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PCB配線

PCBの配線では、コンポーネント間の銅箔の接続を行います。最適な配線を行うことで、シグナルインテグリティー、低クロストークと低EMIを確保できます。PCBの配線や配線ルール、信号規格の遵守に最適なPCBレイアウト用ソフトウェアについては、当社のリソースライブラリをご覧ください。

PCB配線とは Altium DesignerによるPCB配線 PCB配線の設計ルール効率的なPCB配線用ツール（ウェビナー） Altium DesignerによるPCB配線

HDI基板設計とHDI基板製造プロセス

HDIの設計の基本とHDI基板製造プロセステクノロジーが進化するにつれ、より多くの機能をより小さなパッケージに詰め込むことが必要になってきました。HDI(高密度接続)技術を用いて設計されたPCBは、より小さなスペースに多くの部品が詰め込まれるため小型化する傾向にあります。HDI PCBでは、ブラインドビア、ベリードビア、マイクロビア、パッド内ビア、極細トレースなどが使用され、より多くの部品が小さな面積に詰め込まれています。ここでは、HDIの設計の基本と、Altium Designer^®を用いたパワフルなHDI PCBの製造方法をご紹介します。 HDI(高密度接続)基板の設計・製造は、1980年にPCBのビアサイズを小さくする方法が研究され始めたことに始まります。量産型のビルドアップやシーケンシャルPCBが初めて登場したのは1984年でした。以来、設計者や部品メーカーは、より多くの機能を1枚のチップや基板に詰め込めるよう常に奮闘してきました。現在、HDIの設計と製造は、IPC-2315、IPC-2226、IPC-4104、IPC 記事を読む

Situsトポロジカルルータとその効果的な利用方法

Situsトポロジカルルータとその効果的な利用方法プリント基板の設計では大半の時間を配線作業に費やし、その作業時間に占める割合は60%以上ともいわれています。この配線に要する時間を短縮するため、基板設計ツールのAltium Designerには、高性能なSitusオートルータが備えられています。このオートルータは、全自動で配線を行うものですが、良質な配線結を得るには使いこなしが必要です。そこで今回は、このSitusオートルータの概要と、効果的に利用するための方法を探ってみました。配線を全自動で行うSitusオートルータオートルータは配線を自動化するツールとして登場して以来、さまざまなアルゴリズムの開発によって改良されてきました。まず、その進化の経緯を紹介します。・初期のオートルータ層ごとに決められた、縦と横への直角配線のみ。既設の配線にブロックされた場合には新たなパスを探すが、パスが見つからなければ配線をあきらめる。・リップアップ配線既存の配線にブロックされた場合、それを引きはがしてルートを確保する。・シェープベース記事を読む

Altium Designerが実現する高度なHDI設計 RCC、RRCF、リキッド/ドライフィルム絶縁体、spread-glassプリプレグなど、従来の多層設計では使用されていなかった新しい多数の材料がHDIの領域に登場しています。本章では、Altium Designer 19でこれらの材料を活用する方法をご紹介します。ビアの構造の定義高密度相互接続（HDI）を大きく特徴付けけるのは、ブラインドビアとベリードビアの構造でしょう。マイクロビアのほか、縦横比が1.0未満の薄い材料がブラインドビアとともに使用されるようになっています。第2章で取り上げたように、RCC、RRCF、リキッド/ドライフィルム絶縁体、spread-glassプリプレグなど、従来の多層設計では使用されていなかった新しい多数の材料がHDIの領域に登場しています。本章では、Altium Designer 19における下記の要素についてご紹介します。 HDIスタックアップの定義分布容量マイクロビアの構造の定義スタッガードブラインドビアスキップブラインドビアスタック記事を読む

片面基板の設計の要点

片面基板の設計の要点プリント基板は電子回路の配線手段として登場し、電子部品と歩調を合わせて進化してきました。 1960年代に入りトランジスタが使われるようになると、真空管時代の空中配線に変えてプリント基板が使われるようになりました。そしてその後 IC・LSI が現れ、その進化に合わせて基板の多層化が進みまました。その結果、現在のデジタル機器では当り前のように多層基板が使われるようになりました。片面基板はプリント基板の原型であり、今では時代遅れなものに見られがちです。しかしまだ役目を終えた訳ではなく、いたるところで使い続けられています。例えば、回路規模が小さく実装スペースに余裕がある家電製品などでは、さほど実装密度を上げる必要は無く、片面基板で充分な場合があります。そして、なによりも片面基板は安価ですので、今後も需要が途絶えるは無さそうです。そこで今回は、このシンプルな片面基板を取り上げ、設計上の要点を解説したいと思います。片面基板の特徴と課題片面基板では記事を読む

