PCB Design and Layout

Semiconductor sales are up year-over-year, but FPGA market growth looks uncertain.

BOMをディストリビューターのウェブサイトにアップロードしたものの、半分の部品が調達できなかったり、バックオーダーになってしまったりすることは何度ありましたか？これがあなたに起こったとしても、あなただけではありません。業界は非常に速く動いており、ディストリビューターを通じて調達する必要があるレベルで注文している場合、BOMのアイテムが 廃止されたり、寿命末期(EOL)に達したり、在庫切れになったりすることに驚かないでください。これらはすべて警告なしに発生する可能性があり、PCBレイアウトが最終化された後でも完了すべき設計作業を残すことになります。 ゼロのBOM変更で直ちにボードを生産に入れることは稀ですが、適切な調達プロセスを用いることで、時間と頭痛の種を最小限に抑えることが可能です。各企業の調達プロセスは異なりますが、PCBコンポーネントの調達における摩擦を最小限に抑えるために、BOMレビュープロセスをどのように構築するかについてのヒントをいくつかまとめました。 BOMレビュープロセスの実施 PCBコンポーネントの調達に遅延が生じることがよくありますが、それはBOMに予期せぬ何かが潜んでいるためです。ある時点で、BOMは理想的に完璧で、設計で購入するためにリストされた廃止された部品や在庫切れの部品はありませんでした。しかし、時間が経つにつれて、状況は変わり、BOMのレビューが行われない場合、問題が蓄積する可能性があります。 これが私たちの最初のアドバイスにつながります：PCB設計プロジェクトの戦略的なポイントでBOMレビューを実施してください。プロジェクト中にBOMレビューを実施すべき3つの重要なポイントがあります： 回路図が最終的に確定され、レビューされた後 コンポーネントの配置後、ルーティング前 PCBレイアウトの 最終クリーンアップ後しかし、購入前に 誰もが会議やレビューセッションを好まないことがあります。それらは多くの時間を要し、実行可能な結果を生み出す保証がありません。レビューセッションの回数を3回に保つことで、これを新製品の開発プロセスの自然な部分にします。レビューの回数を少なく保つことで、設計チームのメンバーの時間要件を最小限に抑え、製品開発に集中できるようになります。 BOMレビューは、浅いものから詳細なものまで、好みに応じて行うことができます。チームがより整理されている場合は、定期的なBOMレビューをスケジュールして、価格と利用可能な部品数量が目標を満たしていることを確認することを検討するかもしれません。最終的な目標は、調達できない部品や組み立て中に何らかの問題を引き起こす可能性がある部品を設計内で特定することです。また、 BOMのデータが正しいかどうかを確認することも良い考えです。これには、完全な部品番号を持ち、ベンダーデータに基づいて一致するコンポーネントの説明を持つことが含まれます。 BOMに代替品を含める BOMレビューは、設計に表示される部品に適用されますが、代替部品の利用可能性を特定するためにも使用できます。代替品がBOMに独自の行項目として含まれている場合、希望する部品が在庫切れになった場合に代替品の利用可能性をすぐに確認できます。代替品はすぐに設計に配置され、チームは通常通り続けることができます。 代替品には、幅広い範囲の部品が含まれる可能性があります。これには以下が含まれます： 同じ部品番号グループ内で異なる温度範囲を持つ部品 同じ部品番号グループ内で異なる特徴やパッケージングを持つ部品 同じパッケージ内で全く異なるメーカーの部品 異なるパッケージやピン配置を持つ異なる部品

