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TotM - 02_2024 なぜAltium Designerが直感的かつ知的にPCBを設計するのに役立つのか プリント基板（PCB）の複雑さが増すにつれて、最先端ツールへの需要はより重要になっています。Altium Designerは直感的なデザインとインテリジェントな機能性を融合させ、以下のような主要機能に焦点を当てた先導的なソリューションを提供します： 統合されたデザイン環境とデータモデル； 包括的な統合解析ツール； 3D成形インターコネクトデバイス（MID）デザインの機能。 統合されたデザイン環境とデータモデル Altium Designerの 統合されたデザイン環境とデータモデルは、従来の分断された方法から離れ、PCBデザイン技術において大きな前進を示しています。統合されたエレクトロニクスデザインアプローチを採用することで、概念化から生産に至るまでの全プロセスが合理化され、より効率的なPCBデザインとエレクトロニクス製造に向けて大きく転換し、エラーの余地が少なくなります。 PCBデザインの断片化を解消する 従来、PCBデザインは各デザイン段階でさまざまなスタンドアロンソフトウェアツールを使用することを含み、重大な課題が生じる余地があります。各ツールが独自のデータモデルで動作する場合、スキーマティックデザインからPCBレイアウト、ルーティングに至るまで、頻繁にデータ転送が必要になります。断片化されたアプローチはデザインサイクルを延長し、エラーのリスクを高め、データ変換中に重要なデザインの詳細が失われる可能性を含む不整合やエラーが発生します。その結果、設計者は繰り返しの修正サイクル（例：エンジニアリング変更命令）に直面し、コストの増加、プロジェクトの遅延、市場投入時間の延長につながります。 オールインワンデザインシステムの力 Altium Designerは、PCBデザインの全要素を包含する一体的なプラットフォームを提供することで、エレクトロニクスエンジニアリングの障壁に直面します。プロセスのすべての部分—つまり、初期のスキーマティック、レイアウト、ルーティング、3Dコンポーネントモデリング、およびマルチボードアセンブリ管理—は同じシステムの下で統一されています。これにより、異なるツール間でデータをインポートおよびエクスポートする必要がなくなり、すべての操作が単一の一貫したエコシステム内で行われます。統合により、プロジェクトの任意の段階で行われた変更は、エラーや不一致の可能性を最小限に抑えるために、すべての段階に即座に伝播されます。 エラーのないデザインのための最適なアプローチ 統合されたエンジニアリングアプローチは、初期の回路図からPCBレイアウト、ルーティング、ボード分析、マルチボード接続、MCAD統合、そして製造まで、一つのワークスペース内でシームレスに進行できることにより、生産性を向上させます。これにより、設計のタイムラインが加速され、異なるソフトウェアインターフェース間での切り替えの必要性がなくなります。 統合されたデータモデルは、設計プロセス全体を通じて一貫性と正確性を確保するための鍵です。設計データを収容するための単一の情報源を確立することで、特に電子部品と機械部品の正確な統合を必要とする複雑な設計において、不一致のリスクを減らすことができます。統合アプローチは、部品の形状、適合性、および機能において完璧な整合性を保証し、信頼できる最新のデータで設計者に自信を与えます。 統合解析機能 Altium Designerの統合解析機能は、設計ワークフローに直接高度な分析ツールを組み込むことで、PCB設計における進歩的なステップを示しています。この統合は、最適な性能、信頼性、および業界標準への遵守を達成することが不可欠な現代のPCBの複雑な課題に対処します。
Altium Embedded World 2024にて Newsletters Altium、Embedded World 2024で最新の革新を発表 Embedded World 2024でAltiumの最新イノベーションを発見しましょう。ブース4-305では、業界の専門家が電子機器の作成、インテリジェントな部品調達、および設計生産性の向上のための統合プロセスを紹介します。Altiumのエコシステムに接続し、電子開発の未来を形作りましょう。
Pi. MX8_Chapter_III Altium Designer Projects Pi. MX8 プロジェクト - ボードレイアウト パート1 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第3回へようこそ！この記事シリーズでは、NXPのi.MX8Mプラスプロセッサをベース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。 前回の更新では、モジュールの回路図の構造を見て、予備的な部品配置の準備を始めました。部品を配置した今、設計の密度とそれがレイヤースタックに要求することがどの程度かがよくわかります。今日は、適切なスタックアップを選択し、最初のトラックのルーティングを開始します。 レイヤースタックの定義 部品配置といくつかの戦略的要因に基づいて、今後の設計に使用したいPCB技術とレイヤースタックを決定できます。まずは部品の密度を見てみましょう： 部品配置 トップサイド 予備的な部品配置により、全体的な設計の密度が適度であることが明らかになりました。アクティブな部品はすべて基板のトップサイドに配置され、ボトムサイドには主にデカップリングキャパシタやその他の受動回路が含まれています。