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PCB設計

レイヤーを剥がしてみる：電子PCBスタックアップ

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レイヤーを剥がしてみる：電子PCBスタックアップグランドキャニオンを訪れたときに最初に気づくことの一つは、その信じられないほどの景色です。異なる色の岩や鉱物の層を通して、誰もが見ることができる歴史が刻まれたキャニオンの壁は本当に感動的です。何年もかけても、その層状の岩面に住んでいる、または住んでいたすべてのつながり、材料、生き物を発見することはほとんど不可能でしょう。私が情熱を持っていることに物事を結びつけるのをやめるのが難しいので、グランドキャニオンは、外層にあるガラス繊維、はんだマスク、その他の仕上げコーティングを持つプリント基板を思い出させました。電子PCBは複雑であり、必要な複雑さを満たすために十分な層を使用する必要があります。そのサイズにもかかわらず、PCBはグランドキャニオンの岩の層と同じくらいの深さと相互接続性を持っているように見えます。プリント基板の層の決定 PCBでは、ルーティング、トレース、ビアの間に内部層がありますが、銅面と銅面の間には、ファイバーグラスや類似の材料などの保護層もあり記事を読む

産業用エアドライヤーの設計には安全への鋭い目が求められる

産業用エアドライヤーの設計には安全への鋭い目が求められる学生時代の初期、私は怠け者で忘れっぽかったです。すべてのことを先延ばしにして、学校の靴を洗うことさえもです。時間に追われて、よく古い冷蔵庫のラジエーターコイルの下で靴を乾かしていました。もちろん、それで母からの叱責を免れることはありませんでした。私が最初に手がけた産業用電子機器の設計では、靴を乾かす以上のことをしました。地元の乳製品加工工場のために、インテリジェントなエアドライヤーのコントローラーを設計しました。製造業、特に産業用エアドライヤー業界に新しく、ハードウェア設計において安全性が最優先事項であることを学びました。適切なソフトウェアを使用し、ハードウェアを設計する際に直面する課題や制約を常に自分自身に思い出させることで、エアドライヤーや電子機器の環境に必要な任意のハードウェアも構築できます。産業用エアドライヤーとは何か？私たちが呼吸する一般的な空気には、製造プロセスを腐食させたり影響を与えたりする可能性のある水蒸気の割合が含まれています。食品加工が関係している場合記事を読む

オーストラリアの学生が設計したソーラーカー

オーストラリアの学生が設計したソーラーカー Judy Warner: チームがどのようにして活動を開始したのか、これまでに何台の車を製作したのか、教えてください。またVioletについて簡単に説明してください。 Kristian Bojidarov: Sunswiftは、ニューサウスウェールズ大学の学部生で構成されたチームです。世界で最も進んだソーラーカーを設計、製作して、レースに参加しています。私たちのチームは、1995年のSunswift結成以降に習得してきた知識により、先日チームの6台目のソーラーカーであるVioletの製作を完了しました。初めは、Sunswiftが開発する車は最高レベルの効率と性能を目指して設計されていました。この目標は、90年代後半から2013年まで続きました。この頃の車両は、最大2人乗りの極めて広い座席配列で、World Solar Challengeのチャレンジャークラスに参戦しました。これ以降、Sunswiftは5台目および6台目の車として、eVeとVioletを開発しました。記事を読む

フレキシブル回路のコストドライバーの管理

フレキシブル回路のコストドライバーの管理 Judy Warner: Taraさんは、20年以上も基板製造業に携わってきました。フレキシブルおよびリジッドフレキシブル設計の進歩に貢献している要因は何だと思いますか? Tara Dunn 設計をフレキシブルおよびリジッドフレキシブル技術に向かわせた主な要因は、スペースと重さとパッケージだと思います。私が見たところでは、フレキシブルおよびリジッドフレキシブル回路を既に使っている顧客の場合、新しい設計でフレキシブル回路を使用する割合は増えています。また、フレキシブル技術を使ったことがなく、導入の手引きを期待している顧客からリクエストされる頻度も増えています。全般に、電子機器はますます小さく軽くなっています。小型化していない電子機器の場合は、固定されたパッケージサイズ内で電子部品の密度と機能を増やし続けています。 Warner: コストと信頼性を左右する要因の中で、設計者が認識すべき主な要因は何でしょうか? Dunn: 材料、パネルの利用、技術です記事を読む

