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PCB Workflow Management

Today's electronics design teams have to do a lot more than just design circuit boards. Modern electronics design is a collaborative process spanning physical layout, manufacturing, application development, and much more in a comprehensive workflow. Browse our resources on workflow management to learn how to manage your design team, projects, and development processes for advanced electronics.

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Altium 365 デモンストレーション クラウドでのPCBプロトタイプ反復速度の向上 1 min Blog 適切な設計協力ユーティリティをPCB設計ソフトウェアに取り入れることで、生産性を維持しつつ、PCBプロトタイプの反復速度を高めましょう。 記事を読む
ECAD-MCAD コラボレーション - コミュニケーションのギャップを埋める ECAD-MCAD コラボレーション - コミュニケーションのギャップを埋める 1 min Blog 正直なところ、私たちは「いつもそのようにしてきたから」という理由で、毎日同じ方法で物事を行っています。スケジュールの圧力や外部からの要求があるため、これらのことをどのように改善できるかについて考える時間はほとんどなく、ましてや新しいことを実際に試みることなど考えられません。これが、異なる方法論を探求することへの投資意欲を難しくしています。 私たちの一般的な傾向は、持っているものを使い続け、リスクを避けることに重きを置く一方で、生産性を高め、手動介入を減らし、製品化までの時間を短縮する可能性のある新しい方法を探ることには消極的です。 ECAD-MCAD コラボレーションは、まさにその範疇に入ります。このプロセスが苦戦する主な理由は、利用可能なオプションに関する情報が一般的に不足していること、プロセスを実装および/または調整し、通常は別々の製品ドメインにわたって受け入れを得るために必要とされる作業量が多いと perceivedされることです。これにより、課題がほぼ不可能に思えることがあります。 「千里の道も一歩から」（老子）という言葉はここにも当てはまります。目標を定めた段階的なアプローチを定義し、焦点を絞り、最終目標を念頭に置くことで、最終的に測定可能な利益を得ることができます。 設計チーム間でデータを簡単に共有し、検証する必要性は、過去に比べてはるかに重要になっています。かつては、協力する人やチームが廊下の向こう側や同じ建物内にいた時代はとっくに過ぎ去りました。その結果、ECAD-MCADのコラボレーションをより信頼性が高く、効率的な方法で見直すことが、その隔たりを埋めるのに重要になるでしょう。 いくつかの情報、現在の方法論、そして日々のデータ交換を助けるだけでなく、結果の品質、プロトタイプの回転数の削減、全体的なコミュニケーションの改善といった問題に対処するかもしれない代替案について見てみましょう。 数字は嘘をつきません！ 統計によると、レビュープロセス中のエンジニアリング変更の手動通信のため、設計検証が全体の設計サイクル時間の60％から80％を占めています。 さらに、今日の複雑な設計の半数以上が、プロトタイプの設計が構築され検証された後に見つかったエラーのために再設計されなければなりません。 現在の方法論： 現在、多くの企業はデータ交換のためにIDF、DXF、またはSTEPファイルに依存しています。 これらの方法はしばらくの間使用されており、機能はしますが、提案のたびに、関連するREADMEファイルや変更点と場所を説明するマークアップされたPPTやPDFと共に、データベース全体を送受信する必要があります。これらのファイルは実際に共有されているデータから切り離されているため、情報が頻繁に見落とされ、エラーが発生することがよくあります。 他の問題には以下が含まれます： 提案された更新に関するフィードバックを待っている間に、設計プロセスは一般的に続行されます。つまり、変更が送信された直後に設計が古くなる可能性があります 提案された変更に関する質問は、通常、メール、音声、または直接のやり取りを通じて伝えられ、一般的に文書化されたり保持されたりしません 変更がいつ、誰によって、何のために、なぜ行われたかに関する完全な 追跡可能性の欠如 製造と組み立ての前にMCADおよびECADデータベースを明確に検証し比較する方法がないため、重大な問題が容易に見逃される可能性があります。 記事を読む
