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統合されたコンポーネントライブラリを使用した電子部品の調達 統合されたコンポーネントライブラリを使用した電子部品の調達 1 min Thought Leadership 私たちの家では週末は食料品の買い出しの時間で、次の2週間に必要なものすべてと、それをどこで買うかを徹底的にリストアップします。食料品の購入に関して私たち夫婦ほど細かくないかもしれませんが、PCBの材料表を作成する際には徹底することが報われます。 設計が完了したら、自分に問いかける必要があります：これらの配置したコンポーネントを全部どこで手に入れるのか？これらのコンポーネントがなければ、あなたのPCBは決して実現しません。ここで、統合されたコンポーネントライブラリを備えた設計ソフトウェアが大きな時短になります。 自分でコンポーネントを調達する 「電子部品の供給業者」で検索を試みると、安全に扱える以上の結果が表示されます。誤解しないでください、もしそうしたいのであれば、配布業者のウェブサイトから必要な情報をすべて得ることは確かに可能です。コンポーネントの選択肢と配布業者の数は膨大で、ウェブサイトで情報を検索し、供給業者情報を探す時間は誰にもありません。この情報を一か所でまとめる何らかの方法が必要になります。これにより、時間と精神の節約になります。 一つの選択肢は、調達の問題を 製造業者に任せることです。製造業者は好んで使用するディストリビューターを持っており、これらの会社と良好な関係を築いています。また、一般的な部品を大量に注文する傾向があり、その価格の節約を顧客に還元します。一般的な部品を使用し、低ボリュームを要求している限り、問題を避けて厳しい納期を守ることができるでしょう。 これは安全な選択肢のように思えるかもしれませんが、いくつかの問題による生産遅延のリスクを自ら負うことになります。大手の製造業者は多くの顧客を抱えており、あなたの大量生産のためだけに部品を注文する必要があるかもしれません。これは、製造が始まる前にすでに遅延を引き起こす可能性があります。 もし特殊な部品が必要な場合、製造業者がそれらを在庫しているとは限りません。さらに悪いことに、偽造部品は思っているよりも一般的です。製造業者が厳格な品質管理を行っていない、または怪しい供給業者と取引している場合、あなたのPCBは誤ってマークされた部品や完全な偽造品の犠牲になる可能性があります。 顕微鏡でPCBを検査する 統合ライブラリと調達 独力で進むことを決めた場合、コンポーネントの選定と調達において時間を節約するのに役立つコンポーネント情報と管理ツールが必要です。PCB設計ソフトウェアにコンポーネントライブラリの検索機能と比較機能が含まれている場合、コンポーネントの利用可能性を完全に把握し、適切な代替品を選択し、予算を決定することができます。 コンポーネント情報ツールは、コンポーネントの 陳腐化を管理するのにも役立つべきです。完全なライフサイクル情報へのアクセスにより、設計に新しい部品を採用するかどうかを決定し、生産を開始する前に必要な変更を加えることができます。可能な代替品を並べて比較できることで、コンポーネントの選択肢を完全に把握し、最適な代替品を簡単に選択して、デバイスが設計通りに機能することを確実にすることができます。 このすべての情報は、材料表に統合する必要があります。コンポーネントの部品番号、サプライヤー情報、数量、適切な代替品、さらには製造業者のための価格やリードタイム情報まで含める必要があります。材料表を準備する際には、製造業者に確認することが重要です。ここに記載されていない他の情報を含める必要があるかもしれません。 この道を選ぶと、最初は大変に思えるかもしれません。製造業者のために多くの下準備をしなければならず、時間を投資する必要がありますが、製造業者の調達に関連する多くの問題を避けることができる可能性が高くなります。 電子部品が付いた緑のPCB 材料表を超えて PCB設計ソフトウェアの統合された部品ライブラリは、部品調達データや電気仕様を材料表に渡すだけでなく、設計ツールと直接統合するべきです。部品のフットプリントはCADツールに直接渡され、部品の配置やトレースのルーティングを前例のない精度で行うことができます。 部品のモデルも、部品ライブラリからシミュレーションツールに簡単に渡され、デバイスを損なう可能性のある信号問題を診断することができます。統合された設計とシミュレーションツールは、回路図から直接デバイスのモデルを構築し、これらの重要なシミュレーションを実行するために外部プログラムを使用する必要はありません。この情報は、次のPCBで代替部品を選択する必要があるかどうかを決定するのに役立ちます。 独自のコンポーネントを使用する場合、標準コンポーネントと直接仕様を比較することができ、コンポーネントオプションの全体像を把握できます。情報は力であり、この情報を一つの直感的なインターフェースで提示することで、設計オプションを比較・対照することが容易になります。 記事を読む