Altium Designerの部品配置ショートカット

Altium Designerの部品配置ショートカット私は以前、PCB設計は90%が配置で10%が配線という記事を読みました。確かなことはわかりませんが、コンポーネントの配置は、基板設計全体において重要な部分と言っても過言ではありません。しかし、一部の設計者は、後から戻って基板の一部を再配置するだけで済むように、この配置作業の部分を急ぎ、配線に取り掛かります。問題の1つは、配置プロセス時、設計者にフラストレーションがたまることだと思います。全てのコンポーネントを正確に配置、整列、位置合わせして、最適な配線チャネルを作成するには、時間を要します。これは特に、配置機能に制限のある設計ツールで作業する場合、または設計支援ツールで利用可能な配置機能の知識が十分にない場合に当てはまります。さいわい、Altium Designerには作業に便利な強力な配置機能がいくつかあります。部品を整列できる手動の配置ユーティリティを備えており、最初に回路図からコンポーネントを選択して、それらをまとめて配置できます。また、特定のコンポーネントを検索記事を読む

絶縁型電源と非絶縁型電源の設計ガイド

絶縁型電源と非絶縁型電源の相違: 失敗しない正しい選択絶縁型電源と非絶縁型電源の設計のメリットとデメリットについてご覧ください。記事を読む

コンポーネントフットプリントの手動作成

Altium Designerでコンポーネントフットプリントを作成するための4つのステッププリント回路基板をレイアウトする場合、設計コンポーネントのフットプリントを作成する方法を把握していることが重要です。一部のコンポーネントは非常に一般的に普及されているか、標準化されたパッケージで提供されているため、フットプリントを簡単に見つけることができます。場合によっては、フットプリントの生成を自分で行う必要があり、コンポーネントのデータシートからの情報を直接使用する必要があります。フットプリントが正しくない場合、部品のピンがPCBパッドと位置合わせされないか、部品がクリアランスまたは間隔のルールに違反する可能性があり、大幅な時間の損失と追加のコストにつながる可能性があります。 PCB回路基板を設計する際、部品に正確なフットプリントを提供するプログラム部品に依存できる場合が時々あります。ただ常にそうであるとは限らず、必ずある時点で独自のフットプリントを作成する必要があります。一部のPCB設計ソフトウェアパッケージでは、これは困難な作業であり習熟するまでに時間がかかる場合があります。一方記事を読む

アスペクト比と多層PCBへのその重要性

PCB設計：アスペクト比とは何か、そしてなぜ重要なのか？ PCB内のビアのアスペクト比は、その信頼性を決定する重要なパラメータであり、場合によってはその電気的性能にも影響します。記事を読む

OnTrack Newsletter February 2018

OnTrack Newsletter February 2018 On Track Newsletter 2018年2月第1巻第11号 Altium^® On Trackニュースレターの2月号をお届けします。この業界において、次世代のPCB設計者の育成に関する懸念が湧き上がっており、そしてその懸念には妥当な根拠があります。現在のPCB設計者のうち50%は約10年以内に引退すると推定されており、これは憂慮すべき統計です。私は、ちょうど1年前にAltiumに入社して以来、次世代を担う新しい設計者とテクノロジーについて、数多くの兆候を全世界で目撃してきました。今月のニュースレターでは、このような例を2つご紹介しましょう。ロックスターとスーパーヒーローでは、フロリダ大学の修士コースでNSF出資の研究所に参加し、天文についての経験を積んだ後、18か月前にNASAに就職した、James MacKinnon氏を紹介します。スタートアップスナップショットでは、FIRSTロボット工学コンテストで部分的に子供たちにより発案された記事を読む

