PCB Design and Layout

Create high-quality PCB designs with robust layout tools that ensure signal integrity, manufacturability, and compliance with industry standards.

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カスタムパッドスタックイメージ カスタム パッド スタック 1 min Whitepapers PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 PCB設計には精密さと適応性が求められます。熱接続からパッド形状に至るまで、細部にわたって重要です。パッドはもはや単なる点ではなく、ユニークで特別な解決策が必要とされています。Altium Designer 24は、パッド形状のカスタマイズ、熱リリーフの微調整、製造基準を満たし、狭いスペースを克服し、本当にあなたの設計ゲームを向上させるための丸みを帯びた/面取りされた長方形パッドのマスタリングを可能にします。この強化された機能について、私たちの新しいマニュアルでさらに深く掘り下げてみましょう。 はじめに 技術開発の速い世界では、プリント基板(PCB)のための精密で適応性のある設計を持つことがますます重要になっています。周波数と信号の複雑さが増すにつれて、PCB設計の各側面は熱リリーフ接続からパッド自体の形状に至るまで、慎重な注意を要求されます。 例えば、パッドはもはや基本的な導電点ではありません。異なる形状や複雑な設計に発展し、しばしばそれら専用に作られたユニークな解決策が必要とされています。さらに、パッドとポリゴンプアー—熱リリーフ接続—の相互作用は、標準ルールを超えて特別に作られた処理を要求するようになりました。 コンポーネントの複雑さが増し、より狭いスペースに配置する必要があることを考慮すると、通常のペーストやはんだマスクの形状について異なる考え方が必要です。これらの形状を自由にカスタマイズする能力は、設計者が厳格な製造基準、コンポーネントのフットプリントを満たし、はんだ付け能力と保護の最適なバランスを実現することを可能にします。 Altium Designerの最新の追加機能により、PCB設計のこれらの重要な要素が適切な注意を払われるようになりました。カスタムパッド形状、熱リリーフのカスタマイズ、角丸や面取りされた長方形パッド、およびカスタムペースト/はんだマスク形状が、Pad Stackセクションで設計者の直接制御下に置かれるようになりました。 Altium Designerカスタムパッドスタックの利点 回避策が少なくなるデータシートやプロセス要件を設計に直接実装することで、場当たり的な解決策や後の調整が減ります。例えば、スルーホールコンポーネントに直接ペーストマスクを追加することで、余分なはんだ付けステップを省略できます。 より正確なエンジニアリング詳細な熱リリーフ、カスタマイズ可能なパッド形状、正確なはんだマスク寸法により、製造の整合性が向上します。これらの機能は、高周波アプリケーションに不可欠な、より信頼性の高いPCBアセンブリを作成するのに役立ちます。 より高い精度正確なパッドとマスクの形状を提供することで、PCB製造の成功率や生産効率を向上させることができます。これは、小さなコンポーネントのフットプリントを扱う場合に特に重要であり、わずかな不一致でも不良基板の原因となり得ます。 設計の柔軟性パッド形状と熱リリーフ接続を詳細に制御することで、より幅広い組み立て方法とコンポーネントを使用できます。たとえば、独自のフットプリントを持つコンポーネントを収容したり、SMTとスルーホールの自動組み立ての両方をサポートする基板を設計することができます。 問題のリスク低減仕様をコントロールすることで、潜在的な製造問題を防ぐことができます。はんだブリッジ、はんだボーリング、トゥームストーニングなどの一般的な問題を避ける設計が可能です。 標準化の強化PCBの重要な特性を改善することで、製造中の精度と品質に関する新しい標準を確立します。これらの改善により、はんだマスクのより良いアライメントを実行できます。例えば、これは高密度インターコネクト(HDI)ボードにとって重要です。 互換性の追加カスタマイズ可能なパッド形状と寸法は、さまざまなコンポーネントとの互換性を高めます。これは、標準および非標準のコンポーネントを設計に混在させる場合に便利です。 合理化されたプロセスこれらの機能は、設計ワークフローを簡素化し、回避策を減らし、設計フェーズに直接要件を組み込むことができます。この合理化は、特に複雑な多層設計において特に価値があります。 記事を読む
LAE パート 1 設計フェーズ - リッドアセンブリ電子部品 パート1 1 min Altium Designer Projects オープンソースのラップトッププロジェクトシリーズへようこそ! 前回のアップデートでは、さまざまなセンサーと電子アセンブリ自体をラップトップディスプレイのベゼルに統合する方法について説明しました。 使用するPCB技術と、ウェブカメラPCBの取り付けハードウェアについて決定しました。このアップデートでは、ウェブカメラモジュールの電子およびPCB設計に焦点を当てます。 完全に組み立てられたウェブカメラ/センサーPCB メインボードインターフェース まず、ウェブカメラ/センサーPCBがシステムのメインボードとどのようにインターフェースされるべきかを考えてみましょう。メインボードと確立しなければならない論理的な接続が4つあります: 1. イメージセンサーインターフェース まず、ウェブカメラ、またはイメージセンサーインターフェースです。使用するイメージセンサーはOmnivision OV2740です。このセンサーは、秒間60フレームで高解像度1080pの画像を提供します。