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DFM for Space 航空宇宙プロジェクトのための必須DFMのヒント 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 製造のための設計（DFM）はかなり複雑になることがあります。製造が容易でありながら、高品質、信頼性、およびコスト効率を確保する製品を作成することを含みます。DFMは、信頼性のための設計（DFR）、テスト可能性のための設計（DFT）、組み立てのための設計（DFA）などの関連概念も包含します。 宇宙産業では、DFMの要求はさらに大きくなります。設計者は、温度、放射線、真空などの極端な環境を考慮に入れなければなりません。ESAやNASAなどの異なる宇宙機関の厳格な信頼性要件と様々な基準のために複雑さが増します。これらの基準を満たすコンポーネントは非常に高価になることがあり、ボードのリビジョンごとにさらなる費用が加わります。宇宙用の最初のPCBを設計している場合でも、プロセスについて単に好奇心がある場合でも、読み続けてください。経験豊富なユーザーでもここで貴重な洞察を得ることができるかもしれません。 PCBメーカーとの早期連絡を維持する これは明らかに思えるかもしれませんが、非常に重要です。最初から、設計と品質の要件を満たすスタックアップと材料を選択する必要があります。プリプレグとコアが低いアウトガス特性を持っていることを確認してください、特にあなたのボードが光学要素の近くにある場合は特にです。早期にHDI（High Density Interconnect）を使用するかどうかを決定してください。これにより、PCBを小さく、より信頼性の高いものにすることができますが、製造およびテストのコストが高くなります。スタックアップでμviasを簡単に定義できます。 接続の信頼性を高めるために、低電流を運ぶ信号であっても、2つ以上のレーザービアを使用してください。 パッド内の2つのビア。ビアの色は、最下層とその直上の層を示しています。 組立工場と早期に連絡を取り合う この重要な点はしばしば見落とされます。各組立工場は異なるフットプリントに対して特定のプロセスを持っており、フットプリントのサイズは組立工場の要件に合わせる必要があります。エンジニアリングモデル（EM）の場合、異なるフットプリントを持つ宇宙用には認定されていないコンポーネントを使用するかもしれません。フライトモデル（FM）コンポーネント用にボード上にスペースを確保することは良い習慣です。さらに、比較レポートを使用して、すべてのフットプリントが最新であることを確認してください。 比較レポートのサンプルビュー 重いコンポーネントには接着剤を検討する 重いコンポーネントには安定性のために接着剤が必要です。この接着剤のためのスペースをフットプリント上に残してください。これを示すには、別のレイヤーに情報を配置するか、そのエリアに他のものを配置しないようにキープアウト領域を指定することができます。 接着剤の配置がキープアウト領域によってマークされたフットプリント（両側に二つの赤い長方形） テストを忘れないでください 宇宙産業では、軌道上での修理が不可能なため、テストは非常に重要です。はんだ接合部での信号のプロービングは避けてください。これはそれらにストレスを加える可能性があります。代わりに、徹底的なチェックのために基板上にテストポイントを配置してください。GNDポイントを近くに配置すると便利です。 テストポイントのための典型的な回路図シンボル PCB上のテストポイント 基板をアウトガスさせることを許可してください 宇宙産業の要件を満たす材料であっても、わずかにアウトガスすることがあります。これを容易にするために、PCB上でハッチングされたポリゴンを使用してください。しかし、 記事を読む
PCBデータパッケージを分割してIPを安全に保つ PCBデータパッケージを分割してIPを安全に保つ 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 PCB製造データには、収益性を高めるための金の卵が含まれています。誰があなたのデータを受け取り、何が秘密に保たれているかを確実に追跡してください。 記事を読む
規制遵守を通じた追跡可能なコンポーネント調達 トレーサブルなコンポーネント調達を通じた規制遵守 1 min Blog 電子業界が複雑さを増し、不足時や規制変更の際に重要なコンポーネントへの依存度が高まる中、プリント基板（PCB）の開発において適応性とコンプライアンスを念頭に置くことが最も重要になっています。これを実現するには、特にコンポーネントの調達に際して細心の注意を払う必要があります。 その点を踏まえ、各コンポーネントの起源と経路を明確に追跡できるトレーサブルなコンポーネント調達は、PCB製造業者にとって欠かせないツールとなっています。 規制コンプライアンスの課題 地政学的な問題がサプライチェーンの混乱を引き起こし、特定の天然資源へのアクセス不足、ESGに関連する新たな取り組み、電子機器における潜在的に有害な化学物質の使用に対する消費者の意識の高まりなど、世界の政策立案者は、業界と大量需要が地球に与える影響の仕方を変えようと努力しています。その結果、あらゆるデバイスに命を吹き込むPCBは、 その用途に応じて変化する多種多様な規制の対象となっています。