2層のPCBのGNDプレーン

2層のPCBのGNDプレーン私が若くてハングリーな大学院生だった頃、最初に設計したPCBは、いくつかのセンサーからアナログ信号を収集するためのものでした。測定結果の電圧グラフを見ると、ノイズレベルがひどく、測定しようとしていた信号が完全にマスクされていました。私がすぐに気付いたのは、GNDプレーン接続で完全に失敗し、GNDループによって信号が歪められているということでした。 GNDプレーンの配置とGND接続の配線は、2つ以上のレイヤを持つPCBの設計において最も重要な手順の1つです。これらを正しく行うことで、EMI、クロストーク、GNDループを抑制できます。これらのノイズ源は信号の整合性を劣化させますが、GNDプレーンを正しい手法で設計すると、デバイスの最大性能を保証できます。それでは、GNDプレーンはどこに配置するべきでしょうか? PCB設計を始めたばかりの人は、GNDプレーン、EMI、配線などの用語をよく耳にすると思います。最初に設計するPCBは、おそらく2層の基板でしょう記事を読む

高速PCB設計入門: クロストークの除去方法

高速PCB設計入門: クロストークの除去方法最近、結婚披露宴で、同じテーブルに座っている男性と話をしようとしました。残念なことに、私たちの間に座っていた女性が、私の反対側に座っている人と会話を続けていました。披露宴の騒音を背景に会話することは、何より難しいことでした。私たちの間でもう1つ話し合いが行われていたために、会話が成り立ちませんでした。私たちは、クロストークしていたのです！会話中のクロストークはとても迷惑なものですが、PCBレイアウト上のクロストークは、悲惨な結果を招く可能性があります。クロストークが修正されない場合、完成した回路基板がまったく動作しないか、あるいは断続的な問題に悩まされる可能性があります。クロストークとは何か、また、それを防ぐためにできることは何かを見てみましょう。高速PCB設計におけるクロストークとは? クロストークは、 PCB上にあるトレース間の意図しない電磁結合です。この結合によって、物理的に互いに接触していない場合でも記事を読む

全てのPCB設計者が知っておくべき上位の設計ガイドライン

全てのPCB設計者が知っておくべき上位の設計ガイドライン新しい設計を開始する際は、回路設計とコンポーネントの選択に重点を置き、ほとんどの時間を費やしているので、PCB設計が付け足しのように残りがちです。しかし、最終的に、PCB設計に十分な時間をかけて集中的に取り組まなかったことで、デジタル領域から物理的には完全実現できない設計ができあがり、結局は製造が難しくなる可能性があります。それでは、理論的にも物理的にも実現可能な基板を設計するためのカギは何でしょうか? 製造可能で問題なく機能する、信頼性の高いPCBを設計するために知っておくべき5つの設計ガイドラインを検討してみましょう。 #1 - コンポーネントの配置の微調整 PCBレイアウトプロセスのコンポーネント配置段階は、芸術でもあり科学でもあります。基板上で利用可能な主要スペースについて戦略的にじっくり検討する必要があります。困難なプロセスになる可能性もありますが、コンポーネントの配置が、基板をどれだけ容易に製造できるか、元の設計要件をどれだけうまく満たせるかを決定します。コネクター記事を読む

スティッチングビア

スティッチングビアについて知っておくべきことスティッチングビアは単なる周期的なビア配列ではなく、電力、RF、高速などで必要とされるレイヤー全体のネット接続のグループを提供します。記事を読む