画像データストリームはMIPI-CSI2インターフェースを介して送信されます。センサーを制御するためには、標準のシリアルSCCBインターフェースが使用されます。このインターフェースと並行して、いくつかのグローバル制御ラインも必要です。 通常、内蔵および外付けのウェブカメラは、UVCプロトコルをサポートするUSBインターフェースを介して接続されます。UVC仕様はUSB Video Device Classの略であり、ハードウェア固有のドライバーなしでビデオストリーミングデバイスを使用できるようにします。これにより、外付けウェブカメラのプラグアンドプレイ操作が可能になります。USBインターフェースを使用するもう一つの利点は、デバイスとのインターフェースにデータペア1つ、電源およびグラウンド接続のみが必要であることです。これにより、システム内でルーティングする必要がある信号の量が最小限に抑えられ、コネクタの複雑さが減少し、システム全体の信頼性が向上します。USB UVCデバイスまたはモジュールのもう一つの利点は、任意の他のUSB UVC準拠デバイスと交換できることであり、この場合、私たちのラップトップ設計ではウェブカメラボードを簡単に新しいバージョンにアップグレードできます。 しかし、オープンソース設計でUSB UVC準拠デバイスを使用する際には問題があります。画像センサーのCSI出力をUSB UVC準拠インターフェースに変換するには、カスタムファームウェアとISPを備えたASICが必要です。RealtekやSONIX Technologyなどの大手ICベンダーからは、統合ソリューションがいくつか提供されています。しかし、これらのICのドキュメントは自由に利用できず、そのためオープンソースのラップトップには適していません。 記事を読む
リッドメカニクス パート3 設計フェーズ - リッド組立機構 パート3 1 min Altium Designer Projects オープンソースのラップトップ蓋組み立てデザインの第3部へようこそ!前回は、ウェブカメラモジュールとそれに接続されたセンサー全てをラップトップ蓋のベゼルに統合する一つの方法を見てきました。 前回の記事で提示されたアプローチにはいくつかの課題があることがわかりました。柔軟なPCBを使用することに伴う追加の組み立ておよび製造の複雑さが、リジッドボードのみを使用する別のオプションへと導きました。さあ、この実装がどのように機能するか見てみましょう。 スクリーンベゼル内に取り付けられたウェブカメラPCB 周囲光センサーのドーターボード すでに特定された課題の一つは、周囲光センサーの上部とディスプレイガラスの開口部との距離を減らす必要があることです。光センサーとカバーガラスとの最大距離は、ディスプレイガラスの視認窓の開口径によって与えられます。この関係については、蓋組み立てデザイン更新シリーズの 第1部で見てきました。 ディスプレイガラスのシルクスクリーンの開口部を可能な限り小さく保つ必要があるため、それが見えないようにするために、直径1mmに限定しなければなりません。これは、センサーの上部からディスプレイガラスまでの最大距離が1.2mmでなければならないことを意味します。硬質のウェブカムPCBを使用しているため、基板はカバーガラスの下に4ミリメートル位置します。光センサーの高さは0.8mmのみで、約2mmの隙間を何とか埋めなければなりません。 2mmはPCBの標準的な厚さです。小型のPCBに環境光センサー、そのデカップリングキャパシタ、およびI2Cバス用の2つのプルアップ抵抗を取り付けることができます。その後、このモジュール全体をウェブカム基板にはんだ付けすることができます。 将来のリビジョンで光センサーを交換することにした場合、ウェブカム基板を再設計することなく、小型モジュールを変更することができます。 センサーモジュールの設計は、上側に光センサーと受動部品、下側にLGAパッドの接点があるシンプルな2層基板です。ここに、このモジュールの回路図とPCBレイアウトがあります: センサーは、ピックアンドプレースマシンのピックアップポイントとして機能するようにモジュールの中央に配置されます。部品の質量中心とマシンノズルを合わせることで、PnPマシンの高加速でも信頼性の高いピッキングと配置を保証します。 ウェブカムモジュールのフットプリントは、周囲光センサーモジュールのアウトラインを超えて広がっています。これにより、組み立てラインの最後にある自動光学検査機が正しいアラインメントを確認し、モジュールの各パッドに十分なはんだがあることを保証できます。 ウェブカムモジュールに使用されるフットプリントは、光センサーモジュールのアウトラインを超えて広がっています 周囲光センサーモジュールがウェブカムボードにはんだ付けされています 取り付けポイントのドーターボード 取り付けポイントには同様のドーターボードアプローチを採用できます。しかし、薄いPCBを薄い金属片に固定する際には、設計上の課題が生じます。対応するネジ径に必要な最小のねじ長を達成することが懸念事項となります。 最小ねじ長に加えて、ねじは盲孔に一定の深さまでしか切れないことを念頭に置く必要があります。タップは穴の底までねじを切ることができないため、最小ねじ長には固定のオフセットを加える必要があります。 これらの要因をすべて考慮に入れると、取り付け穴にはかなり深いねじ山を提供する必要があります。蓋の材料の厚さは1mmに固定されているため、取り付けポイントに何らかのスタンドオフを提供する必要があります。 この問題に対処する方法の一つとして、小さなダウターボードを追加することにより、ウェブカムモジュールの厚さを局所的に増加させることができます。これらのボードもまた、上部と下部の両方に銅パッドを備えた2mmの厚さを持っています。周囲光センサーボードと同じスタックアップを使用することにより、これらのダウターボードを同じ生産パネルで製造することができます。 局所的なボードの厚さが2.8mmになると、ディスプレイ蓋に標準の取り付け穴を使用することができます: 記事を読む