そのため、基板のボトムサイドは比較的空いており、ルーティングスペースがたくさんあります。しかし、目標は、このスペースをPi.MX8モジュールが特定の要求に基づいて更新および拡張されるプラットフォームとして機能するために実装される追加機能に割り当てることです。 部品配置 ボトムサイド ボード間コネクタに近い部品の配置を見ると、多くの部品がボードの反対側にあるコネクタの直上に配置されていることに気づきます。上層から下層まで全てのレイヤースタックを接続する標準的なVIAのみを使用することにした場合、これらのエリアにVIAを配置することはできません。ボード間コネクタの全てのピンをブレイクアウトし、コネクタの反対側にあるアクティブ回路を効率的にルーティングするためには、スルーホールVIAのみに頼ることを超えた方法を考案する必要があります。これには、HDIスタックアップを使用する必要があります。 HDIスタックを使用すると、後の段階でモジュールの機能を拡張することが容易になります。追加の部品を接続するためにスルーホールVIAを必ずしも使用する必要がなく、したがって、確立されたルーティングや部品配置をあまり妨げることなく済みます。 Pi.MX8モジュールには、2+N+2レイヤースタックを使用します。これはIPC-2226規格で定義されているタイプIIIレイヤースタックであり、最も一般的に使用されるHDIスタックの一つです。 このタイプのスタックアップは、製造プロセス中に2回の連続した積層工程を使用して、最外層の3層を接続するマイクロVIAを可能にします。埋め込みVIAは、連続製造プロセスの一部ではないコアスタックを接続するために使用されます。このタイプのレイヤースタックで使用されるプリプレグとプリプレグの厚さは、PCBプロバイダーの製造能力に依存します。連続積層されたプリプレグの選択された厚さは、マイクロVIAのアスペクト比によって制限されます。機械的にドリルされたVIAとは異なり、マイクロVIAは短いレーザーパルスを使用してプリプレグに穴を開けることによって作成されます。通常、VIAの直径は0.08mmから0.15mmが使用されます。大量製造に適したアスペクト比は通常、0.6:1～0.8:1の範囲です。 薄いプリプレグは、アスペクト比の要件を違反せずに、与えられたインピーダンス制御トレースのトラック幅を減少させることを保証します。上層または下層の単純なマイクロストリップで、参照平面が1つだけの場合、これは問題ではありません。しかし、最初のグラウンドプレーンの下にある埋め込みストリップラインには注意が必要です。ストリップラインの上下の参照平面までの短い距離が、特定のインピーダンス制御インターフェースのために非常に狭いトレースをもたらす可能性があります。 Pi.MX8ボードの最終スタックアップは、PCBメーカーとの協力のもとに作成され、以下のようになります： Pi.MX8レイヤースタック 全体として、このモジュールは10層スタックアップで構築されます。トップ、L2、L7、およびボトムレイヤーが信号レイヤーとして使用されます。L1、L3、L6、L8レイヤーがグラウンドプレーンとして使用されます。残りの2層、L4とL5は電源プレーンとして機能します。電源プレーンは、わずか18μmの厚さの薄い箔を使用して構築されます。これらの層のIRドロップに注意を払う必要があります。電源プレーンは、隣接するグラウンドプレーンとわずか75μmのプリプレグで分離されて密接に結合されています。これにより、追加のプレーン容量が生じ、高周波で低PDNインピーダンスを提供するのに有益です。レイアウトが完成したら、PDNの挙動をシミュレーションで確認します。 このスタックアップについて注意すべきもう一つの重要な点は、スタックされたマイクロビアではなく、スタッガードマイクロビアのみを使用することです。これは、マイクロビアを直接重ねて配置することができず、代わりに少なくとも0.35mmのピッチで中心から中心にオフセットする必要があることを意味します。スタッガードビアの使用は、連続するレイヤーの登録を容易にするため、一部のPCBプロバイダーでは製造コストを削減します。このアプローチは、2つ以上のマイクロビアプログラムを使用するHDIスタックアップで、マイクロビアの信頼性を高めるためにも推奨されます。スタッガードマイクロビアを使用するデメリットは、最小オフセット要件を満たすために必要な追加のスペースです。グラウンドプレーンに作成された空隙も、隣接するトレースのリターンパスを管理する際に考慮する必要があります。 コンポーネントブレークアウトルーティング レイヤースタックが定義された今、次のステップは個々のコンポーネントの信号をブレークアウトすることです。このステップでは、各コンポーネントの信号および電源ルーティングに必要なビアを配置します。コンポーネントを接続し始める前に、できればすべてのビアを配置しておきたいと考えています。HDIスタックアップであっても、ビアは依然として多くのスペースを占めます。これは、通常、スタックアップ全体を通過する電源配布ネットワークの一部であるビアに特に当てはまります。ルーティング段階でビアを配置すると、ビアのためにスペースを作るために以前にルーティングされたトレースを削除する必要があるかもしれません。
エレクトロニクス用の配線ハーネスの種類 エレクトロニクス用の配線ハーネスの種類 マルチボードPCBやその他多くのシステムは、電力と信号の接続を行うためにワイヤーハーネスに依存しています。ここでは、使用できるワイヤーハーネスの種類を紹介します。