除雪ビジネスを変えるロボットSnowBotにご注目ください

除雪ビジネスを変えるロボットSnowBotにご注目ください Judy Warner: Shaneさん、お会いできて光栄です。珍しい社名ですね。お話しを始める前に、ぜひその由来をお聞かせください。 Shane Zinner: この辺りには、Niwot（左手という意味）（1825–1864頃）というネイティブアメリカンの族長がいました。彼はアラパホ南部の部族のリーダーで、コロラドの歴史上重要な役割を果たしました。Left Hand Canyon（峡谷名）やLeft Hand Brewery（地ビール醸造所）、コロラド州のNiwot（地名）など、彼の名前に由来して様々な名称に「Left Hand」が使われています。ですから、設立者たちがコロラド州のNiwot出身であることを考えると、社名を「Left Hand Robotics」としたことも納得できます。 Chief Niwot（「左手」の意）とそれにちなんだ社名のLeft Hand Robotics Warner: 興味深い背景ですね。それで、Left Hand 記事を読む

James MacKinnon氏のNASAまでのキャリアパス

James MacKinnon氏のNASAまでのキャリアパス Judy Warner: Jamesさん、ご自身の学歴と、どのようにしてPCBの設計を習得したかを教えてください。 James MacKinnon: フロリダ大学の3年と4年のとき、ごく単純なPCBの設計が必須の授業がありました。基本的に、このクラスの単位を取れないと卒業できません。それに電気工学のクラスだったので、PCBの製作が求められたのです。3年生の設計課題は単純な回路でした。ですが、4年生になると、かなり複雑な回路を作らされます。このような経緯で、私はPCBの設計とAltium Designerに出会ったわけです。 Judy Warner: 実質的に、大学である種の基板設計の基礎を教えてもらったということですか。なかなか珍しいケースですね。 James MacKinnon: ええ、そうなんです。「基礎」という言葉はいい表現ですね。3年生の授業では、非常に単純な回路のレイアウトが課されました。そのときの回路には、単純なマイクロプロセッサーの、たぶんI/Oラインが含まれていました記事を読む

最小のピンで7セグメントLEDディスプレイアレイを管理する

最小限のピンで7セグメントLEDディスプレイアレイを管理する 20代の頃、私はマルチタスクの能力を誇りに思っていました。瞬時に複数のプロジェクト間で切り替え、調達担当者、エンジニア、技術者、マーケティングマネージャー、サポートスペシャリストの役割を同時にこなしながら、自分の電子機器スタートアップを運営していました。マルチタスクができることは祝福だと思っていました。 10年後、マルチタスクは作業の質を下げ、同時に脳を消耗させることに気づきました。年を取るにつれて何もかも忘れてしまうのも不思議ではありません！明らかに、マルチタスクは私のワークフローにとって持続不可能な習慣でした。しかし、電子設計においては、タスク、あるいはピンを切り替えることで、最小限のピンで7セグメントLEDアレイを制御することが可能です。 7セグメントLEDディスプレイの仕組み 7セグメントLEDディスプレイは、7つのLEDを長方形に配置した数値表示器です。7セグメントディスプレイを操作する基本は、通常のLEDを駆動するのと同じで、点灯させるためには順方向電圧が必要であり記事を読む

PCBのグランドバウンスとシグナルインテグリティーのグランドバウンス

シグナルインテグリティーの問題を最小限に抑えるグランドバウンス低減方法学生時代にバスケットボールチームで活躍した父とは異なり、私は入団テスト中、ボールをほとんどバウンドできませんでした。言うまでもなく、私はスポーツを始める前にやめてしまいました。NBAプロになるという夢は打ち砕かれましたが、その後、格闘技への情熱を見出しました。私はバスケットボールをうまく扱うことはできませんでしたが、少なくとも格闘技では足の甲で相手を跳ね返して（バウンスして）対抗することができました。バスケットボールをバウンドできなくても大きな問題にはなりませんが、電子機器のグランドバウンスを理解していないと、回路にとって大きな問題になりかねません。信頼できるPCBレイアウトエンジニアとして優れた能力を発揮するには、回路およびシグナルインテグリティーへのグランドバウンスの影響に関する知識が必要です。グランドバウンス低減技術を考慮すれば、設計全体でPCBのシグナルインテグリティーのグランドバウンスを最小限に抑えることができます。グランドバウンスとはグランドバウンスを理解するには記事を読む

