PCB Design and Layout

高速設計プロセスにおけるシグナルインテグリティ分析の採用方法 1 min Thought Leadership 設計が複雑になるにつれて、信号整合性の問題のリスクが高まります。設計プロセスに信号整合性シミュレーションを採用することで、リスクを軽減し、リソースを保護することができます。さらに詳しく読んでみましょう。現実の信号の動作は、大学で教えられる理論的な応用とはしばしば大きく異なり、その結果、理論から実践への移行は予測不可能な結果につながることがよくあります。信号は損失、クロストーク効果、反射、スキン効果など、さまざまな方法で乱される可能性があります。これらの信号の乱れは、しばしば高額な代償を伴う深刻な影響を引き起こす可能性がありますが、そもそもこれらの問題をどのように回避できるのでしょうか？リスクとは何か？信号の歪みに関連するリスクと結果は、原因によっていくつかあります。例えば、反射の問題を見てみましょう。信号は送信機から受信機に送られますが、受信機のピンでエネルギーのオーバーフローが観察されることがあります。これは下の図1で示されています。図1 - 受信機のピンから観測されるエネルギーのオーバーフローこの効果を観察するとき、チップを焼損させる可能性のあるオーバーシュートや、デバイスを二回切り替える可能性のあるアンダーシュートなど、信号のさまざまな歪みが見られます。この状況では、デバイスを再び切り替える可能性のあるリングバックにも注意を払うべきです。どちらの場合もリスクは高く、以下を含みます：プロトタイプと再設計のための追加コスト。製品が市場に出たときに機能しないシステム。顧客から返品された際の修理または交換。では、設計で信号整合性の問題を避けるにはどうすればよいでしょうか？物理的なプロトタイプを必要とせずに、初期開発段階で信号整合性を分析する方法があったらどうでしょうか？ Altium Designer^®での信号整合性分析 Altiumには、ボード上の信号の乱れや歪みを検出するのに役立つ信号整合性分析ツールが含まれています。これは、設計プロセスの早い段階で信号の問題を検出するのに役立ち、レイアウトを行う際により良い判断を下すことができます。ボードが完成し、ルーティングとすべての銅領域が配置された後、ポストレイアウト分析を利用して、信号の実際の乱れを確認することができます。信号整合性分析によるリスクの軽減設計が時間とともに複雑になるにつれて、設計内の信号の乱れの危険性が高まります。Altiumの信号整合性シミュレーションを活用することで、高速アプリケーションの複雑さをうまくナビゲートすることが容易になります。設計フローに信号整合性シミュレーションツールを導入する方法についてもっと学びたいですか？無料のホワイトペーパー高速設計プロセスにおける信号整合性の採用を今すぐダウンロードしてください。

バックドリルで解決 - PCB上の信号歪みを減らす方法 1 min Thought Leadership 年月を経るにつれて、エンジニアはプリント基板のバックドリル設計において、高速デジタル信号の整合性を歪ませる可能性のあるノイズに対処するためのいくつかのアプローチを開発してきました。そして、私たちの設計が新たな境界を押し広げるにつれて、新しい課題に対処するための技術の複雑さも増しています。今日、デジタル設計システムの速度はGHzに達しており、これは過去よりも顕著な課題を生み出しています。エッジレートがピコ秒単位である場合、任意のインピーダンスの不連続性、インダクタンスの乱れ、または寄生容量は、信号の整合性と品質に悪影響を及ぼす可能性があります。信号の乱れを引き起こすさまざまな原因がありますが、特に見過ごされがちな一つの原因はビアです。PCB信号の歪みを減らす方法についての詳細は、以下をお読みください。シンプルなビアの中の隠れた危険高密度インターコネクト（HDI）、多層カウントプリント基板、厚いバックプレーン/ミッドプレーンでは、ビア信号がジッターの増加、減衰、および高いビットエラーレート（BER）に苦しむことがあり、これにより受信側でデータが誤って解釈される可能性があります。たとえばバックプレーンとドーターカードを例に取りましょう。インピーダンスの不連続に関しては、回路基板において焦点はしばしばそれらとマザーボードとの間のコネクタにあります。通常、これらのコネクタはインピーダンスの面で非常によくマッチしているものの、実際の不連続の原因はPCBデザインのビアです。データレートが増加するにつれて、スルーホール（PTH）ビア構造によって導入される歪みの量も、通常、関連するデータレートの増加よりも指数関数的に高い割合で増加します。例えば、6.25 Gb/sのデータレートでのPTHビアの歪み効果は、3.125 Gb/sでのそれの2倍以上になることがよくあります。最後に接続された層を超えて底部と上部に不要なスタブが存在することで、ビアは低インピーダンスの不連続として現れます。エンジニアがこれらのビアの余分な容量を克服する一つの方法は、その長さを最小限に抑えてそのインピーダンスを減らすことです。ここでバックドリリングが登場します。長いビアスタブの信号歪み [1] バックドリリングでバックアップするバックドリリングは、ビアスタブを取り除くことでチャネル信号の整合性を最小限に抑えるために、広く受け入れられているシンプルで効果的な方法として使用されてきました。この技術は、従来の数値制御（NC）ドリル装置を使用する制御深度ドリリングとして知られています。そして、この技術はバックプレーンのような厚い基板だけでなく、あらゆるタイプの回路基板に適用できます。バックドリリングプロセスには、不要な導電性スタブを取り除くために、元のビア穴を作成するために使用されたドリルビットよりもわずかに大きな直径のドリルビットを使用することが含まれます。このビットは通常、プライマリドリルサイズよりも8ミル大きいですが、多くのメーカーはより厳しい仕様を満たすことができます。バックドリリング手順が近くのビアによってトレースやプレーンをドリルスルーしないように、トレースとプレーンのクリアランスが十分に大きい必要があることを覚えておく必要があります。トレースやプレーンをドリルスルーするのを避けるためには、10ミルのクリアランスが推奨されます。一般的に、バックドリリングによるビアスタブ長の減少は多くの利点をもたらします。これには以下が含まれます：決定論的ジッターを桁違いに減少させ、BERを低下させる。インピーダンスマッチングの改善による信号減衰の減少。スタブ端とチャネル帯域幅アンプからのEMI/EMC放射の減少。共振モードの励起とビア間クロストークの減少。連続積層よりも製造コストを低減しつつ、設計およびレイアウトへの影響を最小限に抑える。