デザインリリースの管理と設計意図の伝達 デザインリリースの管理と設計意図の伝達 1 min Whitepapers 最近の技術的進歩の多くが通信分野にあったことは、疑うまでもありません。インターネット、携帯電話、衛星通信、Facebookなどはすべて、より簡単に情報伝達やコラボレーションを行えるようにするためのものです。ところが、このような技術が手中にあるにもかかわらず多くの企業はECAD データリリースの伝達に苦労しています。コラボレーションの相手が社内の仲間や他の部署であるか、外部ベンダーであるかにかかわらず、設計の意図、変更、リリースの情報伝達にはやはり難しい点があります。 プロセスを管理する適切なプラットフォームがないと、設計の意図や状態をすべての関係者に知らせたり、コラボレーションしたり、フィードバック情報を要求したり、プロジェクトがライフサイクルのどの段階にあるのかを把握するのが困難です。現状では残念なことに、設計見直し会議を何度も開いたり、常にやり直しに迫られたり、プロジェクトが遅れたり、市場投入が間に合わなかったり、予算を超過したり、さらに悪い場合には現場で故障が発生し、製品のリコールなどという悪いニュースに発展する可能性もあります。 リリースプロセスが管理されていない場合の問題点 周知のとおり、製品の設計では、関与する多くの分野の部署すべてがプロジェクト全体を通じて同時並行的に作業する必要があります。設計のリリース前には、多くの場合、バージョン管理により設計の増分的な変更を取り込むことでプロジェクトのECADの部分が速く進むことがあります。通常、このような変更が行われる理由としては、設計範囲がまだ固定されていない、要件が変更された、あるいは場合によっては単に実際の設計仕 様を満たすために変更が必要である、などが考えられます。残念なことに、この段階のECADデータは常に変化するため、その時点でのライフサイクル情報が他の関係者に正しく伝達されません。全員が正しいデータに基づいて作業できるようにしてプロジェクトを成功させるためには、あるバージョンがWIP(Work in Progress: 作業中)であるか、承認段階であるか、製造部門にリリース済みであるかを把握することが不可欠です。そのうえで、正しいユーザーが、正しい場所から、正しい方法で、正しいデータにアクセスできるようにしなければなりません。このような処理をまだ手動で行っているようなシステムでは、いつかはプロセスを管理できなくなって失敗に終わり、次のような結果を招くことになります。 ECADのバージョンとリリースのデータが適切に管理されていない 間違ったバージョンの設計を製造部門に送ってしまうリスクが高い 期限切れの部品を使用してしまうリスクが高い 設計のリリース準備ができてから実際にリリースされるまでの時間の無駄が発生する 人が走り回って承認署名を得るため時間がかかる 標準化された設計プロセスの実施が困難である Aberdeen-Groupなどの業界調査によると、データの一貫性がないことによる問題の多くは、ECADの管理と自動プラットフォームが適切に配備 されていない低機能な情報伝達システムに起因しています。このようにECADデータのリリースを人手により伝達するような固定化されたプロセスでは、エンジニアが設計意図を確認するのに時間が掛かり設計サイクル全体が長くなってしまいます。特にエンジニアリングチームがグローバルに分散し ている場合は、情報が失われることも多く、プロセスがオフラインで行われるためデータの追跡管理や制御を行えません。リリースシステムに透明性が無いと、ECADデータをリリースする際に想定されたグループに設計意図が確実に伝達されず、十分な情報に基づく決定が行えなくなります。(※続きはPDFをダウンロードしてください) 今すぐ Altium 記事を読む
