PCB配線

PCBトレース長について: どれくらいが長すぎるのか？ PCBトレース長さと、設計における伝送線路損失がどのように増加するかについてもっと学びましょう。

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、フットプリントや3Dモデルとともに、数千種類のコネクタが登録されたライブラリが提供されています。フットプリントエディタでは、ベンダーから提供されている最新の優れたコネクタを追加することも可能です。また、統合環境でSTEPファイルのインポートとエクスポートを行って、機構設計者と簡単にファイルを共有できます。コラボレーションが容易なため、I/Oに向けて洗練された設計が促進されます。電気系統でのコネクタの使用電気設計でコネクタを使用すると、プリント回路アセンブリに出入りする信号が接続されます。これらはプリント回路アセンブリ上の大型の電気機械コンポーネントになり、回路基板のパッドへの接続のための導電ピンの格納に使用されます。ここでは、システム内の機器とI/O信号が結び付けられます。コネクタは2つの部分で構成され、1つの電気システム内でPCBを他のPCBやケーブル、機器に接続できます。PCBでどのコネクタを使用する場合も、必ずシステム機器の対象となるポイントで接続を行う必要があります。 3DモデリングでPCBのコネクタの配置を確認する PCBでの入力と出力を可能にするコネクタコネクタはプラグとソケットのペアで指定します。検討の必要がある機構的な要素としては、サイズ、材料、ロック機構が挙げられます。電気的特性については、ピン間の絶縁と接続点の接触抵抗について検討します。入力と出力の観点からすると、コネクタは信号伝搬の種類によって分類されます。USB、RS-485、イーサネット、MIDI、SVGA、HDMI、無線周波数の基準が、コネクタでの標準的な機構設計になります。電子信号伝送に使用されるコネクタは何千とあります。PCBでは内部接地プレーンとの確実な接続とロバスト性を確保するために、スルーホールコネクタが使われることが多いものの、実際に最も適しているのは表面実装コネクタです。 PCBでは多くの種類のI/Oコネクタを使用できます。スポーティーな3Dコンポーネントモデルドライバーでレイアウト向けの機能を組み込むメモリPCB設計パッドはマザーボードのソケットに接続します。

次のPCBにおけるESD接地要件高電圧機器や電源に囲まれた環境で使用されるPCBは、静電気放電（ESD）のリスクにさらされています。静電気は、リストストラップなしで基板を扱うと、直接基板に放電して、敏感な電子部品を破壊することもあります。これによりPCBに一時的な電圧が誘導され、敏感な部品に損傷を与える可能性があります。極端な場合、例えば雷撃や大規模な電力サージのように、ESDと一時的な電圧は、回路がショートするときと同様に、基板が火を捕らえる原因となることがあります。 ESDに関連する危険性を考えると、多くの業界標準では、敏感な回路を保護するためのESD接地要件を定義しています。適切な設計ソフトウェアを使用すれば、適切なESD接地要件に従って回路を損傷から保護するための対策を実装できます。Altium Designerには、アプリケーションに必要なESD保護のレベルを提供できる接地フロアプランを作成するために必要な重要なツールが含まれています。 ALTIUM DESIGNER^® 単一のソフトウェアプラットフォームで最高の回路図設計、部品管理、およびレイアウト機能を備えたPCB設計パッケージ。雷、地元の電力会社からの電力サージ、家庭内の電気配線のショート；これらすべてはサージプロテクターで保護することができます。あなたはすでに家庭用電子機器で電源タップを使用しているので、それらが提供するサージ保護に慣れているでしょう。サージプロテクターは、電子製品に誘導される電流スパイクを減衰させ、損傷から保護します。あなたの家のブレーカーには、ショートサーキットの場合に自動的に作動するスイッチが含まれており、電気火災から家を保護します。これらのシステムすべてに誘導される過渡電圧および電流スパイクは、110Vまたは220VのACラインに接続されていないデバイスでも発生する可能性があります。多くの業界標準では、電子製品のPCBに過渡電圧抑制メカニズムを含めることが求められています。ESDによる電力変動および過渡電圧の許容限度は、CBEMAカーブを使用して定義され、このカーブは多くの業界要件の基礎を形成しています。 ESDによる損傷から基板を保護するために実装できるいくつかの方法があります。おそらく、最も効果的な戦略は、適切なESD接地戦略を実装することによってコンポーネントを損傷から保護することです。どの方法を選択しても、これらの保護をPCBレベルで実装するのを容易にする設計ソフトウェアを使用する必要があります。これは、電子機器を保護するためにサージプロテクターや回路遮断器を使用する計画を立てることを超えています。ショック管理のためのESD接地方法過渡電圧を抑制し、ESDから敏感な回路を保護するための最も単純でありながら最も効果的な方法は、スパイクの発生時に回路から電力を切断することです。この戦略には、回路遮断器やヒューズを使用できますが、基板の適切な場所にこれらの要素を1つ以上配置することに依存しています。明らかに、これは、ほとんどの設計が持つ数多くの他の要件を考慮すると、すぐに非現実的になります。ショック管理へのESD接地要件の最適な適用は、外部ソースから直接基板に移動するESDから基板を保護することを含みます。より良いオプションは、静電気からの放電を電気的グラウンドにルーティングする接地戦略を設計することです。これにより、誘導された電圧がコンポーネントに電流を流すのを防ぎます。接地戦略を持つ基板の設計グラウンド戦略を実装することは、単にボードにグラウンドプレーンを配置する以上のことを意味します。2点間の静電気が直接グラウンドプレーンにESDを誘導する場合、電流はグラウンドプレーンに接続されている敏感なコンポーネントに直接流れる可能性があります。ボードに誘導される過渡電圧はかなり強力であり、ボードの他の場所に電流を駆動し誘導することがあり、コンポーネントを損傷させる可能性があります。幸いなことに、グラウンドプレーンと一緒に設置することで、ESDイベントから敏感な電子機器を保護できるいくつかのコンポーネントがあります。重要なコンポーネントには、TVSダイオードとバイパスコンデンサがあります。グラウンドプレーンおよびより大きなグラウンド戦略と適切に組み合わせることで、デバイスのESDグラウンド要件を満たすことができます。 ESDは多くの外部ソースから生じる可能性があり、多くの電子デバイスで重要です。ESDの原因について学ぶことで、ESDイベントに対して回路を保護するための適切な設計を実装するのに役立ちます。 PCBのためのESDおよびいくつかの保護対策についてもっと学びましょう。ボードのどこかにグラウンドプレーンを配置するだけでは、すべてのESDイベントを抑制するには十分ではありません。 ESD保護のためのPCBグラウンドプレーンの使用についてもっと学びましょう。 ESDが発生すると、回路内の他の場所で電流が誘導されることがあります。これは、寄生インダクタンスによる急速な電流の流れと一時的な電圧信号が原因です。賢い設計選択により、回路がESDに耐えられるようにすることができます。