Draftsman: ソフトウェアにドキュメント作成をさせよう 1 min Blog 最後のルーティングを終え、最後のビアをステッチし、最後のプアを行いました。ついにその基板の作業が終わりました — お祝いする時です！（または、次のプロジェクトに移る時です。）待ってください！まだ終わっていません。まだ、文書作成が残っています - 製造図面、組立CAD図面、製造工場があなたの慎重に作り上げた芸術作品を実際の電子製品に変えるために必要なすべてのものです。残念ながら、PCBレイアウトソフトウェアでアクセスできるツールは、このプロセスを長く、手動で、おそらくエラーが発生しやすいものにするでしょう。それはなぜでしょうか？EDAベンダーは何年にもわたり、多大なお金をかけてPCB設計プロセスを改善してきました。ルーティングは以前よりも速く、簡単になりました。フットプリントの作成？問題ありません。そのためのウィザードがあります。しかし、CAD図面を作成するところになると、私たちは90年代（あるいは80年代）に戻ってしまいます。 PCB Design School提供の画像 [1] 文書化：悪いこと、もっと悪いこと、最悪なこと年月を経るうちに、設計サイクルのどれくらいがドキュメント作成プロセスによって消費されるかについての見積もりを聞いてきました。保守的な数字では10%ほど低いですが、他の統計では最大40%にもなると言われています！それは、設計に何の価値も加えないものに、驚くべき量の時間を費やすことを意味します。そうです – 良いドキュメントは、設計に絶対に価値を加えません。あなたがPCB設計システムに入れたものよりも良くすることはありません。最善を尽くせるのは、あなたが行ったことを適切かつ正確に紙に、またはファイルへの印刷（PDF）の形で仮想的な紙に転送することです。これにできるだけ少ない時間を費やし、あなたが情熱を持っている（そして報酬を得ている）こと — 設計に戻るべきです。もちろん、手を抜くわけにもいきません。不十分なドキュメントの結果として生じる可能性のある問題には、製造工場との往復のメールや電話による時間のロスから、誤って製造された基板に至るまで様々です。どちらもあなたを良く見せるものではありません。文句を言っても始まらない。では、その図面エディターに取り掛かりましょう。願わくば、シートの境界線をどこかのライブラリに保存しておいたことでしょう。さもなければ、手描きでワクワクするような1時間が待っています。もしかすると、MCADの人がDXFで何か持っているかもしれませんね。前回の設計からコピー＆ペースト？それでやるしかないでしょう。（待って、それって製造業者から古いIPC規格を指摘されて連絡があったやつだっけ？）それでやるしかない。次に進みましょう！トップビューとボトムビューを含む組立図を作成しましょう。全てを一枚のシートに？いいえ、その方法ではできません。PCBに素敵なSTEPモデルを追加したので、ボードのプロファイルを見るために側面ビューを追加してください。同じファイルで？うーん、それもできないようです。JPEGで妥協するしかありませんね。もっとコピー＆ペーストが必要かもしれません。CAD図面を得るためには、どのレイヤーをオンにする必要がありますか？この小さなプレビューウィンドウでは、詳細が表示されないので判断が難しいです。ファイルに印刷（PDF）して見てみましょう。うまくいかない？もう一度やり直しましょう。時間はありますよ。

