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PCB設計

PCB設計プロセスを容易にするモジュールの使い方

PCB設計プロセスを容易にするモジュールの使い方画像出典: Adobe Stockユーザー alexbrylovhk ヨセミテへの初めての旅で、私はとんでもなく大変なことをしようとしていました。大きな山と無謀な計画。私はクラックにすっぽりと入り込んで身動きが取れなくなってしまいました。一晩の緊急野営の後、私のプロジェクトは終わりを告げられ、谷底に戻った私は征服できなかった山を見上げる羽目になりました。PCB設計でも、概念的な仕様を実際の設計に移す際に適切に計画を立てないと、空しく終わったこの登山のような結末になる可能性があります。同時に考慮すべき要素が多数あります。例えば、空間とパフォーマンスを最適化するため、主要コンポーネントをどの場所に配置するか、どのコンポーネントを最初に配置するかなどがあります。また、サブシステムをどこに収納するか、どの配置が結果的に最もきれいにトレースできるかなども検討する必要があります。このような最初の決定事項は、面倒な作業だったり、先送りされたり記事を読む

ティアドロップにより設計の量と質を高める方法

ティアドロップにより設計の量と質を高める方法 1つでもプリント回路基板を設計したことがあれば、開発のさまざまな段階で、予期しない問題の対応に苦労したことがあるでしょう。一般に、組み立てや製造のプロセスで、穴の位置がずれたり思いがけずドリルが範囲からはずれたりすることで、問題が発生します。基板を破棄することがない場合でも、時間の経過とともにトラックが分離する問題につながる可能性があります。そのような問題が非常に一般的で、かつ設計者のコントロールを超えているよう見えるにもかかわらず、設計においてこのような問題に備え、発生を予防するためにどのような対策を取ることができるでしょうか? 穴の位置調整およびドリルの位置合わせの問題 PCBにドリルで穴を開ける際、2つの原因により問題が発生する可能性があります。1つは穴が指定の位置から若干ずれること、もう1つはドリルの位置合わせが若干ずれることです。さらに、レイヤーを貼り合わせる際に非常にわずかですがレイヤーが動くことで、見えないパッドのずれが発生します。特に設計がリジットフレキシブル基板の場合記事を読む

ECADデータライブラリの管理

ECADデータライブラリの管理 ECADデータライブラリの適切な管理が行えないため、設計プロセス全体が停滞していないでしょうか? 多くのエンジニアは、データのライフサイクルを管理するための確実なリソースを必要とするため、この問題に頻繁に直面します。多くの場合、新製品の特長や機能を決定する最も重要な要素は電子機器です。私たちは、単純な消費者向け電子機器から、高度なMRI装置までにわたる多くの形式で、電子機器を毎日使用しています。電化が進んだ今日の世界では、ECADデータのライフサイクルを効果的に管理できるかどうかが、ビジネスの成功と失敗とを左右する要因となります。製品が失敗する可能性は常に存在しますが、ECADデータライブラリを効率的に管理および監督できないことが失敗を招く可能性は排除するべきです。残念ながら、データ管理が適切でないために不整合が発生し、エラーの可能性が増大することは珍しくありません。これは製品のコストと品質に影響するだけでなく、チームの生産性、効率性、協調性にも悪影響をもたらします。記事を読む

設計の準備: 設計データの集中管理

設計の準備: 設計データの集中管理私は料理が大好きです。レシピを調整して味とバランスをびったりにする満足感。キッチンのにおい。「パパのミートボールは最高だね」なんて言いながらパクパク食べている息子を見るときの誇らしい気持ち! でもレシピをゼロから考えるのは大変な時間が掛かるし、普通はそんな時間はありません。乱切りしたり、さいの目に切ったり、量を計ったり、冷蔵庫と戸棚の間を行ったり来たり。料理番組ではどうしてあんなに簡単に見えるのでしょう? 理由はいたって簡単で、料理番組では事前にすべて準備してあるからその時間がいらないというだけなのです。プロのシェフは事前にすべての食材を用意しておくことを「 mise en place（下ごしらえ）」と言いますが、これはフランス語で「その場に置いておく、用意しておく」というような意味です。普通の家庭よりプロのシェフの料理の方が速いのは、そのためです。 EDAのブログでなぜ料理の話をしているかですって? 実は、料理には設計プロセスに活かせると思えるヒントがいくつかあるからです。つまり記事を読む

PCB設計で銅箔を最大化する方法: 銅箔流し込みと銅箔配置の長所と短所

PCB設計で銅箔を最大化する方法: 銅箔流し込みと銅箔配置の長所と短所画像出典: Flickrユーザーbillautomata ( CC BY 2.0) PCB設計には「銅箔は自由」という格言があります。これは、PCB設計者は逆に考える必要があることを意味します。最初、基板には一面に銅箔が張られ、必要のない銅箔を取り除きます。ほとんどベアボード状態の同じサイズの基板と比べて、ほとんど銅箔である基板を作る方が、素早く作成でき、無駄がなく、コストも安くなります。適切なテクニックを選ぶかどうかで、作業が楽になるか、ストレスがたまるかの違いが生じます。銅箔を最大化する方法は、一般に2つあります: 手動 – 通常、この方法の方が迅速ですが、雑になります。具体的な図形を定義、配置することによって、銅箔をオブジェクトとして素早く配置できます。これらのオブジェクトは、ネットに割り当てることができ、導通試験の間に、ショートやエラーがないかチェックします。このテクニックは、短納期の場合やプロトタイプの作成に好まれます。自動 – この方法の方が、時間がかかります。一方記事を読む