信頼性が高く、品質の良いスイッチは、どんなデバイスを操作するにも不可欠であり、特定のアプリケーションでは、最適な性能を発揮するために高電流、密閉型スイッチが求められます。 高電流スイッチ は、大きな電流を扱いながら電源と負荷を接続または切断することができる特殊な電気機械デバイスです。 これらは、高電圧を管理しつつ、回路を損傷から保護する重要な役割を果たします。産業、医療、交通、農業など、多くの業界で使用され、さまざまな実用的な応用があります。 アンチバンダルの需要増加 E-Switchは、1979年以来、電気機械スイッチのリーディングプロバイダーとして、厳しいアプリケーションのニーズに合わせた高電流アンチバンダルスイッチである PVHC4シリーズのリリースを発表することを嬉しく思います。 PVHC4シリーズのアンチバンダルスイッチは、スリークでモダンなパッケージで耐久性とセキュリティを提供します。IP67の評価、複数の機能オプション、リングと電源シンボルの照明の可能性が、信頼性と視覚的魅力を兼ね備えています。さらにカスタマイズするために、複数のLEDカラーオプションが利用可能です。この高電流SPSTスイッチの電気定格は、20A、250VACおよび25A、30VDCです。 PVHC4は、直径19mmのパネルカットアウトを備え、フラットまたは高いアクチュエーターで、ステンレス鋼または黒のアルマイト仕上げのオプションがあります。ボディの仕上げもステンレス鋼または黒のアルマイトが選べます。電気的寿命は印象的な50,000サイクルで、スイッチの動作/保管温度範囲は-40から85°Cです。 さらに、当社のUL認証を受けた防犯スイッチのラインナップ（ ULVシリーズ）は、耐タンパ性と防ジャミング構造を備えたデザインで、比類のない耐久性と効率性を提供します。ULVシリーズのパネルカットアウトサイズには、19mm、22mm、25mmが含まれます。すべてのサイズはUL認証を受け、IP67の防塵および防水保護等級を有しています。 このスイッチラインは、はんだ付けラグ、直接配線、 ワイヤーモールドブーツ、取り外し可能なワイヤーソケットなど、複数の端子オプションを提供し、完成品の製造プロセスに対応します。ワイヤーリードは、標準的なコネクターと互換性があります。端子オプションは便利さを提供し、設置前にワイヤーリードを追加するための社内作業や二次調達を排除し、リードタイムと全体的なコストを削減します。 E-Switch：信頼できる、手頃な価格のスイッチの供給源 E-Switch.comを訪問して、 防破壊スイッチ（ 静電容量式タッチセンサーおよび 圧電スイッチを含む）の選択を見て、 製品カタログ全体を閲覧してください。

半導体業界は、600nmウェハーの段階的廃止により、重要な転換期を迎えようとしています。このシフトは、技術の進歩とより効率的な製造プロセスの必要性によって推進され、これらの古いノードに依存するレガシーシステムに深刻な影響を与えるでしょう。 この記事では、600nmの段階的廃止の影響を探り、ウェハーのボリュームの歴史的概観を提供し、半導体業界の成長の広範な文脈を議論します。また、ムーアの法則を検討し、影響を受けるレガシーシステムの種類について調べ、成功した段階的廃止の例を強調します。最後に、この移行をナビゲートするための重要なポイントのチェックリストを提供します。 600nmウェハーボリュームの歴史的概観 600nmの段階的廃止の影響を理解するためには、半導体業界におけるこれらのウェハーの歴史的ボリュームを見ることが不可欠です。下記のチャート（図1）は、2009年と2024年の150mm以下（600nmを含む）ウェハーのボリュームと、半導体業界の成長および200mmおよび300mm市場のボリューム/価値を並べて示しています。 2009年から2024年までのウェハーの全世界生産ボリューム 1, 2, 3 このチャートでは、積み重ねられた領域が異なるウェハーのボリュームを表しています。注釈には、各ウェハーサイズの2009年と2024年の実際のボリュームが色分けされたセクション内で示されています： 150mm以下（600nmを含む）：2009年に36M、2024年に54M；200mm：2009年に90M、2024年に126M；300mm：2009年に54M、2024年に180M。 成長率も注釈されています：150mm以下（600nmを含む）：50%；200mm：40%；300mm：233.33%。 1： https://semiconductorinsight.com/report/silicon-wafer-market/ 2： https://www.databridgemarketresearch.com/whitepaper/rise-in-the-production-capacity-of-8-inch-third-generation-semiconductors-fabs 3： https://www.electronicspecifier.com/news/analysis/30-million-wafers-2024-s-semiconductor-peak 半導体産業の成長 半導体産業は、過去20年間で驚異的な拡大を遂げました。2000年には約2000億ドルと評価されていた産業が、2020年には5000億ドルを超えるまでに急増しました。この成長は、電子デバイスへの需要の増加、技術の進歩、人工知能、モノのインターネット（IoT）、自動運転車などのアプリケーションの普及によって促進されています。 半導体への需要は、スマートフォン、タブレット、その他の消費者向け電子機器の急速な採用によって牽引されています。これらのデバイスが日常生活により統合されるにつれて、より強力で効率的な半導体への需要が高まっています。さらに、クラウドコンピューティングとデータセンターの台頭が、高性能チップへの需要をさらに後押ししています。

