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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。アルミニウムの場合の設計には、高いレベルの精度を維持するために、優れたPCB設計ソフトウェア、Altium Designerなどが必要になります。 アルミニウム製回路の特殊な要件が求める優れたPCB設計ソフトウェア アルミニウム製のPCBの設計は、他の多層PCB設計と同程度の詳細で正確な回路図をもって開始する必要があります。銅箔の配置と熱、プリント回路のレイヤーと熱伝導率についての入念な検討を行う場合も、PCBエディターがあれば自分の仕事に集中できます。Altium Designerは、習得が簡単で使いやすい回路設計アプリケーションで作業を手助けします。設計が完了すると、回路図データはAltium Designerのレイアウト エディターによってPCB作成のために使用されます。 アルミニウム製のPCBの設計では、熱管理や機構上のメリットを最大化するためにコンポーネントの配置制約に厳密に従う必要があります。Altium Designerには、熱拡散を高めるために必要な、コンポーネントの位置決めや位置揃えが行える最先端のコンポーネント配置機能があります。ここから、アルミニウム製のPCBの接続を仕上げるための幅広いインタラクティブ配線機能が使用できます。 あらゆるPCB設計の中核を担うAltium Designerの優れた配置/配線 回路基板の熱伝導率、プリント基板のレイヤーの体系化など、懸案事項に応じて、高性能なPCB設計ソフトウェアが作業を手助けします。作業中の設計の種類やレベルにかかわらず、Altium Designerは優れた回路設計機能とPCBレイアウトの配置/配線ツールを提供します。 Altium Designerの回路図エディターは使いやすく直感的で、アルミニウム製のPCB設計の回路を素早く作成できます。
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。 無償評価版をお試しいただけますので、ぜひご利用ください。
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® 高電圧または大電流回路基板設計におけるPCBリレーの選択、レイアウト、配線のための業界標準の設計ツールを備えた唯一のアプリケーションです。 高電圧または大電流のシステムを扱うときはいつでも、安全性を最優先に考える必要があります。高電力システムに伴う危険は甚大で、コンポーネントの信頼性を運に任せることはできません。一方、設計者が動作中の高電圧 / 大電流放電から自分自身や機器を保護する方法はたくさんあります。 高電圧システムで使用される標準的な部品の1つにリレーがあります。これらのスイッチには、回路基板に取り付けることができるPCBリレーをはじめ、さまざまなサイズがあります。これらの部品は、信頼性を維持し、動作中の電力サージに耐えるために必要な保護を高電圧システムに提供します。 PCBリレーとは？ PCBリレーは、PCBに直接取り付けることができる小型のリレーです。これらのリレーは定格電圧が高くなる傾向があり、そのサイズと重量のためにスルーホールコンポーネントとして基板に取り付けることができます。リレーは、小さな電圧回路で高電圧回路を制御する必要がある場合に使用されます。また、リレーを使うことで、トランジスタベースのスイッチングではできないガルバニック絶縁が可能になります。 PCBリレーは他のリレーと同じように機能しますが、よりコンパクトで定格電圧が低くなります。また、これらの部品は大型リレーに見られる標準的なシステムにも組み込まれています。リレーには以下の種類があります。 高電圧リレー：これらは、非常に高い電圧と電流で動作するように設計されています。 過電流リレー：このタイプのリレーが開くと、大電流が回路の周りを間違った方向に流れるのを防ぎます。 半導体リレー：電気回路の切り替えを行うソリッドステートリレーです。 遅延リレー：これらのリレーは、限られた時間にトリガーされます。 サーマルリレー：これらのリレーは、温度が特定のしきい値を超えると作動します。 差動保護リレー：このタイプのPCBリレーは、回路の2つの異なる部分の電圧または電流が異なる場合にトリガーできます。
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。 一言でいうと、段取りが肝心という事です。特に、ピン数の多いBGAの引き出し配線(ファンアウト)を手作業で行うのは現実的ではありません。しっかりと段取りをした後、自動機能を使って一気に引き出すというやり方でないと、らちがあきません。 まず、一般的なBGA実装設計プロセスをざっくり書き出してみます。 BGAパッケージの選択 BGAパッケージにはいろいろな端子ピッチのものがあり、求められる実装密度によって最適なものを選びます。 デザインルールの決定 グリッド、配線幅、クリアランスを決めます。 多層板の種類と層数の決定
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、ねじれは無駄にスペースを浪費しますのでベテランエンジニアならこれを放置する事はありません。そこで、今回はこのピン・パートスワップを取り上げその利用方法を紹介します。 配線のねじれはPCB設計の大敵 多入力のゲートやマルチパート部品を使う場合、回路図を描く段階でゲートや端子の割り振りを良く考えて、ねじれが発生しないようにします。しかし、回路図を描く段階ではPCB上の配線を予測しきれませんので、PCB設計段階でのピンスワップ・パートスワップが必要になります。そこで、多入力のゲートとマルチパート部品を使ったごく簡単な回路を用意し、ピンスワップとパートスワップを試してみる事にしました。 一つ目の回路は、13入力のNANDゲートの各端子をコネクタと接続したものであり、2つ目の回路は同様に HEXインバータの各端子をコネクタに引き出したものです。 両方とも回路図を描く段階でねじれが発生しないように熟慮したものです。そして、この2つの回路をPCBに転送し部品を配置してみました。その結果、13入力のNANDを使った回路は、ラッツネストを見る限りねじれはなく、一方のHEXインバータを使った回路ではラッツネストの一部がねじれています。 パートスワップでねじれを解消 6個のインバータが構成されたマルチパート部品の配線にねじれが見つかったので、パートスワップで解消し、その成果を確認します。 配線はPCBの片面だけで完結させる事を目指して行いました。その結果、パートスワップを実行してねじれを解消するとグランドネット1本を残して他を全て片面で配線でき、ビアも必要ありませんでした。 この結果をみると、パートスワップで配線スペースを節約できる事がわかります。実際に基板を設計する時には、配線前にマルチパート部品の周辺のラッツネストを確認し、ねじれがあるようなら事前にこのパートスワップを実行する事により、スペースだけでなく配線の手間も省く事ができます。 ピンスワップとパートスワップの実行手順 ピンスワップとパートスワップは、PCBエディタの [ツール] - [ピン/パートスワップ] から実行できます。自動、または手動でスワップを行う為の複数のコマンドが用意されています。なお、これらを実行するためには事前にスワップデータを設定し、さらにスワップの有効化が必要です。
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。とはいえ、環境に関連するさまざまな留意事項やマルチボード システムの要件に対応するために必要な可視化を、ソフトウェアでどのように実現できるでしょうか？ 設計を3Dで表示してチェック いろいろなソフトウェアツールを試している時間はありません。必要なのは、設計中に使用できるネイティブの3D表示とチェック機能です。3D PCB設計ソフトウェアを使用すべき理由の一部は次のとおりです。 主要なPCBデザインルールで利用可能なフル3D表示によってデザインを容易に統合できるほか、専門的な機能も提供されています。 Altium Designerの高性能な設計ソリューションについての詳細を見る フル3Dのクリアランス チェック機能によって即座にフィードバックが提供され、2Dと3Dの編集モードを連携、同期させることができます。 3Dでのコンポーネントのチェックについての詳細を見る 筐体やその他のMCADに照らして3D PCB設計をチェックできるのは、Altium Designerで提供される3Dモデリングの優れた特長の1つです。 3D
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