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AltiumのPCB自動配線機能による、自動配線ツールの欠点の解決 Altium DesignerのPCB自動配線機能による自動配線ツールの欠点の解決 PCBの配線は、デバイスが失敗するかどうかを左右する、レイアウト作業の重要なステップです。設計ソフトウェアに適切な配線ツールが備わっていないと、時間がかかる可能性もあります。PCB設計ソフトウェアには、配線プロセスの多くの部分を自動化するよう設計された、高精度の配線ツールが備わっている必要があります。高度なPCBには最高の自動配線ツールが不可欠です。自動配線ツールは、設計者のワークフローを向上させ、どのような用途であってもPCB設計に有効です。 Altium Designer 優れた自動配線ツールを備えたPCB設計ソフトウェア パッケージ 簡単に実行できるが習得の難しい作業に、PCBの配線があります。ポイントAからポイントBに導線を接続するというのは、どちらかというと単純な作業と思われます。実際のPCBでは、コンポーネント間でこのような線を何十も何百も接続することになります。これらの配線を基板上に収めることは至難の業です。自動配線ツールを使用すると、この重要な作業にかかる膨大な時間を節約できます。 PCBを、生きて呼吸する電子機器に変えるには、高性能の配線ツール、および非常に精密なCADツールが必要です。これら2つのツールが連携して、シミュレーション、製造、設計の検証で使用できるPCBレイアウトを作り出します。レイアウトや他のツールと統合された自動配線ツールは、基板を短時間でレイアウトし、デバイスが全ての性能仕様に確実に適合するようサポートします。 初めに配線について PCBで使用するための最善の配線戦略は、回路図の設計段階では必ずしも明白ではありません。一流の配線ツールを備えた、優れたPCB設計ソフトウェア パッケージであれば、コンポーネント間の接続を簡単に定義し、レイアウトに接続を自動的に配置することができます。このプロセスは、簡単に自動化できます。レイアウトの時間を節約し、特定用途に最適な設計を確実に行います。 高速デバイス、ピン密度が高いコンポーネント、多層基板、高密度接続PCBなどを扱う作業では全て、高精度で汎用性の高いPCB配線ツールが不可欠です。これらの用途の配線は多大な時間を要する可能性があり、汎用性の高い配線ツールが配線プロセスを自動化できます。差動ペアのような機能は、特に注意が必要です。その配線ペアは、特に高速回路では並行で同じ長さでなければなりません。 適切な配線パラメーターの選択 自動配線ツールを使用すると、確実に、重要なデザインルールに従ったデバイスを作れる一方、信号ネットを非常に短時間で配線できます。自動配線ツールは、ビアを通る配線、複数基板に渡る配線、差動ペアのネットがある配線など、回路基板のどのような機能の組み合せも簡単に処理できるようにする必要があります。自動配線ツールは、差動ペアを維持し、デザインルールに従いながら、ピン、および部品のスワップを簡単に行う必要があります。 高性能の設計ソフトウェアは、差動ペアを配置するだけでなく、差動ペアがデザインルールに準拠するようにし、シグナルインテグリティーを確保します。 差動ペア配線を手助けする強力な設計ソフトウェアについて、詳細をご覧ください。 強力な配線ソフトウェアは、あらゆるジオメトリーとの相互接続を配線する機能を提供します。 適切な相互接続の構成、およびジオメトリーの選択について、詳細をご覧ください。 強力な配線ソフトウェアを使用すれば、差動ペア配線を維持しながら、ピン、および部品のスワップを実行できます。 ピン、および部品のスワップ中の差動ペアの操作について、詳細をご覧ください。 Altium
