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高品質なPCBレイアウトでは、高密度な配線、低EMI、機械的制約を考慮した部品配置を行います。Altium DesignerでのPCBレイアウトの方法やヒントをライブラリのリソースでご覧ください。

回路図からPCBレイアウトを作成する方法 PCB Design and Development Top 5 PCB Design Rules Altium DesignerでPCBレイアウトをする方法 PCB Layout and Placement Guidelines PCB Component Placement (Webinar) Rules-Based Component Placement Enterprise PCB Layout Capabilities Design Rules Available for PCB Layout in Altium
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Pi MX8 第四章 Pi.MX8 プロジェクト - ボードレイアウト パート2 1 min Altium Designer Projects 前回のアップデートでは、モジュールに適したレイヤースタックを定義し、ボード上に配置されたすべてのコンポーネントにファンアウトルーティングを追加することを見てきました。これらの準備に基づき、私たちは今、最初のトレースをルーティングする準備がほぼ整いました。しかし、ボード上の任意のコンポーネントを接続する前に、インピーダンスプロファイルを定義し、正しいトレース幅に対するマッチングデザインルールを設定する必要があります。 インピーダンスプロファイルの設定 レイヤースタックマネージャーでインピーダンスプロファイルを設定するのは簡単です。単終端と差動インピーダンスプロファイルの両方を定義する必要があります。必要なインピーダンス値に関する情報は、インターフェース標準とNXP i.MX8プロセッサのハードウェア設計ガイドから取得できます。以下のインピーダンス値は、設計で使用される単終端および差動の両方です： 以前に定義されたレイヤースタックでは、インピーダンス制御ルーティングに使用できる4つの信号層があります。これらはトップレイヤー、L2、L7、およびボトムレイヤーです。トップレイヤーとボトムレイヤーはそれぞれ1つの参照グラウンドプレーンしか持っていませんが、L2とL7は2つの参照プレーンの間に埋め込まれています。インピーダンス値と参照層を入力した後、トレースのジオメトリは自動的に計算されます： レイヤースタックマネージャーインピーダンスプロファイル差動100オーム トレースのジオメトリー、特に差動ペアのトレース幅とギャップを定義する際には、必要なルーティングスペースを念頭に置くことが重要です。可能であれば、必要なルーティングスペースを限定するために、差動ペアの全体幅を小さく保ちたいと考えています。ボードの密度に応じて、これもレイヤースタックを定義する際に考慮すべき事項です。 設計ルールの設定 最初のトレースをルーティングできるようになる前に残っているステップは、Altium Designerに、インターフェースとルーティングレイヤーに応じて必要なトレース幅（および差動ペアのギャップ）を伝えることです。インピーダンス値は、回路図の適切なインターフェースに割り当てられます。ここでは、ネットをネットクラスや差動ペアクラスに割り当てるためにディレクティブを使用することができます。 デザインブランケットに割り当てられた複数のネットクラス 設計ルールエディターでは、これらのネットや差動ペアクラスをターゲットにして、対応するトレースジオメトリーを割り当てることができます。トレースジオメトリーを手動で入力する代わりに、レイヤースタックマネージャーで定義したマッチングインピーダンスプロファイルを選択することができます： 設計ルールダイアログで使用されるインピーダンスプロファイル – 高優先度ルールがインピーダンスプロファイルをオーバーライド 私たちの設定で最も高い優先度を持つ別の設計ルールがあることに注意してください。この設計ルールは、前回のアップデートで作成した特定の設計ルームにのみ適用されます。これらの設計ルームは、細ピッチコンポーネントの直下にのみ配置され、ブレイクアウト領域で最小85μmまでのトレース幅と間隔を局所的に使用できるようにします。これらのルームの設計ルールは、定義されたインピーダンスプロファイルを上書きする必要があるため、最も高い優先度を持ちます。これらのルーム内で必要なトレースの形状に従うことができない場合があるため、できるだけ小さく保ち、インピーダンスプロファイルから逸脱するトレースの形状を絶対に必要な場所でのみ使用する必要があります。