差動ペア、差動信号とは>

差動ペア、差動信号とは? 差動ペアと差動信号は、高速デジタル通信とデータ転送の中心的な要素です。記事を読む

難しい設計にも対応する、優れたPCB設計ソフトウェアを選んでください必要な能力や機能のないPCB設計ソフトウェアに甘んじず、ベストなPCBソフトウェアを追求する上で、Altium Designerをご検討ください。 Altium Designer 強力で最新の使いやすい専門家向きのPCB設計ツールです。現在のテクノロジーの急激な成長とともに、より高度な設計を作成する必要性が以前より高まっています。将来を、要求される仕事をできるかどうか未知数のPCB設計ツールに賭けるゆとりはありません。また、低性能のツールをだましだまし使って必要な結果をもたらすようにするだけの時間もありません。期待と要求に答え、それを上回っていくために、市場で現在ベストなPCB設計ソフトウェアが必要とされています。それがAltium Designerです。最初から最後までガイドする、強固な基盤に構築されたPCB設計ソフトウェア設計工程の各段階で異なるツールを使用するための時間も、予算も、エラーに耐えるゆとりもありません。各ツールで外観と動きがともに同じで記事を読む

Connectors Benefit from Compatible ECAD/MCAD Tools

Altium Designerでのコネクタのモデリングと配置 Altium Designer 専門家を対象とする、効果的で使いやすい最新のPCB設計ツール。 I/OによるPCBシステム統合でのコネクタの使用統合された電子機器とそれらの内部装置を踏まえると、プリント回路アセンブリにはたくさんのコネクタが使用されます。デジタルシステム時代に突入してから数十年が過ぎた今、データはあらゆる場所にあふれ、世界の通信のニーズに対応しています。イーサネットやユニバーサル・シリアル・バス（USB）などの入出力のプロトコルには、機器とプリント回路アセンブリの間で物理的な電気機械コネクタが必要です。プリント回路アセンブリ上にコネクタを構築するには、 ECADとMCADの両方のモデリングツールで通信経路を定義しなければなりません。これにより、選択したコンポーネントの情報がコネクタに提供されます。こうしたコンポーネントでは、領域のパターンを示すフットプリントのほか、コネクタの導電体の筐体寸法線も確認できます。 Altium Designerでは記事を読む

アルミニウム製のPCBに対応する優れたPCB設計ソフトウェア

アルミニウム製のPCBに対応する優れたPCB設計ソフトウェアアルミニウム製PCBでは、熱特性、電気的絶縁、機械的強度のいずれについても設計要件を満たすために、Altium Designerが提供するレベルの精度が必要です。 Altium Designer 専門家を対象とする、効果的で使いやすい最新のPCB設計ツール。メタルコアPCB（MCPCB）を使用した設計はいっそう一般的になりつつあります。このメタル基板は機械的強度、熱伝導率の両面で優れたコア材料を使用しており、この絶縁層の選択により電気的絶縁がいっそう高められます。MCPCBのアプリケーションの例としては、LED、ソリッドステートリレー、電源変換PCBなどが挙げられます。MCPCBで最も一般的に使用される金属はアルミニウムベースであり、この普及により、過去に経験がない設計者も近い将来アルミニウム製PCBを手がけることになるはずです。ここで知っておくべき重要なことは、アルミニウム製のPCBの設計においても、従来実践してこられた設計上の精度が同様に求められるということです記事を読む

Circuit Board Design

FR4 PCB設計を「高速」設計にする要素はなんでしょうか。高速な処理は当然としても、クロック速度のみを指すわけではありません。多くの場合、高速設計にまつわる課題は、信号の伝送媒体の管理にあります。従来のFR4は長年、低価格で効果的な材料として定評がありましたが、高速設計には制限を及ぼす可能性があります。利用できる優れた材料があったとしても、多くの場合、コストが高くなります。基板の製造材料は、設計プロセスの早い段階で選択する必要があります。そのため、Altium Designerには、設計、材料の選択、材料コストのバランスの判断に役立つ、すぐに使える30万点以上のコンポーネントを収めたECADライブラリへのアクセスがあります。 Altium Designerで得られる利点: データ管理用の強力なツールリアルタイムでのコストの見積もりと追跡動的なサプライチェーン情報柔軟なリリース管理ツール Altiumは、電気技術者/設計者が高速で、安全性が高く、効率的な設計を行える機能を提供します。記事を読む

