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BGAピンピッチのシグナルインテグリティ 224G-PAM4および448Gにおける信号整合性へのBGAピンピッチの影響 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 PCB業界は、製造と信号整合性の両方の面で、常に半導体パッケージングに遅れをとっているようです。業界がデモから生産へと移行する224Gインターフェースを楽しみにしている中、Ethernet AllianceやSNIA/SSFのような組織は、超高データレートの次世代に焦点を当てています。28GHzから56GHzの帯域幅に達すると、信号整合性に影響を与える主要な要因が再び変化し、パッケージからPCBへのインターフェースでの損失と信号歪みが増加します。 これは、誘電体から銅の粗さへの損失プロファイルの変化が原因ではありません。理由は、PCBへの垂直遷移の構造、特にBGAパッケージの下側にあるものによるものです。BGAファンアウトルーティングのためのビア設計は、224G-PAM4および次世代448Gデータレートでの信号整合性に大きく影響を与える主要な要因です。業界がこれらの高速データレートに目を向けるにつれて、56GHzでのパッケージングとPCB構造における信号整合性を決定する要因は、448Gで必要とされるより高いチャネル帯域幅でも適用されます。 以下で見るように、56G-NRZや112G-PAMで機能したBGAおよびコネクタのピンピッチとサイズは、224G-PAM4では機能しない可能性があり、448Gでは確実に機能しません。これらの構造が信号整合性にどのように影響するか、およびPCB内およびパッケージング内でのMIAおよびボールアウト遷移を評価するために使用されるべき重要な指標を見ていきます。 224G PAM4で信号整合性にBGAピッチが重要な理由は? 224G PAM4インターフェースはナイキスト周波数が56 GHzであり、これは チャネル帯域幅がDCから少なくともこの値まで広がることを要求します。56 GHz近くでは、PCB内のBGAパッケージに接続する典型的なボールおよびビア構造は、電磁場共鳴とほぼ一致するサイズおよび長さのスケールを持っています。これらの共鳴に達すると、私たちは重大な帯域幅制限効果を見始めます。そして、これらの共鳴がピンピッチの関数であるため、これらの周波数で作業する際にはパッケージ設計の一部としてこれを考慮する必要があります。 56 GHzまで正確な入力インピーダンスマッチングを持つビアを設計することは、関連する課題です。以下の理由により関連しています： 56 GHz帯域幅で動作する差動インターフェースは、帯域幅仕様全体でマッチした入力インピーダンスを必要とします ビアは、56 GHz以下で電磁場の局在が不足するために放射を開始する可能性があります その後、信号ビアの周りの電磁場の局在を復元するためにステッチングビアが必要になります 差動ビアのアンチパッドと層の厚さは、異なる周波数範囲でビアの入力インピーダンスに影響を与えます 56 記事を読む
PCBコスト削減 10%のPCBコスト削減を実現するための簡単な戦略 1 min Blog PCB設計者 電気技術者 PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 調達コストを10％削減することは大したことに思えないかもしれませんが、大量生産になるとその節約は積み重なります。 記事を読む
PCBレイアウト複製に関する記事 PCBレイアウトの複製：テスト治具に最適なツール 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 Altium Designer 24の「レイアウト複製」機能は、素晴らしい設計ツールから期待されるすべてを体現しています。それは、ミッションにとって重要でありながら実行するには退屈なタスクを引き受けます。小さなPCBの配列のための生産テストフィクスチャを配置したことがある人なら、精度が求められる一方で、回路を何度も配置してルーティングする繰り返しの作業の間で綱渡りをしているようなものだと知っています。 同じ回路を何度もレイアウトしなくて済む時間があれば、何ができるか想像してみてください…退屈なレイアウトに直面している初心者エンジニアにとって、このようなツールは、特に昼食が少し贅沢に感じられる長く退屈な日に、数多くのエラーを防ぐことができます。そして、最終結果が完璧に一致した回路の配列を明らかにしたとき、それはプロジェクトが終了すると満足感を持って振り返ることができる満足のいくイメージです。 レイアウト複製は数クリックで行え、 Altiumのドキュメントを読まずにすぐに実装できます。さらに、ソフトウェアには出力を表示する「プレビュー」ペインが含まれており、新機能を実装する際によく使用される試行錯誤の必要性をなくします。 したがって、プレビューペインに特定のビアが表示されない理由について疑問に思っている場合は、プレビューで全てが一つにまとまるまでオプションをいじってみてください。
賢明なAltiumユーザーなら、複製が完了した後にすべての設計ブロックのレイアウトに小さな調整が必要になった場合に何が起こるか疑問に思うかもしれません。レイアウト複製は非常に使いやすいですが、過去の設計ブロック複製の設定/メモリ/リンクを保持しません。これは、任意の調整をコピーするためにツールを最初から再度実行する必要があることを意味します。一部の変更はすべてのブロックに適用するために数クリックだけで済む場合がありますが、他の変更はちょうど良く調整するために手動での調整が必要になる場合があります。 既に、設定とリンクを保持して過去のレイアウトを更新するプロセスを容易にするために設計されたツールや技術があります。例えば、Altiumのマルチチャネル設計機能は、スキーマティクスを効果的にキャプチャし、配列全体の接続を管理します。 これらのチャネルをルームとして指定することにより、複数のエリアにわたってレイアウトとフォーマットを簡単に複製できます。これらのオプションは、ルームの設定、そのルールの定義、およびそれらの実装に慣れている経験豊富なAltiumユーザーにとって特に有益です。 しかし、テストフィクスチャの配列を再作成するタスクに取り組むのは、常に経験豊富なAltiumユーザーというわけではありません。より多くの場合、リードエンジニアの設計に基づいて単一の回路を配列に変換する任務が新人に委ねられます。ここでレイアウトの複製が光を放ちます。ルールを設定したり、DRC違反を考慮したり、ECOを実行したりする必要がないため、プロセスを簡素化し、新しいエンジニアを引き付け、自信を高めるのに十分な挑戦を提供しますが、繰り返しのタスクで彼らを圧倒することはありません。 要するに、PCBレイアウト複製は、かつて些細なタスクだったものを簡単なコピー＆ペースト操作に変える直感的な自動化ツールです。 記事を読む