配線長演算機 レイアウトを開始する前に、高速伝送線路のネット長の評価を行います。電気的に長い配線にはxSignalとデザインルールを使って、レイアウトでネットのトポロジーが定義された最大配線長内に収まるように制約をかけます。 Altium Designer 配線をもっと容易にしてくれる、市場で最も優れたPCB設計ソフトウェア 新しいルール ウィザードで長さの制約を設定する 高速信号の配線長は、プロジェクトの回路設計段階でレイアウトの前に決定します。最大配線長は、伝搬遅延に関わる信号の立ち上がり時間や立ち下がり時間を分析して決定します。信号は次のエッジに移行する前に、ソースからロードへと移動し、再び元に戻ってくる必要があります。そうでない場合はクロストークやリンギング、反射が発生し、設計がノイズの影響を受けやすくなります。 クロストーク、リンギング、反射が発生する前に最大配線長を指定することで、電気的に長い配線を定義します。こうした配線には、対地ノイズをそらしたり、最小限にしたりするための終端スキームが必要になります。ノイズを最小限にすることで回路設計を破損から保護し、回路基板の配線に沿って完全な信号伝搬を確保できます。基板のレイアウトに最大配線長を超えるネットが必要な場合は、終端回路が必要になります。 基板のレイアウトを開始する前に、電気的に長い配線を定義して制約を設定します。配線のガイドとなるルールをツールに含めることで、レイアウトプロセスが自動化されます。fly-byトポロジーなどの手法によって、関連する配線内の直列要素とともに一連のネットが構築されます。スキューによるノイズの発生を回避するため、長さ照合のルールはメモリやCPUにある高速データラインにも設定されます。 電気的に長い配線をレイアウト前に特定する 回路設計者は伝搬遅延と併せて高周波信号の立ち上がり時間と立ち下がり時間を分析し、伝送線路が電気的に長い配線かどうかを判断します。電気的に長い配線の場合は、設計で終端コンポーネントが必要になる前に、信号が回路基板のネットを移動できる最大配線長を決定します。伝送線路のネット長によって回路基板でノイズが発生しないようにすることは、設計の重要なステップです。影響を受けやすい信号の定義では、信号の既知の立ち上がり時間と立ち下がり時間を使って配線長を計算します。 重要な配線を識別するために最大配線長を計算する 伝送信号の配線長制限の計算 最大配線長と長さの照合は、高速伝送ネットを対象とする設計の重要なステップです。配線幅はインピーダンス コントロールに影響を及ぼさないものの、設計したものを問題なく製造するには最大配線長と長さの照合が必要になります。この照合では、トレースを配置する際に時間領域が考慮され、クロストークやリンギング、反射の発生が阻止されます。 インピーダンスの照合と併せて、長さのチューニングも考慮に入れましょう。 高周波基板の設計と制御を促進するルールを使用する 電気的に長い配線を定義し、EDAツールでルールを設定できます。 高速設計: 基板の要求に応じてAltium
Altium Rigid-flex Guidebook: Your Complete Design Guide Altium Designerでのフレキシブル基板とリジッドフレキシブル基板のアセンブリ 多くの電子機器には複数のPCBが使用されています。リジッドフレキシブル基板は、複数のリジッド基板を1つのユニットにまとめるために使用されます。これによってPCBの適応性を向上させ、特殊なパッケージングに応じて基板をカスタマイズできます。他の一般的な機器の多くは小型化が進んでおり、使用されるPCBもそれに合わせて小さくなっています。今後の設計のために優れたPCB設計ソフトウェアをお探しなら、こうしたあらゆる設計要素が1つのパッケージに統合されたプラットフォームを選ぶことが懸命です。 Altium Designer PCB設計を完全にカスタマイズできるソフトウェアパッケージ 多くの電子機器には複数のPCBが使用されています。リジッドフレキシブル基板は、複数のリジッド基板を1つのユニットにまとめるために使用されます。これによってPCBの適応性を向上させ、特殊なパッケージングに応じて基板をカスタマイズできます。他の一般的な機器の多くは小型化が進んでおり、使用されるPCBもそれに合わせて小さくなっています。今後の設計のために優れたPCB設計ソフトウェアをお探しなら、こうしたあらゆる設計要素が1つのパッケージに統合されたプラットフォームを選ぶことが懸命です。 私たちの周りにPCBがあふれる中、必要な機能性を機器に確保するための創造的な手法がなければ、設計の品質を向上させることはできません。これを実現するには、数え切れないほどの手法やデザインルールを熟知しておく必要があります。ウェアラブル、モノのインターネット、モバイル、特殊な形状の機器がますます普及する中、フレキシブル設計やリジッドフレキシブル設計の手法を理解しておくことは非常に有益です。 