Elmatica社: 完全デジタル化のサプライチェーンを推進 Elmatica社: 完全デジタル化のサプライチェーンを推進 1 min Blog 最近、サンディエゴでのIPC APEX開催中に、Elmatica社のCEOのDidrik Bech氏と面会しインタビューする機会に恵まれました。毎年このカンファレンスに Real Time with IPC のゲストエディターとして参加し、Bech氏のような興味深い業界リーダーと出会う素晴らしい機会を得ています。フォローアップとして、OnTrackニュースレターの読者のためにBech氏に再度インタビューを依頼し、この魅力的なノルウェーを拠点とするPCBブローカーについて知ることができました。Elmatica社は30以上の国で存在感を発揮し、データ駆動型アプローチを使用して、顧客に比類ない透過表示を提供して完全にデジタル化されたサプライチェーンを実現する先頭に立っています。 Elmatica社CEO、Didrik Bech氏 Judy Warner: ご自分のキャリアと、Elmatica社の沿革およびモデルについて簡単に教えていただけますか。 Didrik Bech: Elmatica社は1971年にノルウェーのオスロで設立されました。会社は当初PCB設計会社でしたが、その後PCB製造機能を持ち、最終的には専門プリント基板ブローカーになりました。当社のミッションは、お客様の購買プロセスを完結させ、当事者間の説明責任を保証することで、パートナーに対する取引の透明性を実現することです。これは、当社の製品、つまりコンサルティング、調達、製造、および流通をプロセスに入れ込むことによって、お客様の製品開発プロセスを保護することを意味します。 当社はお客様の製品開発プロセス全体のパートナーで、設計段階の選択標準や価格の見積りについて助言を行うアイディア段階から、最初のプロトタイプの供給を検証して最終的な製品出荷において、適切な製造業者とコンプライアンスの側面が選択されているようにします。当社のシステムは自動的に全ての通信を追跡し、各プリント基板の100以上の特性を分析し、それを見積書で明確に確認できます。当社は綺麗なパワーポイントによるプレゼンテーションやマーケティング書類を提供するのではなく、何をどういう方法で行っているかを示すことにより、お客様への透明性を実現します。これらは当社のデジタルサプライチェーンのいくつかの要素で、当社のお客様の製品を守ることに特化しています。 私は8年前にこの会社に入社し、今は計48年間のキャリアで3番目のCEOを務めています。会社の財産と文化は2本の責任の柱で、育み発展させて将来の技術的機会に足並みをそろえる必要があります。Elmatica社は過去8年間以上にわたって新しい情報技術機能を開発していますが、これは能力の高い組織と先見の明のあるオーナーによって可能になっています。 ほとんどの会社で毎年従業員に変化があります。Elmatica社では、役職から離れる人はほとんどいません。この何をどんな方法でやるかについての安定性と情熱はお客様へも引き継がれています。そしてもちろん、当社はちょっとひねりを効かせて物事を行うのが好きで、たとえば最初の会社映画を作った時にはカルト映画 Lock 記事を読む
インピーダンス計算とPCBスタックアップ設計 インピーダンス計算とPCBスタックアップ設計 2 min Blog スタックアップ設計には、制御されたインピーダンス、クロストークコントロール、プレーン間キャパシタンスの必要性の3つが求められます。製造者によってはスタックアップで正しいインピーダンスを得ることができるかもしれませんが、残りの2つを解決するのは到底無理です。この責務は、何が必要で、どうやって必要とされるコントロールを実行に移すのかということを唯一知っている設計エンジニアに委ねられています。 この情報は、PCBスタックアップを設計するためのプロセスに関するガイダンスを提供することを目的としています。PCBスタックアップに対する要求がどのように変化していったかを理解するには、時間の経過に伴う技術の進化に注目することが役立ちます。 プリント基板の製造が始まって間もない頃は論理回路が非常に遅かったため、論理回路またはディスクリート部品の間をどのように接続し、どのようにDC電源のパスを各部品に供給するかだけが唯一の関心事でした。設計者に要求されていたのは、全てのワイヤに十分な信号層を供給し、電源パスに十分な銅を用い、サグやドループを最低限に抑えてDC電源を届けることだけでした。積層板でどのガラスクロスが使われていようと、プリプレグが何であろうと、どんな樹脂系だろうと、また各積層板がどの厚さであろうと、問題ではありませんでした。はんだ付けプロセスに耐えられる最低価格の基板が、目標だったのです。 やがてICは高速になり、反射やクロストークなどが問題になりました。ここで使用された論理ファミリーが、エミッタ結合論理（ECL）です。