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PCB設計におけるEMI制御の習得：PDNのためのデカップリング戦略 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 PCB設計におけるEMI制御をマスターするシリーズの第5回目へようこそ。この記事では、電力分配戦略についてさらに深く掘り下げ、PCBプロジェクトにおける電磁干渉（EMI）性能を向上させるための最適化方法について議論します。 図1 - Altium Designer®でのデカップリング戦略の例 デジタルプリント基板上でEMIを制御し、信号整合性を向上させる上での重要な要素は、効果的なデカップリング戦略を実装することです。これらのアプローチは、基板上の集積回路（IC）にクリーンで安定したエネルギー供給を保証します。 これを達成するために、PCB設計者は、高速スイッチングICのエネルギー需要を満たす強力な電力供給ネットワーク（PDN）を作成する必要があります。これにより、電源から適切な電流量をICが受け取ることを保証します。効率的かつタイムリーにエネルギーを供給するPDNを設計することは挑戦的です。これには、損失を減らし、高性能のためのインピーダンスニーズを満たすことが求められます。 データレートと信号速度が増加し続ける中、低インピーダンスのPDN（Power Delivery Network）を設計することがより重要かつ困難になっています。これは、インピーダンスプロファイルが送信される信号の周波数と密接に関連しているためです。これらの要因をバランスさせることは、PCB設計の性能を維持し、EMI（電磁干渉）の問題を最小限に抑えるために不可欠です。効果的なパワーデリバリーネットワーク（PDN）を設計する際には、デカップリングキャパシタの組み込みや、スタックアップ内でのパワープレーンや銅ポリゴンの使用など、いくつかの一般的な技術が使用されます。 しかし、広く受け入れられている方法や神話の中には、実際には効果がないだけでなく、ボードの性能に悪影響を及ぼすものもあります。 アンチレゾナンス 一つの人気のある技術は、10nFから1µFまでの異なるサイズの複数のキャパシタを使用することです。大きなキャパシタが集積回路（IC）にエネルギーを供給し、小さなキャパシタが高周波ノイズをフィルタリングするという考え方です。このアプローチは論理的に思えますが、PDNの全体的なインピーダンスを減らそうとするときに実際には逆効果になることがあります。逆効果になる理由は、実際のキャパシタは理想的に振る舞わず、高周波数で顕著になる寄生効果を持っているためです。 コンデンサは、その共振周波数までのみ容量性インピーダンスを示します。この点を超えると、コンデンサのパッケージ内の寄生成分がインピーダンスに影響を与え始め、コンデンサの振る舞いがより誘導性を帯びるようになります。全体の容量を高め、インピーダンスを低くするために異なるサイズのコンデンサを使用する試みは、重大な課題を提示することがあります。これは、各コンデンサが独自のインピーダンスプロファイルを持ち、その特有の特性によって影響を受けるためです。各コンデンサは異なる共振周波数も持っており、これらのインピーダンスプロファイルが互いに重なる状況につながります。このインピーダンスプロファイルの重なりは、特定の周波数でより高いインピーダンスピークを引き起こします。これらのピークは、コンデンサのさまざまな共振周波数間の相互作用によって発生します。 図2 - アンチレゾナンス — 異なるインピーダンスプロファイルを持つ異なるサイズのコンデンサを並列に配置する効果。出典: fresuelectronics.com 記事を読む
ルールを曲げる：ダイナミックアプリケーションのためのフレキシブル回路の設計 ルールを曲げる：ダイナミックアプリケーションのためのフレキシブル回路の設計 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 フレキシブル回路は、剛性のあるPCBでは実現できないコンパクトで軽量、そして適応性の高い設計を可能にします。ウェアラブルデバイスからロボティックシステムまで、フレキシブルPCBは常に動き続けるアプリケーションで優れた性能を発揮します。しかし、これらのダイナミックな環境は、回路設計に独自の課題をもたらし、技術的な専門知識と戦略的な計画の両方が求められます。 このブログでは、ダイナミックなアプリケーションのためのフレキシブル回路の設計について見ていきます。材料科学の理解から一般的な課題への対処まで、このブログはPCBデザイナーに耐久性と信頼性のあるフレキシブル回路基板を作成するために必要な洞察を提供します。 ダイナミックなアプリケーションにフレキシブル回路が不可欠な理由は何か？ フレキシブルPCBは、狭いスペースに適応し、繰り返しの曲げやねじれに耐える能力があるため、際立っています。これにより、剛性のあるPCBでは失敗するようなアプリケーションで役立ちます。例えば： フィットネストラッカーやスマートウォッチのようなウェアラブル電子機器。 ロボットアームや関節で連続的な動きを扱うロボティクス。 エアバッグ、センサー、内装照明を含む自動車システム。 