未配線のネットをどこにもつながらないトレースにしないでください 未配線のネットをどこにもつながらないトレースにしないでください 1 min Thought Leadership 映画で、列車が線路を走っていて、橋を渡り始めるものの、先に進むと線路が途切れて橋がどこにも繋がっていないことに気づくシーンを見たことがありますか？それは怖い状況で、以前は列車技師と呼ばれていた機敏な列車の運転手だけが大惨事を防げます。同じくらいの大惨事ではありませんが、基板上に未配線のネットがあると、PCBの動作に大きな混乱を引き起こす可能性があります。 未配線のネットは、接続が必要な場所に開いた回路のことです。コンポーネントのパッドやパッドとビアの間に完成した経路がないと、回路が不規則に動作したり、差動ペア間でインピーダンスの不一致が生じたり、熱を保持してコンポーネントや基板が損傷する可能性がある部分で熱を保持してしまうことがあります。PCB製造業者が未配線のネットを認識できない場合があるため、これらの不完全または欠落している接続を設計中に特定して解決することが、使用できない基板の製造を防ぎ、不必要な追加コストを避けるために不可欠です。Altium Designerを使用すると、回路図上の電気的接続をチェックし、PCBレイアウト上のネット接続を確認し、必要な変更を簡単に行うことができる包括的な統合設計パッケージを手に入れることができます。設計に存在する可能性のある未配線のネットを特定して解決するためのこれらのツールを探ってみましょう。 未配線のネットを特定する方法 あなたの回路図が完全に接続されていることを確認する責任はあなたにあります。もし、あなたの設計に集積回路（IC）が含まれている場合、外部に接続されていないピンや使用されていないピンがある可能性が高いです。このため、回路図の接続を行う際には、コンポーネントのドキュメントに依存すべきです。役立つかもしれないヒントとして、コンポーネントの接続を示す図面やブロック図を作成し、回路図のガイドとして使用することが挙げられます。単純な回路の場合、この図面は回路図の未配線ネットを視覚的にチェックするためにも使用できます。しかし、ほとんどの回路の複雑さを考慮すると、回路図に対して電気的または電子的なルールチェック（ERC）を実行する必要があります。 回路図上の未配線ネットの特定 回路図の設計が完了し、PCBに変換する前に、ERCを実行する必要があります。一般的に、ERCは電気的接続を評価します。これには、パス、ラベリング、パラメータが含まれ、違反のリストを提供します。これらの違反は、ERCの設定時に選択したルールと報告レベルオプションに基づいています。ただし、一部のPCB設計ソフトウェアパッケージでは、ネットリストの作成やERCの実行が追加の設計ステップとして別になっていますが、Altium DesignerではERCはPCBレイアウトを生成する変換またはコンパイルの一部です。可能なチェックと違反の数は広範であり、ネットを特に扱うチェックがいくつか含まれています。成功したコンパイルを妨げる可能性のある 可能なネット違反の中で、未配線ネットを特定するのに最も役立つものを以下に挙げます。 接続されていないワイヤー ネット内の接続されていないオブジェクト フローティング入力ピンを含むネット ピンが1つだけのネット ドライバーのない信号 負荷のない信号 差動ペアの正のネットが欠けている 差動ペアの負のネットが欠けている 上記のリストには、誤ってラベル付けされたネット、不正確または欠落しているパラメータを持つネット、およびERCで検出可能なその他のネット違反が含まれておらず、PCBレイアウトを生成する前にこれらも修正する必要があります。 PCBレイアウト上の未配線ネットの特定 回路図がERCを違反なしで正常に通過することを、設計がPCBレイアウトに進むための要件とすべきです。Altium 記事を読む