Altium DesignerならPCBリレーの選択、設計、レイアウトが簡単

Altium DesignerならPCBリレーの選択、設計、レイアウトが簡単ユーザーの安全と基板を電気的損傷から保護するには、回路保護が欠かせません。小型中電圧PCBであろうと、大型高電圧電気機械システムであろうと、電力サージや電気回路の故障によりコンポーネントが破壊され、ユーザーに危険が及ぶ可能性があります。高電圧ESDや大電流サージが起きないようにする最善の方法は、シンプルなPCBリレーを使用することです。金属製の筐体に取り付ける必要がある大型リレーと比較して、PCBリレーはスルーホールコンポーネントとして回路基板に直接取り付けることができます。これにより、基板とそのコンポーネントを電気的危険から簡単に保護できます。次に手掛けるシステムにPCBリレーを導入する場合、Allium Designerを使用すると、選択および配置プロセスがシンプルです。高電圧または大電流回路基板設計を順調に進めながら、Altium Designerから調達プロセスを迅速に進めることができます。 ALTIUM DESIGNER^® 記事を読む

BGAは、高密度な実装を実現する標準的なパッケージとして利用されており、Altium Designerではそれを先進の機能でサポートしています。

BGAパッケージの選択と配線戦略 BGAは、高密度な実装を実現する標準的なパッケージとして利用されており、Altium Designerではそれを先進の機能でサポートしています。それらの機能については「高密度なBGAの配線を容易にするAltium Designerの機能」でまとめて紹介しています。またそれ以外にも「ピンスワップとパートスワップで配線を最適化」、「ルームをより有効に活用する」、「PCBのグリッドシステムとPolarグリッドの活用」で紹介済の機能も役立ちます。しかし、これらはあくまで道具(ツール)であり、それを生かすも殺すも設計者次第です。そこで、今回はBGAの実装設計の要点とそれをサポートするAltium Designerの機能についてその要点を紹介したいと思います。 BGAの実装設計には、緻密な設計戦略が必要実装密度が高い基板を設計する場合には、試行錯誤による時間の浪費を避けるために、計画的な作業が必要です。特に、BGAパッケージを使用する基板では、事前にしっかりとした設計戦略を立てる事が必要です記事を読む

ピンスワップとパートスワップで配線を最適化

ピンスワップとパートスワップで配線を最適化基板設計CADのAltium Designerは、洗練されたユーザーインターフェイスに加え、機能や使い方を解説した資料も豊富です。まさに、使いやすく学びやすいCADツールであり、初心者でもすぐに使えるようになります。しかし、より良い設計を行う為には、Altium Designerの持つ多彩な機能を有効に活用しスキルアップしなくてはなりません。例えば、配線の密度を上げたい場合があります。これは、線幅を細くしたり配線の間隔を狭くしたりすれば可能ですので、初心者はすぐにそうするでしょう。しかし、配線ルールの微細化は百害あって一利なしですので、できれば避けたいものです。そこで、必要なのが配線の最適化であり、それに役立つ代表的なものがピンスワップとパートスワップです。ひとくちにいうと、ピンスワップとパートスワップは配線のねじれを解消するための手段です。配線にねじれがあるとビアが増え配線も長くなります。要するに記事を読む

3D PCB設計ソフトウェア

3D PCB設計ソフトウェアフラット設計だけでなく、基板全体の設計が可能です。細かな機構設計に対処するために、いまや複数の試作を作成する時間はありません。設計中は、PCB設計が他のハードウェアとともにシステムの筐体にどのように適合するかを完全に把握できる必要があります。3D PCB設計ソフトウェアを活用すれば、基板の回路図を最適に表示して、設計を最初の段階から正しく進めることができます。 3D設計ソフトウェアが実現する表示の改善通常、使用できる設計スペースは技術の進歩に伴って小さくなります。航空宇宙であれ、IoTであれ、あらゆる分野の設計でPCBの密度が高くなり、ますます狭い空間に部品が詰め込まれるようになっています。納期も短かくなっていることを踏まえると、サイズや適合性、コネクタの配置をチェックするために、PCBの試作をいくつも設計している余裕はもはやありません。ここで必要なのは、コンピューターベースの設計ツールを使ってコンポーネントの配置を確認しながら、基板のレイアウト作業を進められるようにすることです記事を読む