようにする私は、意味のあるルールを好みます。このため、管理を行うデザインルールを割り当てる前に、消費電力についての制約を定義することが重要です。このための最良の方法は、データシートを作成することです。適切に作成されたデータシートには一般に、電力定格についてベストからワーストまで、最低でも3つの区分の条件が含まれます。最初の定格は、コンポーネントのみが、自由な空間で消費する電力です。これは、ワーストケースの消費電力と考えられます。 2番目の定格は、コンポーネントが「一般的な」形式でFR-4銅箔のPCBに半田付けされたときの消費電力です。この「一般的」とは主観的な用語です。この電力の値は平均値と考えられますが、可能なら経験的に検証する必要があります。 3番目の定格は、ベストケースの消費電力です。これは、コンポーネントが 1平方インチ、2オンスの銅箔上に完璧に取り付けられた場合に達成されます。この値は、実際に達成することは困難な理論値と考えるべきです。計算に使用する消費電力の値は、一般的な値とベストケースとの間での主観的な判定となります。どれだけの電力を消費する必要があるかが判明したら、ルールを作成します。これによって、その設計を誰かが使用するとき、元のデータシートをチェックする必要もなくなります。ただしこれは、注意を払う必要がなく、データシートの文書化がいい加減でもいいという意味ではなく、バックアップや、設計をさらに明確化するために使用するということです。今日の設計ソフトウェアにはコンポーネントライブラリが付属し、コンポーネント評価の時間を節約できると同時に、ユーザーが特定のコンポーネントにルールを添付できます。レイアウトに十分なヒートシンクが使用されていない場合、まだ仮想の設計であるうちに「デバッグ」する方が、実際に火を吹いてからやり直すよりもはるかに楽です。

エンジニアのためのPCB設計ガイド：パート2 — 計画立案 1 min Guide Books

エンジニア向けPCB設計ガイドパート2 - 計画エンジニア向けPCB設計ガイドシリーズは、初心者/学生や電子工学の専門家を対象としたガイドとして機能します。エンジニアのビジョンからPCBを生産するまでの方法、段階、および実践の説明を提示します。概念から完全に組み立てられたPCBの納品に至るまで、この文書は基本的な設計段階を通じてあなたを導き、組織のニーズに合わせて調整できる実証済みの業界実践を提供します。さらに、これらのトピックをより深く探求するための有用なリンクが提供されています。イントロダクション 1枚または複数のPCBの開発を計画することは、大変な作業になることがあります。プロジェクトの開発に使用される他のソフトウェアツールがたくさんあります。チーム内の人的リソースの進捗を追跡するために使用できるツールから、プロジェクトを実現するために内部および外部リソースが使用するソフトウェアツールまで。このエンジニア向けPCB設計ガイドパート2 - 計画は、電子製品の中心を生み出すために必要な文書をまとめるために使用されるツールよりも重要なプリント基板について理解するのに役立ちます。ツール — 中央集権的なツールを使用するプロジェクトを完了させ、設計目標を達成するためには、多くのツールが利用可能です。複数のツールセットを使用する際の難しさは、プロジェクトに取り組む全員の間での連携を実現するためにこれらのツールを互いに通信させることにあります。Altium Designer®は、コンセプトの開発からシミュレーション、信号整合性分析まで、一体型の環境を提供します。ボードのスタックアップアーキテクチャを知的に計画し、電力分配ネットワーク（PDN）の電力整合性問題を分析・モデル化する能力を提供します。サプライヤーからのリアルタイムデータを使用することで、部品表の生成が効率化されます。Altium Designerは、シンプルから複雑なマルチボードプロジェクトを生成する強力なツールスイートを組み合わせています。信号整合性 Altium Designerを使用すると、スキーマティックまたはPCBエディターからPCBの信号整合性（SI）パフォーマンスを分析し、事前定義されたテストに対するネットスクリーニング結果を評価し、選択されたネット上での反射とクロストーク分析を実行し、波形を表示および操作することができます。 Altium