その当時、ECLの主なユーザーはIBMやCray Researchのような大規模なコンピューター企業でした。これらの企業では、スタックアップの設計に必要となるインピーダンスを計算する技術者がスタッフとして勤務していました。このような企業は社内にPCB設備を備えていましたが、一般市場の製造者には、製造条件を満たすために必要とされるコントロール能力が備わっていませんでした。 1980年代半ば、その当時使用されていた論理回路タイプの中で最も一般的だったTTLが十分な速度になったため、反射が問題となり、基板には制御されたインピーダンスが必要となりました。TTLやCMOSを使用して設計する技術者がいたとしても、ほとんどの技術者は制御されたインピーダンス基板の実現方法を知らなかったため、製造者に既知のインピーダンス（通常は50オーム）の基板を供給するよう求めました。製造者はめっき、エッチング、積層、穴あけなどを含むスキルセットのような能力を持ち合わせていませんでした。それでも技術者は、インピーダンスを計算するように製造者に求めました。当時、本稿著者は、製造者がインピーダンスを計算できるようにしようと多くの時間を費やして手助けしました。このタスクに対する製造者のスキルは、良い結果を生むときもあればそうでないときもありましたが、多くの場合、この状況は今日も変わっていません。 1990年代の半ばまでにスピードは急増し、100Mhzを超えた状態でキャパシタンスが存在する必要性が生じたため、ほとんどの製品がEMIの影響を受けました。実装インダクタンスが原因となり、パワーレール上に配置されたディスクリートコンデンサのどれもこの問題を解決することができませんでした。ここで生じた問題が、よく知られているプレーン間キャパシタンスや埋め込みキャパシタンスです。プレーン間キャパシタンスは、電源プレーンとGNDプレーンを互いにとても近く（通常3mil以下）に設置することで現れます。 そのため、スタックアップ設計には、制御されたインピーダンス、クロストークコントロール、プレーン間キャパシタンスの必要性の3つが求められます。製造者によってはスタックアップで正しいインピーダンスを得ることができるかもしれませんが、残りの2つを解決するのは到底無理です。この責務は、何が必要でどうやって必要なコントロールを実行に移すのかを唯一知っている設計技術者に委ねられています。 2000年代半ばまでに多くの差動ペアのスピードが高速化したため、積層板で使用するガラス繊維やプリプレグによって、信号を劣化させるスキューと呼ばれる現象が誘発される可能性がありました。スキューとは、差動ペア信号が受信側に到達する際に起こる両側の差動ペアのずれです。さらに、積層板の伝送損失が高速信号に影響し始めたことにより、損失に対する目標や前述した要求全てを満たすために、エンジニアリングチームは低損失積層板の模索を余儀なくさせられました。 これまでに説明した全ての理由により、設計技術者は設計において責任を負う必要があります。この役割を果たすためには、製造プロセスや材料についての十分な理解力が必要不可欠です。ここでは、4つの制約を満たすPCBスタックアップの設計に関連した全てのトピックを取り上げます。4つの制約とは、制御されたインピーダンス、クロストークの管理、適切なプレーン間キャパシタンスの生成、スキューを管理するための正しい織り（weave）の特定です。 プリント基板の製造 PCBスタックアップを設計する際に最善の決断をするためには、多層基板をどのように製造するのかを理解することが役に立ちます。数多くの方法が多層基板の製造に使われます。最も一般的で経済的な方法は、 フォイルラミネーションと呼ばれるものです。図3.1が、典型的な6層基板の図です。スタックアップに3つの基本コンポーネントがあることが分かります。これらは、スタックアップの上部と底部が銅箔シート、プリプレグシート、積層シートです。 外層は常に 銅箔のソリッドシートで、スタックアップの積層とドリルが終わるまで使用されます。ドリル穴に銅をめっきするために使用されるめっき電流用パスとして用いられるためです。ドリル穴は、ビアやコンポーネントリードに使われます。 プリプレグまたはBステージとして知られている材料はガラスクロスで、特定の設計に応じて選択した樹脂系でコーティングされています。この樹脂は部分的に硬化されており、スタックアップが積層工程を経る際に「接着剤」の役割を果たします。コンポーネント 積層板は、プリプレグのガラス／樹脂材料と同じです。樹脂を硬化するためのプレス内には、ガラス／樹脂に接合した各側に銅層があるため、積層板と呼ばれる硬質材料になります。内面信号層とプレーン層は、この積層板上で2枚一度にエッチングされます。 図3.1 フォイルラミネーション使用の6 層PCB 記事を読む