いくつかの例を挙げると： RoHS（有害物質使用制限指令2011/65/EU）：電子部品や電気機器における鉛、水銀、カドミウムなど特定の有害物質の使用を制限します。 REACH（化学品の登録、評価、認可及び制限に関する規則（EC）第1907/2006号）：製造に使用される物質、PCBコンポーネントに使用される物質を含む、広範な登録と通知を要求します。 紛争鉱物規制（米国：ドッド＝フランク・ウォール街改革および消費者保護法、第1502節；EU：規則（EU）2017/821）：米国版とEU版の両方が、タンタル、スズ、タングステン、金など、電子部品に一般的に使用される鉱物の紛争地帯からの取引を抑制し、鉱物の倫理的な調達慣行を促進することを目的としています。 IPC基準：電子機器製造要件を標準化する業界団体であるIPCは、現在、「 300以上の活動的な多言語業界標準」を持ち、「電子製品開発サイクルのほぼすべての段階をカバーしています。」 これらの規制を遵守するためには、企業はコンポーネントの構成に関する確かな知識を持ち、その出所を追跡するための堅牢なシステムを整える必要があります。特にREACHは化学物質の登録要件が広範にわたるため、規制の複雑さにより、従来の紙ベースの文書化方法は、透明性と追跡可能性を追求する上で、最終的には不十分です。 追跡可能なコンポーネント調達のメリット それを念頭に置いて、追跡可能なコンポーネント調達のためのデジタルシステムを導入することは、前進の道であり、PCB製造業者にとって、単に規制遵守を超えた多くの利点を提供します： 強化された規制遵守：実証可能な遵守調達実践を可能にし、RoHSや紛争鉱物規制のような規制違反に対する非遵守のペナルティや潜在的な製品リコールのリスクを減らします。 品質管理の改善：コンポーネントの明確な監査証跡を提供し、製造プロセスの早い段階で潜在的な品質問題の特定と隔離を容易にし、これは不良ボードの減少と全体的な生産コストの削減に繋がります。 サプライチェーンの透明性：ステークホルダーとの透明性を促進し、最終製品の作成プロセスと使用に関わる第三者と消費者の間の信頼を築きます。追跡可能性により、製造業者は倫理的な調達実践へのコミットメントを示すことができ、環境的および社会的に意識の高い消費者の増加を考えると、これは以前よりも今やより重要です。 リスク軽減：製品リコールや安全上の懸念に対して、より迅速かつ的確な対応を可能にします。企業が非準拠コンポーネントの正確な出所を特定できれば、製造業者は問題を隔離し、迅速に是正措置を講じることができ、これにより中断が減少し、不良品がブランドの評判に与える可能性のある損害を軽減できます。 トレーサビリティのための技術的ソリューション デジタル化のメリットはさておき、トレーサブルなコンポーネント調達を実現しようとするPCB製造業者には多くの選択肢があり、プロセスを最適化する機会も年々増えていることを指摘しておくべきです。以下は、トレーサブルなソリューションの基盤を形成する3つの技術です。 ブロックチェーン技術 記事を読む
PLMを活用してPCBの効率化、協力、革新を実現 PLMを活用して、PCBの効率化、協業、革新を実現 1 min Blog 年が経つにつれて、電子業界はますます飽和状態になっています。新しい会社が現れ、新製品が登場し、そのすべての背後には、電気回路を添付コンポーネント間で流れさせ、デバイスを生き生きとさせる、控えめながらも強力なプリント基板があります。市場投入までの時間と製品の複雑さは、この急成長しているセクターでは非常に重要であり、PCBエンジニアは需要を満たし、成功を収めるために、設計と製造プロセスを合理化する圧力にさらされています。 それは厳しいことです。しかし、そこで製品ライフサイクル管理（PLM）が解決策として登場します。 PLMは、製品のライフサイクル全体を通じて、以前は別々だった人々、データ、およびプロセス間の相互接続に重点を置いた戦略的なビジネスアプローチを表します。その実装は 克服可能な課題を伴いますが、特に効率、協力、そして継続的なイノベーションへの推進を促進することで、組織が多くの点で改善するのに役立ちます。 従来のPCB設計と製造の課題 PLMはPCB設計と製造に固有の課題に対処できるでしょうか？ データサイロとバージョン管理の問題：設計データは様々なソフトウェアプログラムやファイル形式に分散して保存されることが多く、一元的な情報源を維持することが難しくなります。バージョン管理が悪夢となり、混乱、エラー、不一致を解決するための時間の無駄遣いにつながることがあります。 コミュニケーションのボトルネック： 設計チーム、エンジニア、製造業者間のコミュニケーションは、電子メール、電話、手動でのデータ転送に頼ることが多いです。この断片的なアプローチは、遅延、誤解、期限の逃失につながり、結果的に利益に悪影響を及ぼすことがあります。 コンポーネントの陳腐化とリスク管理：電子コンポーネントは有限の寿命を持っています。陳腐化を追跡する従来の方法は、煩雑で反応的であり、コストのかかる生産遅延や再設計の努力につながる可能性があります。 製造可能性設計（DFM）の統合が限られている： 伝統的に、 DFMの考慮事項はしばしば後回しにされ、コストのかかる設計の見直しや生産遅延につながりました。 これらの課題は、新しい、改善された電子機器の開発が最も重要であるトップレベルで競争しようとする企業を妨げる可能性があります。