国境を越えるPCB設計の制限：エッジクリアランスを超えて拡張する

国境を越えるPCB設計の制限：エッジクリアランスを超えて拡張するあなたは今まで、崖の端に立って、足をしっかりと地につけたことがありますか？いえ、転んだら少し怪我をするかもしれないような急な斜面のことではありません。私が言っているのは、ナショナルジオグラフィックで見るような、90度のスタイルで、真っ直ぐに2,000フィート下まで落ちる崖のことです。どんなに崖立ちに慣れている人でも、間違いなく恐ろしい体験です。頭の中を駆け巡る思考は止まらず、非常に原始的です。もし近づきすぎたら足が滑るだろうか？背中に感じるあの突風はどうだろう？私の好みではありませんが、時には崖を覗き込む必要があります。同様に、あなた（またはあなたのコンポーネント）が、PCBの端（クリアランス）に立っていて、余裕がほとんどない状態になることがあります。時には、あなたのコンポーネントがその2,000フィート（まあ、実際にはインチ単位に近いかもしれませんが）の崖の端に立つという恐ろしい体験をしなければならず、その存在の残りの期間、ピークパフォーマンスで動作することが求められます記事を読む

OnTrack Newsletter January 2018

OnTrack Newsletter January 2018 On Track Newsletter 2018年1月第1巻第10号明けましておめでとうございます。Altium^®のOn Trackニュースレター1月号へようこそ! 「設計者に注目」コーナーでは、ベルギーに拠点を置くPCB企業Eurocircuitsのオーナーであり、この業界のベテランであるDirk Stans氏とともに、DFMと試作についての新たな展望をお届けします。「次世代のイノベーター」では、フォーミュラSAEの優勝候補として注目されるチームのひとつである、プリンストン大学のRacing Electricチームに注目します。 On Trackビデオシリーズでは、John Magyarが独特な形状のPCBについてお話しします。さらに、視聴者からの要望により、レイヤー構成の番号付与について、Chris Carlsonが作成したボーナスビデオもお届けします。 3つの栄養豊富な頭脳食を提供いたします。新しい特集記事の地域ニュースも忘れずに目をお通しください。 On 記事を読む

PCB製造の溝を埋めるベテランのDirk Stans

PCB製造の溝を埋めるベテランのDirk Stans Judy Warner: Dirkさん、電気業界でのご自身のキャリアパスと経歴について簡単に教えてください。 Dirk Stans: 私はDISCに就職し、電気エンジニアとしてのスタートを切りました。DISCは、入社して1年後、Barco Graphicsになりましたが。入社初日から、私はヨーロッパのPCB業界向けのCAM（Computer Aided Manufacturing）システムの販売に携わりました。ここで私は、1989年以降のヨーロッパおよび世界的なPCB業界の進歩に関する見識を得ました。ヨーロッパは世界のプリント回路基板の40%を製造し、現地の各企業は相変わらず量産に専念していてもかなりの収益を上げることができました。一方で、これとは別に未開拓の市場があり、エンジニアはこの市場での試作品の作成に苦労していました。ヨーロッパで最初に電子製品をOEM製造した大企業が、極東および中国に子会社を設立しており、多くの他社もすぐに追随しました。ベルリンの壁が崩壊し記事を読む

リソグラフィの問題がPCB製造の妨げになることを防止する方法

リソグラフィの問題がPCB製造の妨げになることを防止する方法プロジェクターという技術には、本当にイライラさせられることがあります。たとえば、「昔ながらのプロジェクターを使って映画鑑賞会を開こうとバターたっぷりの美味しいポップコーンまで用意したのに、いざ投写してみると映像が歪んでいない個所が1つもない」、「同僚や上司に対して影響力のあるプレゼンテーションをしようとしたところ、映し出された画面では画像とグラフがすべて押し潰されていた」、「授業をしようとしたら、白黒の画像しか投写されなかった」といった具合です。投写された画像が話にならないものならば、すべてをスライドに収まるように何時間もかけたのは無駄だとしか思えません。プロジェクターとディスプレイの位置合わせがうまくできれば、こうした大きなストレスを伴う問題の多くが解消されるでしょう。 PCBの製造でも、プロジェクターと同じような光学的位置合わせが行われます。これはリソグラフィの一部であり、PCBの製造が進む中でパターン層が規定されます記事を読む