フレキシブル設計とリジッドフレキシブル設計の課題 フレキシブル基板とリジッドフレキシブル基板の設計には、それぞれに異なる課題が伴います。リジッドフレキシブル基板では、複数の基板間の配線が広範囲に配置されたコンポーネントに広がるため、電源分配に影響が及ぶ可能性があります。ここでは、機器の用途やフォームファクターに応じて、フレキシブルの要素に可動部を含めるかどうか、屈曲部がどの程度必要かを検討しなければなりませんが、この選択に応じて設計手法が変わります。 リジッド、フレキシブル、リジッドフレキシブルからの選択 標準的なリジッド基板の設計は2D表示にしか対応しないものの、リジッドフレキシブル設計は3Dで表示できます。そのため、特殊なフォームファクターや興味深い新たな用途を念頭に置いた設計が可能です。医療用電子機器やIoT機器、ウェアラブルの設計では、フレキシブル基板とリジッドフレキシブル基板のどちらを選ぶべきかについて理解しておく必要があります。 正しい選択をするためには、フレキシブル基板設計とリジッドフレキシブル基板設計のトレードオフについて検討しなければなりません。最新の高度なIoT機器やウェアラブルを手掛ける場合は、それぞれの基板を使用するタイミングを把握しておきましょう。 フレキシブル基板とリジッドフレキシブル基板のトレードオフの詳細については、こちらをご覧ください。 リジッドフレキシブル基板とフレキシブル基板が登場してからしばらくの時間がたちますが、特にウェアラブル機器の分野などで今後の主流になるのはフレキシブル基板だと考えられています。 フレキシブル基板の普及の詳細については、こちらをご覧ください。 リジッドフレキシブル基板設計では、可動部への配置や永続的な折り曲げが必要かどうか、組み立て時の耐屈曲性のみで十分かどうかを判断する必要があります。 フレキシブルリボンの構造的な整合性の詳細については、こちらをご覧ください。 Altium Designerの回路図とレイアウト フレキシブル基板とリジッドフレキシブル基板のレイヤースタックアップ PCBはますます小さくて薄くなっており、もはや同じものは2つとありません。フレキシブル基板の材料にはフレキシブルポリイミドを使用し、内部のフレキシブル層のみでトレースを配線します。リジッドフレキシブル基板ではフレキシブルリボンを使って、リジッド基板の内層を接続しなければなりません。PCBの場合と同様に、フレキシブル基板とリジッドフレキシブル基板の設計では、基板の材料、レイヤースタックアップ、ドリルペア、デザインルールを定義できるツールが必要になります。
Altium Designer: 最も優れたPCB設計ソフトウェア 新しいPCB設計ソフトウェアを購入する際は、最高レベルの製品だけに注目しましょう。新しいPCB設計ソフトウェア パッケージを検討している場合は、まず、この点を考えます。業界で求められているすべてのツールが提供されているかどうかを確認することです。足りないツールを追加するために別のパッケージの購入が必要になる事態は避けましょう。Altium Designerには、最高の電子機器を製造するために必要な業界標準のツールがすべて用意されています。市場で最も優れたPCB設計ソフトウェアをお探しなら、Altium Designer以外に目を向ける必要はありません。 Altium Designer 構想設計から製品の製造まで、あらゆるプロセスに対応するツールが統合されたPCB設計ソフトウェア パッケージ 私がCADツールで最も気に入っている点は、回路図の設計やPCBのレイアウトを容易にするためにツールが常時、更新されていることです。優れたPCB設計ソフトウェアでは、さまざまな設計機能を利用できます。CADレイアウト ツール、部品表の生成、コンポーネント ライブラリの管理、シグナルインテグリティー解析、電源分配シミュレーション、回路設計ツールはすべて、PCB設計ソフトウェアの標準機能として求められています。 Altium Designerが他の製品と違うのは、上記を含むあらゆるツールが1つの統合設計環境に用意されていることです。64ビットのマルチスレッド アーキテクチャー上に構築された回路基板向けの業界標準の設計、シミュレーション、CAD/CAM、ドキュメント作成の機能など、最高品質のPCBの構築に必要なすべてのツールが、1つのパッケージにまとめられています。 