PCB図面の新時代 1 min Whitepapers はじめにライトテーブル、テープ、マイラーの時代から、PCB設計工程は大きな進化を遂げました。80年代には初となるPCB設計ソフトウェアの発売が開始され、設計制作機能とテクノロジーの新しい時代の幕開けとなりました。それ以来、EDA企業の興隆、低迷、統合が行われていますが、増え続けるPCB設計の課題に対応するための設計者への助けとなるテクノロジーの進化は変わらずに続いています。ムーアの法則は真実であり続け、新しいテクノロジー、新しい要求事項は増えるばかりです。私たち設計者は、周波数、コンポーネントの密度、部品の調達と製造コストの増大に比例するように設計上の制約が急増している現状に対して愛憎入り混じる感情を抱いています。私たちの要望に基づいて、EDA企業は次世代の自動ルーティング、高速ルーティング、制約管理、コンポーネント情報システム、設計の再使用などなど、さまざまな機能を生み出しました。これらすべての新機能により、PCB設計者はあっという間にロジックを把握してレイアウトを作り出せるようになりました。しかし、図面の作成など、明らかに時間のかかるタスクは旧時代のまま残ってしまいました。嫌われ者とはいえ、PCB設計図面は必要悪です。設計作業では、把握したロジックを使い、それを現実的な動作デバイスに変換します。設計図面の作成に費やした時間のことは忘れてしまいがちです。1つの図面だけでも、設計製造図面とメモ、組み立て図面と処理工程、PCBの再加工の指示、レイヤのスタックアップ情報、ドリルの詳細、部品表などが含まれます。設計レビューとリスピンのたびに、最新の情報を反映するようにこれらの図面を再作成することは間違いないでしょう。どの設計でも、実際には優に2倍の図面作成工程が存在し、本来なら他の作業に費やすことができたであろう多くの時間が失われています。現在の手順として、PCB設計環境内での中途半端なドラフティングツール、基本的なテキストのサポート、静的なオートメーション、または図面に最適な外部の2DメカニカルCADソリューションなどがありますが、コネクテッドインテリジェンスはまったく存在しません。 Draftsman^®は、Altium Designer 16.1で導入されたドキュメンテーション機能です。テーブル作成の自動化、PCB設計ビュー、レイヤの凡例、詳細情報により、PCB図面の作成が容易になります。図面はソースPCB図面にリンクされているので常に正確で、同期状態にあります。Draftsmanが提供する、PCB図面の作成と維持のための簡単かつ自動化されたユーザー体験をご紹介します。 (※続きはPDFをダウンロードしてください) 今すぐ Altium Designerの無償評価版をリクエストして、世界最高のPCB設計ソリューションをお試しください！

テスト容易化設計 1 min Whitepapers 概要プリント基板が完成するまでにかかる全コストは、ブランクPCBの製造コスト、コンポーネントのコスト、実装コスト、テストのコストのように複数の基本カテゴリーに分類できます。最後に出てきた、完成した基板をテストするのにかかるコストは、製品の合計製造コストの25%から30%を占める場合があります。収益性を求める設計は、2つの論理的側面から生まれます。1つはDFM（Design for Manufacturability）、つまり最小の欠陥率を維持しながら可能な限り最小の製造コストで製品を開発すること、もう1つはテスト容易化設計（DFT）です。テストカバレッジを最大化し、製造エラーおよびコンポーネント障害に関する欠陥を迅速に分離できるよう製品を設計することによって、DFTは収益性のある設計として最高のものとなります。この記事では、DFTを詳細に検討し、特にインサーキットテスト（ICT）に焦点を当てます。 DFMおよびDFTガイドライン委託製造業者（CM）を選択する際は、必ずDFMおよびDFTのガイドラインを提出してもらう必要があります。必ず、契約を検討しているCMごとにこれらのガイドラインを入手し、目を通すようにします。複数のCMから提出されたDFMとDFTのガイドラインをレビューすることで、それぞれCMの専門的な技術、知識、能力のレベルを把握することができます。したがって、これらのガイドラインは、自社製品の生産に最適なCMを決定する際に役立ちます。今後に向けた計画設計を計画するときに聞く最初の質問は次のとおりです。 1. 誰が実装をテストしますか？ 2. 機能は何ですか？設計を計画するときに聞く最初の質問は次のとおりです。1）誰が実装をテストしますか？ 2）機能は何ですか？DFTガイドラインは最初のレイアウトの計画で役に立ちます。しかしながら、CMに直接連絡して、知識のあるテストエンジニアと特定のニーズについて議論するのはよい考えです。テストエンジニアは機能について議論することができ、提供できるものとは異なるテスト方法論があることを気づかせてくれます。バウンダリースキャン（JTAG）、自動ICTテスト、X線断層撮影（AXI）および目視検査（マニュアルおよびマシンビジョン）の組み合わせにより、最も包括的なテストカバレッジを実現します。また、これにより製造プロセスについて即時フィードバックが得やすくなり、ワークフローを必要に応じて迅速に修正し、欠陥コンポーネントを特定して取り除くことができます。次に、完成品の品質を保証するためには、どのテストカバレッジが必要かを検討する必要があります。アプリケーションと実際のコストの制約から、利用可能なテスト機能の全てを使用することが必要な場合と、そうでない場合があります。例えば、地球の周りを公転する衛星を調査する場合、可能な限りのタイプのテストを実施して、修理できない環境でも、数年にわたって完成品が確実に機能するのを保障しようとするでしょう。しかし、ミュージカルの挨拶状を作成する場合は、シンプルな必要最低限の機能テストだけになるでしょう。(※続きはPDFをダウンロードしてください)

組み込み3D STEPモデルで設計の再スピンを減らす方法 1 min Whitepapers

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