初回のPCB製造ロットでの数量 初回のPCB製造ロットでの数量 初めての大規模なPCB製造では、適切な量を使用するか、LRIPコンセプトに従うべきです。初回生産に使用すべきことはこちらです。
LAE パート2 Altium Designer Projects 設計フェーズ - リッドアセンブリ電子部品 パート2 オープンソースラップトッププロジェクトシリーズへようこそ！これまでに、蓋組み立て電子部品の機能とコンポーネント選択について議論し、回路図のキャプチャについて詳しく見てきました。そして、PCBレイアウト設計のためのプロジェクトの準備が整いました。 このアップデートでは、ウェブカメラボードのPCB設計に取り組みますが、いくつかの予想される課題があります。例えば、ボードの全体的な小さなフォームファクターを扱うことや、顕微鏡で見るようなウェブカメライメージセンサーをブレイクアウトすることです。 イメージセンサーパッケージ ウェブカメライメージセンサーとマッチングフットプリントをより詳しく見てみましょう。イメージセンサーOV2740は、いくつかのパッケージで利用可能です。イメージセンサーは、通常、PCBに直接接着またははんだ付けされる裸のダイとして販売されます。その後、センサーは必要なすべての信号をブレイクアウトするために、薄い金のボンディングワイヤーを使用してボードに接合されます。 PCBに接合されたOV2740ダイ 完全にパッケージされたセンサーではなく、裸のダイを使用する理由はいくつかあります。最も顕著な3つの理由は、コスト、フォームファクター、および光学特性です。まず、コストを考えてみましょう：イメージセンサーを光学性能に影響を与えずにパッケージングすることは、高価なプロセスです。パッケージなしでセンサーダイを直接PCBに接合することで、パッケージングコストを節約できますが、組み立て/製造コストは高くなります。PCB上の光学コンポーネントを接合するには、通常、クリーンルーム設定および接合可能なPCB表面仕上げが必要です。これらのオプションは製造コストを押し上げるため、直接ダイアタッチは通常、大量生産または高度に特殊化された製品にのみ実行可能です。 直接ダイアタッチ方法を選択するもう一つの良い理由は、特にラップトップやスマートフォンのような密集したカメラソリューションで、全体的なソリューションの高さを減らすことです。Z軸でのわずかなミリメートル単位の差が重要です。イメージセンサーのアクティブダイがボード表面から0.5mm上にある場合、その余分な高さはレンズアセンブリによって補償されなければなりません。これは、しばしばイメージセンサーとレンズのスタック全体の厚みを増加させる結果となります。 さらに、レンズアセンブリの取り付けが容易であることは、裸のセンサーダイを利用するもう一つの説得力のある理由となります。歪みのない画像を得るためには、センサーダイがレンズアセンブリの軸に対して完全に垂直でなければなりません。レンズアセンブリは、PCB表面に機械的に参照され、その表面は画像センサーダイと完全に平行でなければなりません。例えば、画像センサーがBGAコンポーネントとしてパッケージされている場合、それが基板表面に対して完全に平行であることを保証することは困難です。この効果はレンズアセンブリによって補償される必要がありますが、直接ダイアタッチアプローチでは通常存在しません。 私たちのノートパソコンの設計では、製造コストの増加のため、センサーダイを直接PCB表面に取り付けることは選択肢ではありません。したがって、私たちはOV2740を細ピッチBGAコンポーネントとして使用します。 BGAパッケージのOV2740イメージセンサー イメージセンサーのフットプリント センサーパッケージは通常のBGAパッケージではなく、マルチピッチグリッドアレイです。私たちの場合、これはX軸とY軸ではんだボールのピッチが異なることを意味します： イメージセンサーのBGAフットプリント スクリーンショットは、BGAフットプリントがX軸で0.53mmのピッチを、Y軸で0.48mmのピッチを使用していることを示しています。これは、基板の設計と製造技術の選択にいくつかの意味合いを持ちます。ほとんどのPCBプロバイダーは、標準プロセスで0.1mmのトレース幅と間隔を製造できます。高い技術クラスに追加費用を支払うことなく標準の設計ルールを選択したい場合、センサーピンをY軸でのみブレイクアウトすることができます： BGAコンポーネントのブレイクアウト X軸のピンピッチがわずかに大きいため、2つのパッドの間に0.1mmのトレースを便利に配置することができます。X軸の第2行もブレイクアウトしたい場合は、ほとんどのメーカーが標準の設計ルールで対応できない0.09mmのトレース間隔を選択する必要があります。 イメージセンサーには5行あり、最も外側の2行のピンを問題なくブレイクアウトできます。中央に1行残っており、その行は上層からは到達できません。パッド間に0.4mmのパッドと0.2mmのドリルを持つVIAを配置することは、VIAからパッドまでの間隔が十分でないため、オプションではありません。これは、ほとんどの標準的なPCB設計ルールの限界です： VIAを備えたBGAフットプリント この時点で、PCB製造プロセスに追加のステップを使用できます。それは、VIAのプラグとキャップをすることです。キャップ付きVIAを使用することで、PCB組み立て中に信頼性の問題を引き起こすことなく、パッド内に直接VIAを配置できます。 この方法で、イメージセンサーのエスケープルーティングは次のようになります：
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