これらのセクションを非常に小さく保つことができれば、チャネルの信号整合性への全体的な影響は許容範囲内になります。ただし、これをポストレイアウトシミュレーションで確認する必要があります。 細ピッチBGAの下に示された赤い設計ルーム LPDDR4ルーティング すべての設計ルールが定義された今、最初のインターフェースのルーティングを開始できます。このボードでは、DRAMインターフェースから始めます。 このボードの全体的なルーティング戦略をまだ定義していないことにお気づきでしょう。ルート配置を行う前にこれを行うこともできましたし、個人の好みによってはそれが間違っているわけではありません。このボードでは、DRAMインターフェースを最初にルーティングして、DRAMインターフェースに割り当てる必要があるスペースとルーティングレイヤーの数を確認することにしました。LPDDR4 記事を読む
マグネトストリクションによるノイズの低減方法 マグネトストリクションによるノイズを磁気部品でどのように減らすか 1 min Blog 電気技術者 電気技術者 電気技術者 磁気コンポーネントは磁歪によってブザー音を発することがあります。これがあなたの設計と製品でできる対策です。 記事を読む
高周波SMDパッシブ部品 PCBレイアウトにおける高周波SMDパッシブ部品の動作方法 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 高周波キャパシタ、抵抗器、インダクタは最終的に寄生要素に支配されます。ここでは、これらのコンポーネントについてのデータシートが何を教えてくれるか、そしてそれらをどのようにシミュレートするかについて説明します。 記事を読む
Pi. MX8_Chapter_III Pi. MX8 プロジェクト - ボードレイアウト パート1 1 min Altium Designer Projects Pi.MX8オープンソースコンピュータモジュールプロジェクトの第3回へようこそ！この記事シリーズでは、NXPのi.MX8Mプラスプロセッサをベースにしたシステムオンモジュールの設計とテストについて詳しく説明します。 前回の更新では、モジュールの回路図の構造を見て、予備的な部品配置の準備を始めました。部品を配置した今、設計の密度とそれがレイヤースタックに要求することがどの程度かがよくわかります。今日は、適切なスタックアップを選択し、最初のトラックのルーティングを開始します。 レイヤースタックの定義 部品配置といくつかの戦略的要因に基づいて、今後の設計に使用したいPCB技術とレイヤースタックを決定できます。まずは部品の密度を見てみましょう： 部品配置 トップサイド 予備的な部品配置により、全体的な設計の密度が適度であることが明らかになりました。アクティブな部品はすべて基板のトップサイドに配置され、ボトムサイドには主にデカップリングキャパシタやその他の受動回路が含まれています。そのため、基板のボトムサイドは比較的空いており、ルーティングスペースがたくさんあります。しかし、目標は、このスペースをPi.MX8モジュールが特定の要求に基づいて更新および拡張されるプラットフォームとして機能するために実装される追加機能に割り当てることです。 部品配置 ボトムサイド ボード間コネクタに近い部品の配置を見ると、多くの部品がボードの反対側にあるコネクタの直上に配置されていることに気づきます。上層から下層まで全てのレイヤースタックを接続する標準的なVIAのみを使用することにした場合、これらのエリアにVIAを配置することはできません。ボード間コネクタの全てのピンをブレイクアウトし、コネクタの反対側にあるアクティブ回路を効率的にルーティングするためには、スルーホールVIAのみに頼ることを超えた方法を考案する必要があります。これには、HDIスタックアップを使用する必要があります。 HDIスタックを使用すると、後の段階でモジュールの機能を拡張することが容易になります。追加の部品を接続するためにスルーホールVIAを必ずしも使用する必要がなく、したがって、確立されたルーティングや部品配置をあまり妨げることなく済みます。 Pi.MX8モジュールには、2+N+2レイヤースタックを使用します。これはIPC-2226規格で定義されているタイプIIIレイヤースタックであり、最も一般的に使用されるHDIスタックの一つです。 このタイプのスタックアップは、製造プロセス中に2回の連続した積層工程を使用して、最外層の3層を接続するマイクロVIAを可能にします。埋め込みVIAは、連続製造プロセスの一部ではないコアスタックを接続するために使用されます。このタイプのレイヤースタックで使用されるプリプレグとプリプレグの厚さは、PCBプロバイダーの製造能力に依存します。連続積層されたプリプレグの選択された厚さは、マイクロVIAのアスペクト比によって制限されます。機械的にドリルされたVIAとは異なり、マイクロVIAは短いレーザーパルスを使用してプリプレグに穴を開けることによって作成されます。