高速設計での伝送線路と終端 高速設計での伝送線路と終端 2 min Blog 伝送線路は、電磁界の形でエネルギーを供給するために使う1対の導線です。大抵の人は、照明と電化製品を作動させるのに必要な電力を供給するために家庭に引かれている電線にはなじみがあります。プリント基板設計の文脈では、伝送線路とは、1つのプレーンの上または2つのプレーンの間にある1つの信号層の信号を意味します。 伝送線路と終端 このセクションの目的は、伝送線路とは何かを説明することです。それには、伝送線路上を何が移動しているのか、伝送線路上にスイッチング信号が送られた場合の伝送線路の挙動、最良の信号品質を得るために終端を付けてこれらのスイッチング信号を制御する方法が含まれます。このセクションの最後に、参考文献として読者に役立つと思われる資料の一覧を示します。 このセクションの主要部分とそれに続く部分には、有効な設計ルールとその妥当性の証拠を記載しています。筆者の考えでは、全ての設計ルールは、その限界値が何であるかはもちろんその証拠も伴っている必要があります。 伝送線路とは 突き詰めると、伝送線路は、電磁界の形でエネルギーを供給するために使う1対の導線です。大抵の人は、照明と電化製品を作動させるのに必要な電力を供給するために家庭に引かれている電線にはなじみがあります。プリント基板設計の文脈では、伝送線路とは、1つのプレーンの上または2つのプレーンの間にある1つの信号層の信号を意味します。図1に、通常の基板で使う伝送線路の4つのタイプを示します。図に示すように、2つの主な種類があります。ストリップラインとマイクロストリップラインです。前者は2つのプレーンの間に伝送線路があり、後者は1つのプレーンの上に伝送線路があります。プレーンを表すのにGNDという語が使われていないことに注意することが重要です。電磁界を議論する場合、プレーンのDC名は重要ではありません。 図1. PCB 伝送線路の種類 これらの4つの伝送線路構成のさまざまな組み合わせを使ってPCBスタックアップを作成します。信号が1つの層で並んで走る際、または隣接する信号層の信号の上に信号が走る際のクロストークの制御については、次のブロックで説明します。インピーダンスの計算についても、以下のブロックで説明します。 さまざまな実装の至る所で伝送線路を扱うことは負担かもしれません。しかし、適切なPCB設計ソフトウェアがあれば、PCBレイヤースタックアップを簡単かつ優雅に管理すると同時に、スマートなデザインルールチェック機能を使ってインピーダンスとクロストークを制御できるでしょう。Altium Designerでは、その使いやすい設計環境を設計する際に、これらを念頭に置きました。 Altium Designer の統合設計環境 伝送線路を何が移動しているのか? 伝送線路を適切に管理するため、伝送線路上で移動しているものを知ることは重要です。電子工学の初歩では、電圧と電流、信号として特定される電流の流れについて教わります。残念ながら、これは、信号がどのように発生するかという観点からはあまりにも単純すぎる見方です。電流の流れのみに注目した場合、信号の品質は損なわれる可能性があります。 多くの人は、電気信号が光速（真空中で秒速186,000マイル（300,000キロメートル））またはそれに近い速度で移動することを知っています。電流の流れ（銅の導線中の電子の移動に対応します）は毎時約 1375マイル（2200キロ）の速度で移動します。ですから、信号は電流の流れではあり得ません。信号は電磁界です。図2に、ストリップライン伝送線路の周囲の電磁界の様子を示します。線路は、ページから出てくるように2つのプレーンの間を通っています（断面図を示しています）。 図2 記事を読む
PCB製造の溝を埋めるベテランのDirk Stans PCB製造の溝を埋めるベテランのDirk Stans 1 min OnTrack Judy Warner: Dirkさん、電気業界でのご自身のキャリアパスと経歴について簡単に教えてください。 Dirk Stans: 私はDISCに就職し、電気エンジニアとしてのスタートを切りました。DISCは、入社して1年後、Barco Graphicsになりましたが。入社初日から、私はヨーロッパのPCB業界向けのCAM（Computer Aided Manufacturing）システムの販売に携わりました。ここで私は、1989年以降のヨーロッパおよび世界的なPCB業界の進歩に関する見識を得ました。