リジッドフレックスPCB設計

硬軟混成PCBデザインについての考察 Altiumの専門家、Ben Jordanと一緒に、リジッドフレックスPCB設計の詳細を学びましょう。記事を読む

コラボレーティブデザインパート4: IDXによる真のECAD/MCADコラボレーション

コラボレーティブデザインパート4: IDXによる真のECAD/MCADコラボレーション真のECAD MCADコラボレーションとは、設計環境間での移動時に詳細を保持すること以上のものです。設計変更の可視性、比較およびマージ機能、リビジョン追跡、コメントなども、共同設計の重要な要素です。このブログシリーズの最終回では、IDXがこれまでで最も良い解決策かもしれないという点について見ていきます。このブログシリーズの最後の部分で、ECAD MCADコラボレーション市場について、そして2つの領域間で設計データを行き来させるための良いシステムがいかに重要かについて深掘りしました。しかし、今日使用されている一般的な方法を分析しても、より良い方法があるのではないかという疑問が残りました。なぜ、電気設計者と機械設計者の間で真のコラボレーションシステムを持つことができないのでしょうか？そして、私が言いたいのは、環境間を行き来する際に詳細を保持することだけではありません。それも重要ですが、真のコラボレーションとは、可視性、比較、マージ、追跡記事を読む

電力ネット管理 - 第2弾

電源ネット管理 - 第2弾最近のブログ投稿「パワーネット管理」について、非常に興味深く、有益なコメントが多数寄せられました。多くの人が議論に参加してくれるのを見ると、私にとって心温まることです。これらの貢献は、パワーマネジメントの領域がいかに広大で複雑であるかを理解するのに役立ちました。最近のブログ投稿「パワーネット管理」について、非常に興味深く、有益なコメントが多数寄せられました。多くの人が議論に参加してくれるのを見ると、私にとって心温まることです。これらの貢献は、パワーマネジメントの領域がいかに広大で複雑であるかを理解するのに役立ちました。皆さんにとって、どのようなタイプの設計を行っているにせよ、明らかに非常に重要な領域です。これらのコメントの多くは素晴らしい提案やアイデアを提供しています。これらを一つにまとめ、整理し、前進するための明確で有用な方法を示すことを試みたいと思います。この問題に取り組むにあたり、まずは対処すべき問題をより明確に定義し、分類することから始めたいと思います。そうすることで記事を読む

PCB製造において避けるべき5つの要素

PCB製造において避けるべき5つの要素最後のデザインレビューが完了し、必要な承認の署名をもらい、作業がほとんど完了した状況を想定してみます。コンポーネントが調達され、基板のレイアウトが完成しても、最大の課題がまだ残っています。設計の意図を製造部門へ正しく伝えなければ、設計にかけた何か月もの時間と、チームの労力は水泡に帰すことになります。しかし、このような設計の後段階の処理は、どのような方針で行えばいいのでしょうか? 製造部門に必要なすべてのファイルを出力するためのツールは用意されています。しかし、デジタルの情報から物理的な品物への翻訳プロセスは、それほど簡単で明瞭なものではないのは明らかです。実際のところ、何か月もかけて完璧な基板レイアウトを作成しても、設計の意図を製造用ドキュメントで明確に伝達できなかったために、大きな失敗が引き起こされることも考えられます。ドキュメント作成プロセスにおいて遵守するべき真理が1つあるとするなら、それは従来の常識を否定し、より多くの詳細を記載する方が、少ないよりも良いと考えることです記事を読む

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 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、電気的に機能的記事を読む

レイヤースタックを初めから間違えないようにする方法

レイヤースタックを初めから間違えないようにする方法 PCBの製造工程で最も犯しやすい間違いの1つは、層の順序の誤りです。確認しないままにしておくと、全工程が無駄になる場合があります。 PCB実装工程を経た製品は、電気的導通の観点からは機能するかもしれません。電気的に導通していれば、電気的検査にも合格するかもしれません。しかし、プレーンや信号層の順序と層間の距離を最優先にしている設計では、最終的な実装段階で障害が発生します。この問題を予防するにはどうすればよいでしょうか ? 詳細な方法正しい順序で積層し、後工程外観検査を行うために必要な情報を製造業者に確実に伝えるには、そうした情報を銅パターンとして直接設計に組み込んでおく必要があります。これらのパターンを設計に含め、最終的な実装の検査のための機構を提供するのは PCB設計者の責任です。該当するのは、以下の機能です。他の全てのレイヤーと関連付けて定義された番号割付方針によりレイヤーを正確に識別する。レイヤーの順序を目視で簡単に検査できるよう積層ストライプを追加する。記事を読む

