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Ultra-HDI PCBのどのような機能を利用できますか? Ultra-HDI PCBのどのような機能を利用できますか? 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 パッケージング、 基板のようなPCB、細線PCBについて話すとき、私たちはPCB製造プロセスが限界に挑戦している領域を総称しています。この領域は超HDIであり、PCBの典型的な特徴が非常に小さい値に縮小されます。これらのより高度な機能により、従来の設計手法が大きなBGAで可能でしたが、非常に細かいピッチ(0.3 mm)にスケールダウンされ、狭いスペーシングとライン幅が必要になります。 これらの機能は歴史的にアジアで利用可能であり、以前は大量生産で本当にコスト効率が良くなるまででした。現在、これらの高度な機能へのグローバルアクセスが広がっているため、より多くの設計者が低いボリュームで、さらにはプロトタイピング中にもこれらの機能にアクセスできるようになりました。これはまた、大量生産された消費者向けデバイスに見られる高度なコンポーネントを、低いボリュームで使用できることを意味します。 超HDIは製造能力の限界を押し上げる 超HDIはPCBを設計する新しいアプローチではありません。能力は、 減算法または加算法は、スマートフォンなどの非常に密度の高いPCBやICパッケージング(基板やRDL内)で利用可能でした。この技術は、通常、大量生産時にのみコスト効果が高いため、最高性能の消費者向け製品やより多くのI/Oカウントを持つIC生産を可能にしてきました。この技術は、現在、少量生産の製造業者でもよりアクセスしやすくなっています。 以下の表は、超高密度インターコネクト(ultra-HDI)に通常関連する製造機能をいくつか挙げたものです。これらの値は、これらの機能を提供する2つの異なる米国の製造業者からまとめたものです。以下に挙げる機能限界は包括的なものではありません。異なる製造業者は、彼らの超高密度インターコネクト製造能力に関して異なる保証を提供します。 機能 サイズ限界 線幅 15マイクロン(0.6ミル) 間隔 15マイクロン(0.6ミル) スルーホールサイズ 6ミル/12ミルパッド(クラス2/3には14/16パッド推奨) マイクロビア穴 1ミルレーザードリルまで マイクロビアパッド 穴径の約3倍 記事を読む
一般的なフレックス設計の間違いとその修正方法 一般的なフレックス設計の間違いとその修正方法 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 柔軟な回路材料の主な利点の一つは、曲げ、たわみ、折りたたみが可能であることですが、数十万回、場合によっては数百万回もの曲げに耐える柔軟な回路設計の例がいくつかありますが、実際には動的に曲げられる設計は、最適な性能に達する前に多くの場合、設計が何度も更新されています。柔軟な回路設計に新しい設計者にとっての朗報は、ほとんどの柔軟な回路アプリケーションがそれほど厳しい性能パラメーターを要求しないことであり、設計の曲げ寿命を改善するためのいくつかの一般的な推奨事項を適用することで、しばしば最小限の改訂で非常に信頼性の高い柔軟な回路設計につながります。今日のブログでは、回路トレースの亀裂や破損につながることがある最も一般的な設計ミスと、それらをどのように修正するかを見ていきましょう。 American Standard Circuitsのチームが以下の推奨事項を提供し、ここで使用されているすべての画像を提供しました。 最も一般的な設計ミスは、曲げやたわみのエリアでの追加ストレスから生じます: 特に曲げ領域で最も回路にストレスがかかる場所で、トレースのルーティングに鋭角を使用すると、トレースが破損したり亀裂が入ったりすることがあります。 パッドとトレースのインターフェースにティアドロップを追加しない。 回路に追加のストレスがかかる、フレックスが曲がる場所やスティフナーインターフェースの端にビアを配置する。 SMTやサポートされていないパッドをキャプチャしないことで、組み立て中にパッドが持ち上がる可能性があります。 柔軟なプリント回路基板をそのストレスポイントを超えて折り曲げたり、折りたたんだりする。 