通常、VIAの直径は0.08mmから0.15mmが使用されます。大量製造に適したアスペクト比は通常、0.6:1～0.8:1の範囲です。 薄いプリプレグは、アスペクト比の要件を違反せずに、与えられたインピーダンス制御トレースのトラック幅を減少させることを保証します。上層または下層の単純なマイクロストリップで、参照平面が1つだけの場合、これは問題ではありません。しかし、最初のグラウンドプレーンの下にある埋め込みストリップラインには注意が必要です。ストリップラインの上下の参照平面までの短い距離が、特定のインピーダンス制御インターフェースのために非常に狭いトレースをもたらす可能性があります。 Pi.MX8ボードの最終スタックアップは、PCBメーカーとの協力のもとに作成され、以下のようになります： Pi.MX8レイヤースタック 全体として、このモジュールは10層スタックアップで構築されます。トップ、L2、L7、およびボトムレイヤーが信号レイヤーとして使用されます。L1、L3、L6、L8レイヤーがグラウンドプレーンとして使用されます。残りの2層、L4とL5は電源プレーンとして機能します。電源プレーンは、わずか18μmの厚さの薄い箔を使用して構築されます。これらの層のIRドロップに注意を払う必要があります。電源プレーンは、隣接するグラウンドプレーンとわずか75μmのプリプレグで分離されて密接に結合されています。これにより、追加のプレーン容量が生じ、高周波で低PDNインピーダンスを提供するのに有益です。レイアウトが完成したら、PDNの挙動をシミュレーションで確認します。 このスタックアップについて注意すべきもう一つの重要な点は、スタックされたマイクロビアではなく、スタッガードマイクロビアのみを使用することです。これは、マイクロビアを直接重ねて配置することができず、代わりに少なくとも0.35mmのピッチで中心から中心にオフセットする必要があることを意味します。スタッガードビアの使用は、連続するレイヤーの登録を容易にするため、一部のPCBプロバイダーでは製造コストを削減します。このアプローチは、2つ以上のマイクロビアプログラムを使用するHDIスタックアップで、マイクロビアの信頼性を高めるためにも推奨されます。スタッガードマイクロビアを使用するデメリットは、最小オフセット要件を満たすために必要な追加のスペースです。グラウンドプレーンに作成された空隙も、隣接するトレースのリターンパスを管理する際に考慮する必要があります。 コンポーネントブレークアウトルーティング レイヤースタックが定義された今、次のステップは個々のコンポーネントの信号をブレークアウトすることです。このステップでは、各コンポーネントの信号および電源ルーティングに必要なビアを配置します。コンポーネントを接続し始める前に、できればすべてのビアを配置しておきたいと考えています。HDIスタックアップであっても、ビアは依然として多くのスペースを占めます。これは、通常、スタックアップ全体を通過する電源配布ネットワークの一部であるビアに特に当てはまります。ルーティング段階でビアを配置すると、ビアのためにスペースを作るために以前にルーティングされたトレースを削除する必要があるかもしれません。 記事を読む
3D_MID画像 3D-MID設計ガイド：包括的なホワイトペーパー 1 min Whitepapers PCB設計者 電気技術者 機械エンジニア PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 機械エンジニア 機械エンジニア 3D-MID技術が3D構造に回路を統合する方法を発見しましょう。ホワイトペーパーをダウンロードして、設計、アプリケーション、そしてAltium Designerの機能を探求してください！ 記事を読む
材料費用を削減するためのヒント 材料費用を削減するためのヒント 1 min Blog はじめに 部品表、または略してBoMは、あらゆるハードウェア設計プロジェクトにとって重要な文書です。本質的に、これは完成したプリント基板（PCB）アセンブリを構築するために必要なすべてのコンポーネントをリストアップします。BoMには、コンポーネント名や値、PCB上の参照指定子、製造業者、製造業者部品番号、ディストリビューターリンクなど、コンポーネントごとに追加情報が記載されています。以下に、Altium Designerの部品表レポーティングツールを使用して、典型的なBoMの抜粋を示します。 図1 最小限のBOM例 BoMは、通常、ExcelスプレッドシートまたはCSVファイルとしてエクスポートされ、他の製造情報（例えば、Gerber、ピックアンドプレース、組み立て情報など）と組み合わせて、設計を製造するためにPCB製造業者および組み立て工場に送られます。 BoMを作成することは、比較的簡単なプロセスのように思えます。