PCBにおける銅のラップメッキ PCBにおける銅のラップめっき 1 min Blog 新しい電子機器を購入して、1週間後に故障してしまうことは誰も望んでいません。私は同じフラットスクリーンモニターを5年以上使っていますが、これまでに所有した電子機器の中で最も頑丈なものです。信頼性の高い設計が好きなら、デバイスの寿命を向上させることを目的とした業界標準に注目していることでしょう。 PCBのビアメッキは、衝撃や熱サイクルに耐えられるほど信頼性が高くなければなりません。ここでメッキプロセスが重要となり、新しいIPC 6012Eのメッキ要件は、ビア・イン・パッド構造の信頼性を向上させるために設計されたメッキ技術を指定しています。 銅ラップメッキ構造 ビア・イン・パッド構造には、ビア穴を銅メッキして、多層PCBの層間で信号をルーティングする必要があります。このメッキは、ビア・イン・パッド構造内の他のパッドや、小さな環状リングを使用してトレースに直接接続します。これらの構造は不可欠ですが、繰り返しの熱サイクル下での信頼性の問題があることが知られています。 IPC 6012E基準は最近、ビア・イン・パッド構造に銅ラップめっきの要件を追加しました。充填された銅めっきはビア穴の端を回り込み、ビアパッドを取り囲む環状リングにまで延びるべきです。この要件はビアめっきの信頼性を向上させ、クラックや表面特徴とめっきされたビア穴との分離による故障の可能性を減少させる可能性があります。 充填された銅ラップ構造は2つのバリエーションがあります。まず、ビアの内側に連続した銅膜が適用され、その後ビアの両端の上層と下層を覆い越えます。この銅ラップめっきはビアパッドとビアに繋がるトレースを形成し、連続した銅構造を作り出します。 または、ビアはビアの両端を囲む独自のパッドを持つことができます。この別のパッド層はトレースやグラウンドプレーンに接続します。ビアを充填する銅めっきはこの外部パッドの上を覆い越え、充填めっきとビアパッドの間にバットジョイントを形成します。充填めっきとビアパッドの間にはある程度の結合が発生しますが、二つは融合せず、単一の連続した構造を形成しません。 PCBでのビア穴のドリリング 熱サイクル下での信頼性 PCBが時間とともに熱サイクルを繰り返すと、体積膨張が銅のラップメッキ、ビア充填材、およびラミネート界面に圧縮または引張応力を生じさせます。応力の量は、基板と環境の間の温度勾配、関与する各材料の熱膨張係数、および基板の層数など、多くの要因に依存します。 基板材料の熱膨張係数が一致しないことは、銅のラップメッキに大きな応力を与える原因となります。これにより、ビアバレル内のメッキが割れてバットジョイントから分離する可能性があります。連続する銅のラップメッキも、ビアの端で直角に割れることがあります。 ビアの内部がバットジョイントから分離した場合、またはラップメッキの端でビアが割れた場合、ビアにオープン回路の故障が発生します。繰り返しの熱サイクル中に曲がると、さらに多くの故障が発生します。基板の最も外側の層に近い位置で終わるビアは、基板がこれらの層でより大きく曲がるため、熱サイクルによる破断の可能性がはるかに高くなります。 これらの構造物での故障の可能性にもかかわらず、銅のラップメッキを使用しないビアよりも、銅のラップメッキを使用した方が依然として信頼性が高いです。この追加の銅のラップ層は、ビア壁内のメッキの構造的完全性を高めるだけでなく、ビアメッキと環状リングとの接触面積を増加させます。 基板上の銅の可視性と安定性は価値があります。 構造的完全性は、ラップメッキの上にボタンメッキを追加することでさらに高めることができます。一部のメーカーは原則としてこれを行います。ボタンメッキも、ラップメッキと同様に、ビアの上部と下部の端を覆います。その後、メッキ抵抗が剥がされ、ビアはエポキシで満たされ、最終的に表面は平滑化され、滑らかな表面が残ります。これは、IPC 6012E基準を満たしながら信頼性を最大化する最良の方法と言えるでしょう。 IPC 6012Eに準拠しためっきは、埋め込みビアが別々のレイヤースタックに分割されている限り、埋め込みビアにも簡単に適用できます。内層スタックは、スルーホールビアの場合と同様に、銅でラップすることができます。これらの内層にあるビアは、スルーホールビアと同じようにめっきすることができます。各分割されたスタックがめっきされた後、最終的なスタックアップはプリプレグを使用して配置することができます。 記事を読む