ほとんどのプリント回路基板設計者は、曲げや折りたたみが可能なプリント回路基板を設計する際の微妙な点を学んでいく過程で、これらの一般的なミスを一度は犯しています。 これらの一般的なエラーを防ぐ方法を見ていきましょう。 トレースのルーティング時に鋭角を避け、たわみエリアでの変換を避ける: トレースとパッドのインターフェースにアンカースパーとパッドフィレットを追加する: トレースとパッドのインターフェースは、フレキシブル回路設計において最も弱点となりやすい部分であり、はんだ付けや組み立て作業中に破損、亀裂、潜在的な浮きが発生しやすいエリアです。上記の例で見るように、「頑丈な」設計ではアンカースパーとパッドフィレットを利用して、オーバーレイによって捕捉される銅の量を大幅に増加させ、パッドとトレースのインターフェースの表面積を増加させ、パッドの強度を高めています。多くの設計では、コネクタフィールドを通過するために狭い導体幅が必要とされ、この狭い導体幅はフレキシブル回路設計全体で使用されることがよくあります。幅を増やすために時間をかけることで、製造収率と全体的な信頼性が向上します。一つの注意点として、これは最終使用時に動的に曲がる設計でない場合でも重要です。薄くて柔軟な材料は、標準的な製造プロセス中に動きやストレスを受けやすいです。 フレキシブル回路が曲がることを意図した場所や、スティフナーと回路のインターフェースの端にビアを配置しないでください: 組み立て作業中に浮きを防ぐために、SMTおよびサポートされていないパッドを「固定」します: 最大のパッドキャプチャ能力を提供する方法は、ドリル加工されたカバーレイの層でパッド領域を「キャプチャ」することです。ポリイミドと接着剤の層が事前にドリル加工され、柔軟なベース材料に接合されます。この方法を使用する際には、いくつか注意すべき点があります。まず、接着剤が接合されると、意図したパッド領域に「押し出される」ことがあり、これは設計と製造の際に考慮されるべきです。第二に、パッド領域が狭くなるにつれて、この方法はますます困難になります。登録公差と押し出しは、はんだ付け可能な環状リングを効果的に減少させ、仕様を違反する可能性があります。 別のオプションは、 フォトイメージャブルカバーレイを使用することです。これは、伝統的なプリント回路基板のはんだマスクを使用するプロセスと非常に似ており、特に曲げるために設計された材料を使用します。この方法は、厳密な公差と「四角い」パッドに適しています。この方法の欠点は、これらの材料が柔軟ではあるものの、ポリイミドカバーレイほど柔軟ではなく、すべてのアプリケーションに適しているとは限らないことです。ドリル加工されたカバーレイの処理に適さない厳しい形状を持つ場合は、追加のオプションについて製造業者に相談してください。 記事を読む
電源供給の電流処理問題を理解する 電源供給の電流処理問題を理解する:原因と解決策 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 電子機器の最適な性能を実現するためには、電源の電流処理問題をトラブルシューティングすることが重要です。 このビデオでは、電源が定義された出力電流を処理できない一般的な理由と、これらの問題を解決するための実用的な解決策を探ります。電源を設計する場合も、既存のものを修理する場合も、電源の構造を理解することが、これらの問題を迅速に解決する鍵となります。 このガイドは主に、100Wまでのアプリケーションで広く使用されている フライバック型電源に焦点を当てています。フライバックコンバータのブロック図を調べることで、電流制御メカニズムの複雑さを理解することができます。 電源を一から作成する場合、正確なトランスフォーマーの計算や適切な巻線技術などの設計上の考慮事項が不可欠です。修理を試みる場合は、電流センス抵抗器やMosfetを評価し、 PWMコントローラに潜在的な損傷がないかを評価することが重要です。 このガイドで説明されているステップバイステップのトラブルシューティング技術に従うことで、電源の電流処理問題を効果的に診断し、解決するために必要な知識とスキルを身につけることができます。