ブラインドビアは、HDI PCBだけでなく、機械的なドリリングを使用し、薄い外層やビルドアップフィルム層がない標準的な構築にも使用されます。これらの設計は多くの異なるシステムで活用されており、私にとってこれは高速設計や、プレスフィットピンやねじ込みピンのための終端穴が必要なRF設計で最も一般的です。アプリケーションが何であれ、これらの穴の存在は、ドリル、メッキ、そしてPCBスタックアップに層をプレスするための複数の積層プロセスを要求します。 PCBを構築するために必要な積層回数は、従来のエッチングと機械的ドリリングプロセスを前提としている場合、価格の適切な代理指標です。ブラインドビア/バリードビアがPCB内でどのように使用されるかによって、積層回数は初期のカウントと一致しない場合があります。そのため、PCBスタックアップにブラインドビアとバリードビアを配置する前に、製造業者がPCBを構築するために代替のアプローチを取る可能性があることに注意してください。これは、総コストとルーティングエリアに影響を与える可能性があります。ブラインドビアとバリードビアの配置が積層サイクルの数にどのように影響するか、そして最終的に、構築に関連する処理ステップとコストの数にどのように影響するかを見ていきます。 積層サイクルのコスト PCB製造における各積層サイクルは、穴あけとめっきのステップを伴い、これによりPCBスタックアップ内にブラインド/バリードビアを形成することができます。ブラインド/バリードビアが設計に存在する場合、複数の積層ステップが使用され、エッチングされた各層のグループを結合して最終的なスタックアップを作成します。各積層サイクルは処理ステップを追加し、それによって設計のコストが増加します。ブラインドビアは多くの製品で絶対に必要ですが、処理ステップの順序に関するいくつかの簡単な考慮事項により、追加コストの一部を相殺し、製品を競争力のあるものに保つことができます。 通常、ブラインド/バリードビアが必要な層のスパンの数を数え、スタックアップの外側にある中心コアまたはキャッピング層に1サイクルを加え、必要な積層の総数を得ます。例えば、以下のスタックアップを考えてみましょう。これには、埋め込まれたプリントRF回路用のスルーホールビアとバリードビアがありますが、これについては別の記事で より詳しく説明しています。 この例では、2つの積層サイクルが必要な対称スタックアップがあります。1つは埋め込まれたバリードビア用、もう1つのサイクルは外側の2層用です。これは、ブラインド/バリードビアを形成するために必要な標準的な多重積層プロセスを示す簡単な例です。 ブラインドビアやバリードビアの使用により、標準的なHDIスタックアップで見られるような連続積層を使用するよりも、少ない積層回数や異なる処理方法が可能になる場合があります。 標準的なHDIスタックアップで見られるような。これには以下のような例が含まれます： 片面レイヤーから始まるブラインドビアやオフセットバリードビア（ハイブリッド構造ではないビルド） 交差するブラインド/バリードビアを持つスタックアップ ブラインド/バリードビアを持つハイブリッドスタックアップ リバーススタックアップ（またはキャップコアスタックアップ） バックドリルアンドフィル 連続積層の代わりに使用できる別のプロセスとして、特定のレイヤーでバックドリルアンドフィルを行うことがあります。これにより、1回以上の積層ステップが不要になる場合があります。バックドリルアンドフィルでは、必要なレイヤースパンを超えてブラインドビアまたはバリードビアを形成しますが、その後、製造業者がブラインド/バリードビアを所望の長さまでバックドリルします。これにより、ビアが所望のレイヤーで終了し、ドリルされた誘電体の残りの空間は非導電性エポキシで埋められます。埋められた領域は、ドリルされたレイヤーが銅平面レイヤーであるような場合に、メッキ処理されることもあります。 上記の例のいくつかでは、これがスタックアップの一部を製造するための好ましい方法である可能性があります。これは、1回以上の積層サイクルを省略できるためです。これらの例での処理ステップを少し予測することで、ブラインド/ビア埋め込みビアの使用計画をより良く立てることができ、PCB製造での積層ステップをいくつか省略できる可能性があります。 非対称ブラインド/ビア埋め込みビア PCB製造は一般的に層の配置とそれに伴う積層での対称性を前提として進められます。しかし、ブラインド/ビア埋め込みビアを持つPCBスタックアップは、スタックアップで対称的な配置を使用しない場合があります。例えば、以下のようなビア埋め込みビアの場合、これは追加の積層を使用する代わりに、バックドリルアンドフィルが製造ソリューションとして評価される典型的なケースになります。 この例では、製造中に層スタックアップを対称に保つと、2つの可能なプロセスが発生します：

電子製品開発におけるサイロを打破し、協調的な要件管理ソフトウェアで改善しましょう。チームワーク、トレーサビリティ、製品品質を向上させます。