最先端のスマートフォンや携帯デバイスの折りたたみ式および巻き取り式ディスプレイ。 これらのダイナミックなアプリケーションは、性能を損なうことなく機械的なストレスと繰り返しの動きに耐える設計を要求します。 材料科学 柔軟な回路のために選択する材料は、動的なアプリケーションでの性能に大きな影響を与えます。重要な材料とその役割を詳しく見てみましょう： 基材 ポリイミド（PI）：その優れた機械的強度、柔軟性、および耐熱性のために、柔軟な回路に最も一般的に使用される材料です。 液晶ポリマー（LCP）：低い水分吸収と優れた高周波性能が求められるアプリケーションに理想的です。 銅の種類 圧延アニール（RA）銅：その滑らかな表面と高い延性のため、動的なアプリケーションに好まれます。RA銅は、電気めっき（ED）銅と比較して、繰り返しのストレス下での亀裂が発生しにくいです。 接着剤なしラミネート：接着剤なしの構造は、剥離などの潜在的な弱点を排除し、材料の厚さを減らすことで、繰り返し曲げに対する回路の耐性を向上させます。 以下に示すのは、ブックバインダー構造を持つ例のリジッドフレックススタックアップです。このスタックアップの設計アプローチについては、 この記事でさらに読むことができます。 成功へのテスト：動的曲げおよびフレックスサイクルテスト 記事を読む
Gerber X3 Gerber X3ファイル形式の概要 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 ほとんどの設計者やEDAベンダーは、UcamcoからのGerberエクスポートフォーマットの最新のアップデートについておそらく知らないでしょう。2020年に静かに、UcamcoはGerberフォーマットをアップデートし、新しいフォーマットはGerber X3として知られるようになりました。新しいフォーマットは以前のフォーマットと非常に似ており、EDAソフトウェアやCAMツールがGerber X3ファイルのセットを持っていると教えてくれない限り、それがGerber X3ファイルであることを知ることはおそらくないでしょう。 では、このフォーマットの何が大きな問題で、なぜ設計者や製造業者がそれについて気にするべきなのでしょうか？ Gerber X3ファイルエクスポートに含めることができる新しい機能やメタデータをいくつか見てみると、Ucamcoが業界の事実上の製造ファイルフォーマットをアップグレードすることを選んだ理由がはるかに明確になります。この記事で、いくつかのアップグレードと新機能を概説します。 インテリジェントデータフォーマットの歴史 まず、PCB製造のアウトプットについて非常に簡単な概要をお話しし、これがGerberファイルフォーマットを現在のバージョンに更新する動機を説明することを願っています。 Gerberファイルは1980年にRS-274-Dファイル形式のオリジナルリリースとともに登場しました。後に1998年には「技術的に時代遅れ」と宣言され、RS-274-X形式に置き換えられました。この形式は今日に至るまで、Gerber X2とともに事実上の標準として残っています。1995年には、最初の「インテリジェント」データ形式であるODB++がリリースされ、PCB製造業者への引き渡しのために、より多くの製造および組立データを単一のデータアーカイブに束ねる試みとして登場しました。2004年3月には、IPC-2581標準のオリジナルリビジョンがリリースされ、ODB++出力と同じレベルのインテリジェンスを、単一のXMLベースのファイル（.IPC拡張子）で提供しました。 今日のPCB出力ファイル形式についてもっと知る EDAベンダーとCAMベンダーは、これらのデータ形式の作成と閲覧をさまざまな程度でサポートしてきました。これらのファイル形式の進化の傾向は明らかであるべきです：時間が経つにつれて、PCBに関するより多くの情報を形式に組み込んできました。これらのファイル形式でサポートされているデータの例には、次のようなものがあります： コンポーネント情報 スタックアップとレイヤー定義 外部ネットリスト（IPC-D-356のような）が不要なネット名 差動ペア定義 他にも現代のフォーマットが登場し、消えていったものがありますが、 Happy Holdenが別の記事でうまく詳述しています。しかし、これまで生き残っている3つは、新しいGerberバージョン、ODB++、そしてIPC-2581です。X3は、クラシックなGerberフォーマットを、インテリジェントなデータフォーマットで期待されるものにかなり近づけます。 記事を読む