PLMがこれらの問題にどのように取り組み、より協力的で革新的なPCB設計および製造プロセスへの道を開くかについて、続きを読んでください。 課題の克服：PLMがPCB設計と製造をいかに効率化するか PLMは、以前は孤立していた PCB設計と製造の側面をつなぐ強力な橋渡し役です。ここでは、先に概説した課題にどのように取り組むかを説明します： 集中データ管理：PLMシステムは、すべてのPCB設計データ（回路図、レイアウト、部品表（BOM）、その他の運用に必要な情報）を一元管理する単一の情報源を確立します。これらは中央リポジトリに保存され、承認された全ユーザーが組織全体でアクセスできます。バージョン管理が自動化され、不一致を解決するために費やされる時間が無駄になることがなくなります。 強化されたコラボレーション：PLMが設計チーム、エンジニア、製造業者間のコミュニケーションと協力を促進する方法は多岐にわたります。しかし、実際のところ、リアルタイムのデータアクセスと統合されたコミュニケーションツールが、チームが効果的かつ効率的に協力して作業するのを助けます。例えば、設計エンジニアは製造パートナーからの即時のフィードバックを受け取ることができ、製造可能性の問題について知らせてもらえるため、より速い設計の反復と製品品質の向上が可能になります。 積極的な陳腐化管理：PLMシステムは、コンポーネントデータベースと統合して、製品の寿命終了（EOL）や部品の陳腐化リスクに関するリアルタイムのアラートを提供することができます。これにより、設計者は高価な生産遅延や再設計の努力なしに、問題が発生した際に代替コンポーネントを積極的に調達することができます。 記事を読む
PCB製造において標準スタックアップを使用するタイミング PCB製造において標準スタックアップを使用するタイミング 1 min Blog 標準のPCBスタックアップは、PCB製造において便利な選択肢ですが、このアプローチを取る前に、設計要件を満たしていることを確認してください。 記事を読む
PCBビア製造のための直接金属化プロセス PCBビア製造のための直接金属化プロセス 1 min Blog PCBにビアやスルーホールが製造される際、穴の壁に必要な銅を構築するために金属の堆積とめっき処理が必要となります。ビアの壁に金属膜を構築する作業は電鋳として知られるプロセスで行われますが、このプロセスを実施する前に、さらなる堆積のためのシード層を形成するための初期金属化処理が必要です。後続の電鋳銅プロセスをサポートするために使用できる初期金属化処理には、無電解銅と直接金属化があります。 無電解銅は、業界全体で使用されている標準的な長期にわたる初期金属化処理です。低密度設計では、無電解銅は広く使用されているプロセスであり、適切に制御されていれば、顕著な信頼性の問題は発生しません。高密度PCBでは、マイクロビアの小さな特徴サイズのため、無電解銅めっきの信頼性の問題がより明らかになる可能性があります。 デバイスの小型化が進むにつれて、直接金属化の容量が増加することが期待され、これは UHDIデザインのための信頼性の高い製造およびめっき容量のニーズに対応することになります。これは、IC基板の需要の予想される成長と、電子製造容量の国内回帰の現在のトレンドに一致しています。 初期金属化の概要 PCB製造における主要な金属化プロセスは、穴あけとデスミアの後に実行され、このプロセスは、めっきが必要な穴内にシード層を形成するために使用されます。シード層は、下記に示すように、穴壁に沿って形成され、このシード層が後続の電気めっきの基盤を形成します。 電気めっきを用いた主要な金属化およびビア形成。 最終的な穴壁厚さ（ほとんどの設計で1ミル）まで電気めっきにより銅層が堆積された後、外層のめっきとはんだマスクが適用され、これにより最終的なめっき層を アンテントされないビアに適用することができます。ビア壁がめっきされると、穴壁内の堆積された銅の厚さを評価し、穴軸に沿っためっきの均一性を確保するために、微細構造分析が行われることがあります。 大きな直径では、大きなアスペクト比を含む場合、結果として得られるめっきは一般に非常に高品質であり、非常に信頼性が高いとされています。小さなサイズにスケールダウンすると、無電解銅はいくつかの信頼性の課題を示し始め、より厳密なプロセス制御の使用、または直接金属化プロセスへの完全な移行を動機付けます。 無電解銅 無電解銅は、電鋳前に使用される伝統的な一次金属化プロセスです。このプロセスは、PCB絶縁材料上に直接、パラジウム触媒を用いて溶液から銅の薄層を堆積させます。薄い銅層が堆積されると、最終的な銅めっき厚さに達するまで上に電鋳銅が堆積されます。このプロセスは、パラジウム触媒の存在下でホルムアルデヒドを使用して銅イオンの還元反応を含みます。 2HCHO + 2OH − → 3H 2 (g) 記事を読む
PCBプロトタイプ 最初のPCBプロトタイプを地元で製造すべきですか？ 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 PCBプロトタイプを作成する際に、知的財産（IP）を保護する方法を発見しましょう。ローカルとグローバルのPCB製造の長所と短所を学び、設計成果を守るためのデータ伝達プロトコルに関する貴重なヒントを得ましょう。製品のIPを安全に保ちながら、コストを効果的に管理するための情報に基づいた決定を行いましょう。 記事を読む