Altium Designerで軍用PCBの物理層セキュリティを設計する軍用システム用のPCBは、厳格な設計と性能基準を満たさなければならない高性能な存在です。機密データを保存・処理する軍用システムは、安全な筐体に閉じ込める以上のセキュリティ層が必要です。プリント基板をEMIに極めて耐性があるように設計し、データを受動的にタップされないようにルーティングし、攻撃者が機密データにアクセスするのを防ぐためにブラックアウトチップを含める必要があります。これらの軍用回路基板の物理層セキュリティを確保するための措置は、市場で唯一完全に統合されたPCB設計プラットフォームであるAltium Designerを使用することで実装できます。 ALTIUM DESIGNER^® 軍用電子システムを設計するための最高のツールを備えた統一されたPCB設計パッケージ。コンピュータ周辺機器、シングルボードコンピュータ、またはデータ処理用の組み込みシステムのPCBであれ、ミッションクリティカルなシステムの軍用PCBは物理層セキュリティ対策を実装する必要があります。適切な設計ソフトウェアは、軍用PCBを産業基準に従って設計し、回路の改ざんを防ぎ検出するために設計された物理層セキュリティプロトコルを実装するのに役立ちます。 Altium Designerは、単一のルール駆動型設計エンジンの上にあなたの設計機能をすべて統合し、どんな組み込みシステムも設計できる適応性を提供します。ミッションクリティカルなアプリケーションに必要な電気的性能でボードを設計する力、物理層のセキュリティを保証するコンポーネントを含めること、および改ざん防止通信機能を持つことができます。Altium Designerの統合設計、コンポーネント管理、および生産計画環境は、軍用PCBの物理層セキュリティを実装するために必要なツールを提供します。ボードレベルでの物理層セキュリティデータを受信、処理、および通信する軍事システムは、高性能な商用コンポーネントを使用してこれを行いますが、攻撃者はコンポーネントおよびトレースレベルで直接回路の改ざんを試みることがあります。これらの要素がプローブされないようにするために取ることができる多くの対策があります。適切な設計ソフトウェアを使用すると、これらの物理層セキュリティ対策を持つ回路基板を設計することは比較的簡単です。時には、最も優雅でない解決策が最良のものです。ビアは重要な物理的アクセスポイントであり、ブラインドビアやバリードビアの使用を選択することで、非導電性フィルを持つビアを防ぎ、物理的なプロービングに脆弱な場所の数を減らすことができます。厚いはんだマスクを使用して重要なトレースを隠し、保護することも、回路の改ざんを防ぎます。コンポーネント自体に関しては、攻撃者がメーカーやモデル番号を直接識別できないように黒く塗るべきです。また、コンポーネントを非導電性のエポキシで囲むことで、攻撃者がピンをプロービングしてデータをキャプチャするのを物理的に防ぐことができます。ボードレベルのセキュリティのための設計ソフトウェア軍用PCBの物理層セキュリティをトレースレベルで実装することは、多層ボードで埋め込まれた回路をルーティングするほどに及ぶかもしれません。できるだけ多くのコンポーネント、トレース、ビアを埋め込むことで、回路の改ざんの機会を限定します。改ざん検出は、可能な場合に取るべき別の対策です。これには、エンクロージャが開かれたり損傷したりした場合にヒューズやスイッチが作動し、ボードへの電力を遮断し、さらに基地局に警告を発するようなパッケージングを設計することが含まれます。これらの対策を実施するには、セキュリティを確保し、攻撃者が機密データを扱う要素に物理的にアクセスできないようにするために、コンポーネントを慎重に選択し、トレースのルーティングを行う必要があります。適切な設計ソフトウェアを使用すれば、物理層セキュリティ対策をボードに設計することができます。 IoTデバイスの物理層セキュリティ対策の多くは、軍用システムのPCBで実装されています。 PCBの物理層セキュリティについてもっと学ぶ。トレースやビアを埋め込むことで、回路基板に追加の物理層セキュリティ対策を施すことができます。 Altium Designerでのブラインドビアと埋め込みビアの扱い方についてもっと学ぶ。