EMI Series Part IV PCB設計におけるEMI制御の習得：低EMIのためのPCB設計方法 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 PCB設計におけるEMI制御をマスターするシリーズの第4回目へようこそ。 PCB設計におけるEMI制御のマスタリング。この回では、効果的なPCB設計に不可欠な電磁干渉（EMI）の管理に関する高度な側面を探ります。 プリント基板（PCB）を設計する際の主な課題は、設計が放射された排出と導かれた排出の両方のテストに合格できるようにすることです。これは、規制基準を満たし、意図した環境でPCBが適切に機能し、他のデバイスやシステムへの干渉を引き起こさないようにするために重要です。 同様に重要なのは、外部および内部の排出に対する免疫を達成することで、最終製品の信頼性と性能を確保することです。 図1 - Altium Designer®でのPCB設計の例 電磁干渉（EMI）の設計では、排出は主に回路内の電流の変化によって引き起こされることを理解することが重要です。これは、内部の電流変化により、すべての回路が必然的にある程度の電磁放射を発することを意味します。設計者にとっての主な課題は、この放射の程度を管理し制御することです。 より良い電磁両立性（EMC）を達成するためには、これらの電磁放射を効果的に含有し最小限に抑えるプリント基板を設計することに焦点を当てる必要があります。 これには、2つの主要なタイプの放射を対処することが含まれます： 差動モード電流による放射； 共通モード電流による放射。 図2 - 回路内の差動モード電流と共通モード電流（共通モード電流の戻り経路は示されていません）。参照：Dario Fresu これらの電流を理解する最も簡単な方法は、差動モード電流を異なる経路を通って「反対方向」に流れるものと考えることであり、共通モード電流は回路の経路に沿って同じ「共通」の方向に流れます。 差動モード電流からの放射を最小限に抑える方法 差動モード電流は、回路の正常な動作に不可欠です。これらの電流は、集積回路（IC）とコンポーネントの間を流れ、PCB内の回路の設計の一部です。 記事を読む
OEMおよびハーネスメーカー OEMおよびハーネスメーカー：成功のためのより強固なパートナーシップの構築 1 min Blog PCB設計者 製造技術者 PCB設計者 PCB設計者 製造技術者 製造技術者 OEMおよびハーネスメーカーがどのように協力して、自動車から重機まであらゆるものをシームレスな効率で動力を供給する信頼性の高い製品を作り出しているかを発見してください。 記事を読む
より賢い部品選択、より速い設計サイクル Octopart + Altium 365 RSP = より賢い部品選択、より速い設計サイクル 1 min Newsletters PCB設計者 電気技術者 購買・調達マネージャー PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 購買・調達マネージャー 購買・調達マネージャー Octopartを使用して部品の価格と在庫状況を確認していますか？もしそうなら、Octopartの強力な部品検索機能とAltium 365内の体系的な要件管理を組み合わせることで、電子設計のワークフローを強化できます。 要件＆システムポータル（RSP）はAltium 365内で、開発プロセス全体を通じて要件を定義し追跡することを助け、より情報に基づいた決定と設計の反復回数の削減につながります。 部品データの力 Octopartは、年間1500万人以上のユーザーに信頼されている業界をリードする電子部品検索エンジンとしての地位を確立しています。エンジニアは、400以上のディストリビューターと数千のメーカーからの7200万個の電子部品を網羅するOctopartの包括的なデータベースを利用して、部品選択と調達の決定を行います。昨年、Octopartのユーザーは8300万回以上の検索を実行し、 Octopart BOMツールを使用して20万5000以上のBOMを作成しました。 要件管理の再考 電子設計における各部品の選択は連鎖反応を引き起こします。各選択はシステム要件、調達の制約、および性能仕様と一致しなければなりません。部品データと要件が別々のシステムに存在する場合、エンジニアは仕様に対する選択の検証に無数の時間を費やします。これは、イノベーションに費やすべき時間です。 要件＆システムポータルは、 Altium 365のWebインターフェースと Altium Designerアプリケーションの両方を通じて要件をアクセス可能にします。エンジニアは部品要件を定義し、関連するコンポーネントデータやドキュメントへのリンクを含めることができます。この体系的なアプローチは、従来のコンポーネント選択を 一連の手動チェックから、より構造化された要件駆動のワークフローへと変えます。 基本的な部品検索を超えて 従来のコンポーネント選択は、要件文書、データシート、およびサプライヤーのウェブサイト間での切り替えを伴うことが多いです。エンジニアは、各部品がシステム仕様、温度範囲、および性能要件を満たしていることを手動で確認する必要があります。要件が変更されると、以前に選択されたコンポーネントの再検証を強いられるため、このプロセスは特に困難になります。 Octopartは、以下を通じてコンポーネント検索プロセスを簡素化します： 技術的なクエリを理解するスマート検索アルゴリズム 記事を読む
ZIFインターフェース、白背景に隔離 柔軟な回路の終端方法：PCBデザイナーのためのガイド 1 min Blog PCB設計者 電気技術者 製造技術者 PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 製造技術者 製造技術者 柔軟な回路の終端方法を発見しましょう。これには、ZIFコネクタ、フレックスフィンガー、圧着コネクタが含まれます。耐久性と性能を確保します。 記事を読む