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あなたのSMDコンポーネントは航空宇宙用に信頼性がありますか? あなたのSMDコンポーネントは航空宇宙用に信頼性がありますか? 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 航空宇宙システムは、商用および軍事の両セグメントで、最高レベルの信頼性が求められる分野です。これらのシステムは、地球の軌道やそれを超える場所を含む、広範囲の温度、圧力、高度で動作することがあります。そのため、航空宇宙システムには、永続的な稼働時間と、連続稼働10,000時間を超えるMTBF値での長寿命が期待されます。 これらの環境で使用されるSMD部品、特に集積回路や受動部品は、コンポーネントの寿命を実現するために、特定の材料、構造、およびテスト要件を満たす必要があります。航空宇宙システムのBOMを構築する前に、部品が飛行に適格であるかどうかを理解しておくことが重要です。 信頼性を損なうコンポーネント要因 材料 材料は、大きな温度変化や振動に耐えられるほど強くなければなりませんが、電子部品に使用される材料にはそれ以上のことが関係しています。これらの要因のいずれかが、設計が飛行の準備ができたときにコンポーネントの早期故障につながる可能性があります: 製品が非常に高い高度(低圧)または真空環境で展開される場合、熱可塑性材料はアウトガスのテストを受ける必要があります。 高蒸気圧を持つ金属、例えば亜鉛やカドミウムは、これらの金属が昇華するため、真空環境での使用は避けるべきです。昇華を防ぐためにニッケルメッキを使用することができますが、これはいくつかのテストで確認する必要があります。 純錫を含むコンポーネントや一部の錫ベースのメッキが施されたコンポーネントは、飛行中にウィスカリングを起こすことがあります。これは、ウィスカリングが時間とともに成長するにつれて、ショートのリスクを生み出します。 金属コンポーネントボディ 金属製のケーシングやエンクロージャを持つコンポーネントは、一般的に熱可塑性コンポーネントよりも機械的に強いですが、金属ボディは高度が上がるにつれてショートやアーキングの危険を生じさせます。これは、高度が上がるにつれて空気の密度が低下するため、空気の誘電強度が低下するためです。その結果、高高度で動作する電気機器や電子デバイスは、低下した誘電強度を補うために、より高い基本絶縁レベル(BIL)または導体間のより大きなクリアランスが必要になる場合があります。 実際に、IPC-2221B標準のクリアランスとクリープ距離を見ると、この標準がDC/ピークAC電圧の機能として導体間隔要件を定義していることがわかります。表6-1を見て、B2列とB3列を比較すると、これらの値の大きな違いは基板が配置される高度に基づいていることがわかります(下の画像の脚注を参照してください)。 IPC-2221B導体間隔要件。 この記事でさらに学ぶ。 B4列とA5列は、任意の高度で2つの被覆導体のクリアランス値を指定しており、これは高高度で被覆されていない導体のより高いクリアランス要件に対する一つの解決策を提供します。問題は、被覆が上記の熱可塑性材料の問題と同様に、ガスを放出する可能性があることです。任意の被覆、ポッティング材料、またはエンカプセラントは、使用前にガス放出のテストを受けるべきです。 構造サポート 集積回路やSMDパッシブ部品は、単なる材料の塊ではありません。それらは内部構造を持っており、その構造が機械的信頼性を決定します。部品が十分に強い内部構造を持っていない場合、低圧または高圧で故障する可能性があります。 高圧電子機器に関する別のブログで議論した研究結果と同様に、同じグループの部品が低圧で故障することがあります。HV/UHV環境での長期間のテストとその後の検査を行うことで、低圧で故障する部品を特定することができます。 垂直オフセット部品 一部の部品は着陸パッドに対してフラッシュに座らないか、部品とPCBの間に大きな隙間がある場合があります。これは、飛行中の大振幅振動のリスクを生じさせ、はんだ疲労およびアセンブリの故障につながります。 この問題に対処するために、部品とPCBの隙間を埋めるために、部品の下にスペーサーや充填剤が必要になる場合があります。充填剤はエポキシまたは小さなプラスチックスペーサーであることができますが、サポートはアウトガスと熱信頼性のために適格である必要があります。エポキシ充填剤は小さな部品の下での作業が難しい場合があります。これらの部品にスペーサーやアンダーフィルを適用するための能力とプロセスについて、MIL-SPEC準拠のPCBアセンブラに相談してください。 記事を読む