DCブロックフィルター設計 1 min Altium Designer Projects 電気技術者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 PCB設計者 PCB設計者 この記事では、オシロスコープの入力チャネル用のDCブロックフィルターを設計およびシミュレートする方法について説明します。コンポーネントの選択、レイアウトの最適化、シミュレーション結果、および実世界での検証について学び、さまざまなハードウェア設計ニーズに対応する高性能フィルターを作成します。 記事を読む
組み立てのヒントとコツ 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 PCB組み立ての技術を習得しましょう。手作業での組み立てに適した専門家のヒントやテクニックを用いて、ステンシルの選択からリフロー工程まで、プロトタイピングでも量産でも、効率的な検証のための組み立てワークフローを最適化します。 記事を読む
PCB熱プロトタイプ サーマルプロトタイプPCBの設計方法 1 min Blog 電気技術者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 PCB設計者 PCB設計者 熱プロトタイプは、さまざまなコンポーネントに対する熱負荷を実験する機会を提供します。これらのPCBをどのように設計し、それらから何を学ぶことができるかについて説明します。 記事を読む
熱プロトタイピングPCB シミュレーションの代わりに熱プロトタイピングを使用すべき理由 1 min Blog 電気技術者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 PCB設計者 PCB設計者 設計における潜在的な問題の中で、熱的な課題は予測が最も難しいものの一つです。また、熱管理の問題に気づくのは、既にプロトタイプを作成し、テストを開始した後のことが多いです。その時点で、機械設計チームはエンクロージャーの変更、冷却機構の追加、製品の多くの仕様の変更を行う必要があります。熱問題が発生した後で仕様を変更するには遅すぎます。 これらの問題に対する解決策は何でしょうか？ほとんどのEDAベンダーは熱シミュレーションアプリケーションを推奨し、その後で追加のライセンスを販売しようとします。熱シミュレーションアプリケーションが悪いと言っているわけではありませんが、PCB設計を行う前に、低リスクで行える少量の作業があります。ここで熱プロトタイプを作成し、理想化された製品に対して熱シミュレーションを実行する前にこれを行うべきです。 熱プロトタイプPCBとは何ですか？ 熱プロトタイプは、完全な電気および機械設計を仕上げる前に、PCBの熱管理問題を特定するために使用できるシンプルなテストPCBです。一部のコンポーネントと回路は、回路の想定される電力レベルで動作するシンプルなプロトタイプボードを構築することによって検討され、その熱要求は測定から決定することができます。シミュレーションデータに頼るのではなく、PCBからの実際のデータを得ることで、実際の洞察を得ることができます。 熱プロトタイピングのもう一つのアプローチはシミュレーションにありますが、これが常に最善の道であるわけではありません。しかし、熱シミュレーションには具体的に何が問題なのでしょうか？ 実際のところ、シミュレーションを使用すること自体に問題はありません。問題は、これらのアプリケーションが複雑で高価であることです。一部の熱シミュレーションアプリケーションは、PhDレベルの知識とスキルを必要とし、比較的正確な結果を保証するために設定します。また、シミュレーションモデルに多くの入力が必要であり、これらはしばしば大まかな推定に基づいて決定されます。そして、シミュレーションソフトウェアのコストがあります：使いやすいソフトウェアは通常、最も高価な価格タグが付いています。 明らかに、これらすべてが熱シミュレーションアプリケーションをほとんどの設計者にとって手の届かないものにしています。代わりに、電力要求と熱処理の限界まで押し上げることができる小さなテストボードを構築することを検討してください。たとえば、熱プロトタイプを使用して次のことができます： 電力エレクトロニクス回路で直接 温度測定を取得する テスト回路で様々なコンポーネントを試す テスト回路でスタックアップオプションを試してみる 開発ボードや評価キットと熱プロトタイプを統合する 熱プロトタイプに使用すべき回路の種類は？熱プロトタイピングに値するいくつかの良い例の回路があります： 特に ゲートドライブ を含むスイッチング電源回路、パワーMOSFETを搭載した回路、特にMOSFETアレイ 特定のプロセッサやASIC 温度に敏感なコンポーネント、例えば高精度アナログインターフェース、リファレンスなど 一部のRFコンポーネント、特に高周波数パワーアンプ これらのコンポーネントは、顕著な熱を発生させる可能性があり、積極的な冷却戦略が必要になる場合があります。設計の意図がエンクロージャを通じて、または別の受動的戦略で熱を管理することである場合、これらのデバイスは冷却アプローチを完全に理解するためにエンクロージャと一緒にテストする必要があります。熱プロトタイプは、その両方を行う機会を提供し、いくつかの利点をもたらします。 記事を読む