高速設計プロセスを自動化する方法

高速設計プロセスを自動化する方法ネットの個々のセグメント長、ビアの深さ、またはピンの長さをスプレッドシートで追跡するのは、負担になることがあります。Altium Designer^®の新技術を使って、高速設計プロセスを自動化する方法を学びましょう。高速設計は、電気エンジニアが取り組むことができる最も難しい課題の一つです。高速信号がどのように反応するかに影響を与える要因は数多くあります。一般的な誤解は、高速設計はシステムクロック周波数の機能であるということです。これは事実ではありません。むしろ、高速は立ち上がり時間、PCBスタックアップによるインピーダンス制御、トレース幅、および終端によって決定されます。高速スイッチングは、エンジニアとPCB設計者にとって本質的に2つのことを意味します：信号整合性の問題反射、クロストークなど信号整合性の目標は、制御されたインピーダンスのルーティング、終端、およびPCBスタックアップを通じて達成されます。タイミング制約複数の信号がほぼ同時に目的のピンに到達することを保証します記事を読む

PCB設計に関する7つの一般的な誤解

PCB設計に関する7つの一般的な誤解 PCB組み立てを何年も経験しているあなたなら、デカップリングキャパシタやはんだマスク、回路図記号をよく知っているはずですよね？さあ、覚悟してください。これまであなたが思っていたプリント基板設計に関するすべてを覆すかもしれません。まあ、すべてではありませんが、7つのことです。設計時には、教えられたこと、聞いたこと、自分で学んだこと（直角はPCBの酸の罠？）など、もはや当てはまらない特定の誤解を持っているものです。これらの誤解に固執することは、設計にとって障害となり、不良基板や現場での故障、さらには全体的な生産コストの増加につながる可能性があります。時々、教えられた経験則や標準設計ガイドラインを見直し、現在の設計環境でそれらが意味をなすかどうかを確認することが不可欠です。プリント基板設計の7つの誤解 1. 剛性回路とフレキシブル回路は同じ設計ルールを持っています。材料は異なりますが、機能性は同じなので、設計図に大きな違いはないはずですよね？考えているよりも多くの違いがあります。一つには記事を読む

Draftsman: ソフトウェアにドキュメント作成をさせよう

Draftsman: ソフトウェアにドキュメント作成をさせよう最後のルーティングを終え、最後のビアをステッチし、最後のプアを行いました。ついにその基板の作業が終わりました — お祝いする時です！（または、次のプロジェクトに移る時です。）待ってください！まだ終わっていません。まだ、文書作成が残っています - 製造図面、組立CAD図面、製造工場があなたの慎重に作り上げた芸術作品を実際の電子製品に変えるために必要なすべてのものです。残念ながら、PCBレイアウトソフトウェアでアクセスできるツールは、このプロセスを長く、手動で、おそらくエラーが発生しやすいものにするでしょう。それはなぜでしょうか？EDAベンダーは何年にもわたり、多大なお金をかけてPCB設計プロセスを改善してきました。ルーティングは以前よりも速く、簡単になりました。フットプリントの作成？問題ありません。そのためのウィザードがあります。しかし、CAD図面を作成するところになると、私たちは90年代（あるいは80年代）に戻ってしまいます。 PCB Design School提供の画像 [1] 記事を読む

テストまたはDFTの設計に成功する方法

テストまたはDFTの設計に成功する方法プリント回路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、製品全体の合計製造コストの25%から30%を占める場合があります。テストカバレッジを最大化し、PCB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。基板のテストカバレッジを確実に最大化するために、従うべき設計の最善の方法はいったい何なのか? 確認してみましょう。いつでも事前に計画する設計を計画するときに聞く最初の2つの質問は次のとおりです。誰が実装をテストしますか? 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、契約製造元（CM）に直接連絡して記事を読む

PCB設計に関する5つの事実をあなたの上司が知るべきです

PCB設計に関する5つの事実をあなたの上司が知るべきこと優れたプリント基板を設計することがあなたの仕事です。使用する部品や必要な材料など、何が必要かを理解しています。一方、あなたの上司の仕事はビジネスの側面にあります。彼らは利益と損失を理解し、生産性レベルを維持するなどのことを理解しています。しかし、彼らはしばしばプリント基板設計の詳細を本当に理解していません。そして、それらの技術的な側面は利益と損失や生産性レベルに大きな影響を与えることができるので、理解の欠如はコミュニケーションの問題を引き起こし、特定の問題について衝突する原因となります。ですから、あなたが仕事をする際に彼らの助けとサポートを得るために、上司が知っておくべきPCB設計情報の 5つの事実をここに示します。 1. PCBは全体の製品コストの約31％を占めます。このようなPCB設計情報は、プロジェクトが予算内で収まっているのか、それともコントロールを失って膨らんでいるのかを上司に理解してもらうための良い経験則です。また記事を読む