実質的には、ECADツールのBoM機能を使用して、回路図とPCB上のあらゆるコンポーネントの構造化されたリストをエクスポートするだけです。しかし、BoMを改善し、そのコストを削減し、結果として設計の製造コストを削減する方法は多くあります。これは、生産量が増えるにつれて、ますます重要になります。 BoMコストの削減は、新しいハードウェア設計プロジェクトの開始時から考えるべきですが、製造ステップに近づいても、多くの場合、効果的にBoMコストを削減できます。 BoMコストを削減しようとする際には、いくつかの側面を考慮する必要があります。たとえば、部品自体の実際のコスト、調達コスト、および組み立てコストです。この記事では、BoMコストを削減する方法をいくつか紹介しますので、始めましょう！ Tip＃1 - BoMの統合 BoMの統合とは、名前が示すように、類似したアイテムを調整および組み合わせることにより、BoM内のユニークなアイテムの数を減らし、BoMの全体的な長さを短縮する戦略です。BoMを短くすることで、調達プロセスが容易になり、組み立ての労力とコストが削減され、在庫サイズが減少します - これはいくつかの例に過ぎません。 BoMの統合の例としては、設計にいくつかのI2Cインターフェースがあるが、異なるプルアップ抵抗値を使用している場合があります。電流消費量と速度要件が許す場合、すべてのバスにわたって同じ（たとえば、値の中で最も低い）プルアップ抵抗を使用することで、BoMの長さを減らすことができます。 図2 BoM統合前 図3 回路の図 記事を読む
組み込みシステム向けトップマイクロコントローラー 組み込みシステム向けトップマイクロコントローラー 1 min Blog はじめに マイクロコントローラ、略してMCUは、現在のほとんどの電子組み込みシステムに見られます。洗濯機、デジタルオーディオプロセッサ、飛行制御システムなど、さまざまなものに。MCUは非常に柔軟なプロセッサで、通常はC/C++でプログラムされ、不揮発性メモリ（FLASH）と揮発性メモリ（RAM）、さまざまな周辺機器とI/Oと一緒にパッケージされています。時には、これらのMCUは無線機能（例えば、BluetoothやWiFi）を持つこともあります。 電子工学を始めてカスタムハードウェアデザインにマイクロコントローラを追加する必要がある場合、初めは選択肢の多さが圧倒的に感じられるかもしれません。テキサス・インスツルメンツ、ST、マイクロチップなど、多くの異なるベンダーがあり、ベンダーごとにさらに多くのマイクロコントローラの選択肢があります - 特定のマイクロコントローラファミリー内のバリエーションについて言及するまでもありません。例えば、強力なSTM32H7ラインのマイクロコントローラを Octopartで簡単に一般的に検索すると、約250の異なる結果が出ます！ もちろん、設計されているシステムに応じて、特定のマイクロコントローラを選択する必要があります。ここでは、利用可能なメモリ、必要な周辺機器（UART、SPIなど）、コスト、パッケージタイプ、入手可能性、ソフトウェア環境、ドキュメントの品質など、多くの側面を考慮する必要があります。 この記事では、今日の業界で非常に一般的に使用されているマイクロコントローラについて探求します。これにより、次のプロジェクトの選択肢を少なくとも部分的に絞り込むことができ、多くの現代の組み込みシステムで見つかる人気のMCUについて紹介します。 STMicroelectronics STM32 この記事を書いている時点で、マイクロコントローラの製造で最も人気があり、よく知られているメーカーの一つはSTMicroelectronics（ST）です。これには十分な理由があります。彼らのMCUは価格が手頃で、さまざまな構成や性能グレードで利用可能であり、例えばSTの無料のSTM32CubeIDE開発環境を使用してデバッグやプログラミングが可能です。彼らのSTM32シリーズのMCUは、ARM Cortexプロセッサコアをベースにしています。 さらに、STは多くの事前に書かれたドライバーと、その部品のためのハードウェア抽象化レイヤー（HAL）を提供しています。これらはSTM32CubeIDEに統合されています。HALには時々欠陥があるかもしれませんが、これらのドライバーは市場投入までの時間を大幅に短縮し、ファームウェア開発のための優れた出発点を提供します。 部品選択に関しては、STは多数の異なるマイクロコントローラファミリーを提供しています。単純な「グルーロジック」に役立つかもしれないSTM32F0 MCUから、リアルタイムのデジタル信号処理アルゴリズムを実行できる非常に強力なSTM32H7 MCUまで、その間のあらゆるものがあります。さらに、STはWiFiおよびBluetooth接続用にそれぞれSTM32WLおよびSTM32WBラインのような無線対応MCUも提供しています。 図1 STMicroelectronics MCUファミリー (出典 記事を読む