ヨーロッパは世界のプリント回路基板の40%を製造し、現地の各企業は相変わらず量産に専念していてもかなりの収益を上げることができました。一方で、これとは別に未開拓の市場があり、エンジニアはこの市場での試作品の作成に苦労していました。ヨーロッパで最初に電子製品をOEM製造した大企業が、極東および中国に子会社を設立しており、多くの他社もすぐに追随しました。ベルリンの壁が崩壊し、ドイツが再統一される1年前、他の東ヨーロッパ諸国がソ連から解放されました。市場は活気づき、ヨーロッパは岐路に立たされました。この結果、電気エンジニアたちは冷遇されていました。チャンスは、多くの場合、混沌から生まれます。同僚で仕事のパートナーでもあったLuc Smetsと私は退職して、東ヨーロッパからのPCB製造の小口注文を、自分を価値のある顧客として扱ってくれる取引相手を待ちわびているエンジニアたちに仲介する仕事を始めました。電子機器開発エンジニアのためのPCBの試作と少量生産という、私たちのユニークな販売ビジネスが誕生しました。基板の仲介を始めて間もなく、私たちの最大のサプライヤーだったハンガリーの国有PCB企業を買収しました。1993年5月1日、私たちはベルギーに拠点を置くハンガリーのPCB製造業者になりました。それ以降、今でも、私たちは全ての収益を自分たちの事業に投資しています。これにより、ベルギー、ハンガリー、ドイツ、フランス、イタリア、イギリス、スイス、インドのグループ所在地で約400人が働くチームに成長しました。2017年は、12,000人のヨーロッパの顧客から仕事がありました。これは、20,000人を超えるユーザーから107,000件をはるかに上回る注文があったことを示しています。今日、私たちのビジネスはほぼ100%オンラインで行われ、標準技術のPCB向けに最大レベルの範囲のサービスを提供しています。 Warner: 当時の明らかな政治的、経済的状況に加え、ユニークなEurocircuitsモデルを作ってオンライン環境に移行したきっかけは何だったのですか? Stans: 1994年以来、製造コスト、そしてPCBの試作や少量生産の価格を抑える方法を模索していました。提供する技術を標準化し、1つの製造パネルに複数の注文をプールすることが、試作や少量生産のコストを抑えるために重要であることにすぐに気付きました。同年、標準化された技術を初めて市場に向けて提示しました。多くの顧客にとって、それまで、工学技術は量産のためのものでしたので、標準化は思い付きませんでしたし、注文のプールは試作の戦略としてはまだ知られていませんでした。この結果、私たちは、多くの製品をより標準化し、市場にインターネットとWeb販売を導入して、考え方と戦略を完全に改めました。1999年、私たちは新しいビジネスフロー「Eurocircuits」を構築しました。PCB試作のための完璧なEビジネスフローです。オンライン化することで、私たちは、割引の交渉が不可能でWebサイトで特別注文ができるプラットフォームを提供する新しいプロファイルを入手できました。顧客は、標準化と注文のプールのメリットに気付き始めました。Eurocircuitsの列車は駅を出発しました。そして、全ての資金をオンライン販売プラットフォームの開発とサービス拡張につぎ込みました。工場への投資は全てそのサービスモデルに向け、これにより、私たちはPCBの試作と少量生産という分野でトップに立つことができました。 長年に渡って、私は自分たちの市場モデル、オーダープールの歴史などについて色々書き綴ってきました。それらはhttps://www.eurocircuits.com/category/eurocircuits/ でご覧になれます。 Warner: 間違いなく、それ以後広く採用されることになる、新しいビジネスモデルを構築なさったということですね。おめでとうございます。ペースが速く人手をあまり介さないこのモデルで、どのようなDFMの問題が起きるのか、繰り返し発生するDFMの問題を減らすためEurocircuitsは何をしているのか、ぜひ知りたいところです。 Stans: 基板の最適な設計フローでは、エンジニアは、今日の産業用電子機器で何が可能なのか、明確で世界的に容易に受け入れられやすい業界標準はどのようなものかを製造サイドから認識している必要があります。これにより、最もコスト効率が高く信頼できる基板製造方法が可能になります。これらの認識を持ってレイアウトを始め、CADソフトに組み込まれたDRCのルールを使用することで、私たちはDFMに関する最悪の事態を回避しています。 記事を読む