強力な設計インターフェースで実現する優れたPCBの構築 最高品質のPCB設計パッケージの対応範囲は、回路図やレイアウトの構築だけにとどまりません。コンポーネント管理ツール、電源/信号解析ツール、レイヤースタックアップ管理機能が提供されるレイアウト ソフトウェアも必要です。また、ツール間の連携のほか、PCBのドキュメントに加えた変更の反映にも対応できなくてはなりません。 最も優れたPCB設計ソフトウェアでは、直感的に使用できる高度な機能が提供されています。フットプリントから回路図エディター、BOMに含まれるコンポーネントまで、あらゆる要素を連携できるのです。統合設計環境では、ツールがうまく連携するかどうかを気に掛ける必要がなくなります。 統合設計インターフェースと高度なレイアウト ツールの活用
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 ブラインドビア 機械で穴を開けたブラインドビア BGAブレークアウト チャンネルとブールバード HDIレイヤーペアでの配線
最高のPCB設計ソフトウェアが提供する配線インピーダンス演算器 Altium Designerのインピーダンス演算器は、設計者に代わって、正確なトレース幅の値を使用してデザインルールを構成します。 Altium Designer シグナルインテグリティー、およびインピーダンス コントロールのための最新のPCB設計ツールです。 PCB設計はかつて、回路基板を開発するための技術者が大勢かかわっていました。設計チームの各メンバーはプロジェクトのさまざまな側面に対して責任がありました。通常、基板のレイヤースタック構成を処理し、インピーダンス配線のトレース幅と間隔を計算する作業者がいました。より短いスケジュールと削減された予算で、作業のこの部分で壁に向かって設計を投げつける日々が過ぎ、それらのさまざまな責任が全て、設計者の肩にかかっています。幸い、Altium Designerには、設計者を手助けする高度な機能が内蔵されています。 インピーダンス配線のトレース幅と間隔の計算に関して言えば、Altium Designerは必要なソリューションを備えています。強化されたレイヤー構成マネージャーにより、Altium Designerは、PCBレイヤースタックアップを構築するために基板材料を選ぶライブラリを提供します。そしてレイヤースタックからデータを取り、インピーダンス演算器でそれを使用して、インピーダンス配線のトレース幅を決定します。これにより、自分で独自の演算器を見つけて試算する時間を節約できます。Altium Designerにより、絶えず強化され、上記の作業やその他の多くの設計作業を手助けする、今日の市場で最も効果的なPCB設計システムの1つを手に入れることができます。 インピーダンス配線のコントロール インピーダンス配線に関して言えば、精度は非常に重要です。古い低域周波数の設計では、PCBのトレース配線はそれほど重要ではありませんでした。今日の高速設計により、状況が変わりました。インピーダンスのコントロールが必要でも不要でも、必ずインピーダンスを考慮して基板を設計する必要がある、と言われてきました。これは、それより後に構築される基板で使用される部品がいずれ加速的に変更されるためです。それらの変更に対応するために基板を完全に設計し直す必要がなくなります。次の設計を検討中の設計者にとって役立つ可能性のある、インピーダンス配線に関する情報を紹介します。 トレースの配線前に事実を知る 特性インピーダンスや差動インピーダンスの管理は難しい場合があります。インピーダンス配線では、高度なツールや設計ツールの機能が大いに役立ちますが、このトピックを理解することも同じように重要であることを忘れないでください。 適切なインピーダンス値を得るため、PCB配線レイヤー、トレースの物理特性、絶縁体の特性は全て一緒に計算される必要があります。 インピーダンスのコントロールに関連するPCBトレース配線について、詳細をご覧ください。 PCBレイヤースタックアップの構成方法は、デザインのインピーダンス値に影響します。 PCBのスタックアップ設計を通じたインピーダンスの管理について、詳細をご覧ください。