PCB設計に関する5つの事実をあなたの上司が知るべきこと 1 min Thought Leadership

優れたプリント基板を設計することがあなたの仕事です。使用する部品や必要な材料など、何が必要かを理解しています。一方、あなたの上司の仕事はビジネスの側面にあります。彼らは利益と損失を理解し、生産性レベルを維持するなどのことを理解しています。しかし、彼らはしばしばプリント基板設計の詳細を本当に理解していません。そして、それらの技術的な側面は利益と損失や生産性レベルに大きな影響を与えることができるので、理解の欠如はコミュニケーションの問題を引き起こし、特定の問題について衝突する原因となります。ですから、あなたが仕事をする際に彼らの助けとサポートを得るために、上司が知っておくべきPCB設計情報の 5つの事実をここに示します。 1. PCBは全体の製品コストの約31％を占めます。このようなPCB設計情報は、プロジェクトが予算内で収まっているのか、それともコントロールを失って膨らんでいるのかを上司に理解してもらうための良い経験則です。また、生産コストに影響を与える可能性のある問題点についても説明します。例えば、コンポーネントの調達には長いリードタイムがかかり、製品の納期遅延を引き起こすことがあり、これはプロジェクトコストの増加を意味します。これは、プロジェクトにかかる費用を気にする上司にとって最も重要なPCBの事実の一つです。 2. 彼らはワイヤーではなくトレースを使用します。ほとんどの電子機器はデータと電力を伝送するためにワイヤーを使用していますが、PCBではトレースを使用します。これらのトレースははるかに少ないスペースを取り、回路基板をより小さく、薄くすることができます。ただし、トレードオフとして、トレースは銅でできており、これは高価になる可能性があります。使用される銅の量は少ないですが、銅の重さによっては、全体のPCB予算の一部として考慮する必要がある費用です。 3. カスタマイズは高価です。PCBは、プログラム、コンポーネント、材料を含め、正確な仕様に基づいて設計することができます。多くの企業は、自社のデバイスに正確に望む機能を持たせたいと考えています。しかし、このような方法でPCBを設計することは、時間がかかるだけでなく、非常に高価です。そのため、ほとんどの設計者は、事前に指定されたPCB設計情報のパラメーターセットを使用します。これにより、物事はより簡単かつ安価になり、完成品が何をすることができるかを定義する上での完全な自由を依然として設計者に提供します。ここに挙げられたPCBの事実の中で、この点を念頭に置くことは重要です。プロジェクトのコストを過度にカスタマイズによって拡大させないようにするためです。時には、少し正確でないものを選ぶことが、節約できる金額に見合う価値があることもあります。 4. 技術は絶えず進化しています。設計者が生産コストを抑えるために使用できる標準的な手順やコンポーネントがありますが、同時に、プリント基板設計の背後にある技術は常に進歩しています。新しい材料が開発され、古い材料は時代遅れになっています。現在、電子デバイスをより環境に優しいものにするために、生分解性のPCBが開発中です。また、結合した炭素原子からなる新しい材料としてグラフェンの実験も行われています。この材料は厚さがたったの1原子であり、より小さく、より効率的な回路基板につながる可能性があります。 5. PCB技術の向上は、コストの削減と市場への迅速な投入を意味します。上記の新技術は興味深いかもしれませんが、上司にとって重要でしょうか？それらはあなたの利益にどのような影響を与えるでしょうか？製品の全体的な品質を向上させるためには、新しいPCB設計情報や革新を試す意欲が重要です。これらの改善を発見し、実装することで、プリント基板設計プロセスをより速く、より効率的にすることができます。これにより時間が節約され、結果として生産コストが下がり、市場投入までの時間が短縮されます。PCB設計プロセスに少し投資することで、長期的に時間とお金を節約し、最終的にはより良い製品につながります。特に、PCBマウンティングボスを使用することで、PCBを迅速かつ簡単に取り付けることができ、時間とお金を節約できます。ポイントを押さえるこれらは、上司が一般的なPCB設計情報やPCBアセンブリの仕組みをより良く理解し、それが全体のプロジェクトや完成品にどれほど重要であるかを理解するのに役立つPCB情報のほんの一部です。これらの事実を使って、あなたと彼らの両方にとって物事をより簡単で明確にすることができる対話を開始することができます。しかし、その会話は上司との間で始まるだけであり、プロジェクトを通じて設計を正当化する必要がある他のステークホルダーの全セットがあります。これには製造も含まれます。 Altium Designer®とDraftsman®ソフトウェアで、設計意図を初めて正しく伝えることがいかに簡単かを学びましょう。 What's New

サプライチェーン管理: 設計時のコンポーネント在庫状況の確認 1 min Thought Leadership 包括的データ管理の全体像コンポーネントの在庫状況を把握していないために、製品の遅延、製品投入時期の逸失、さらには製品が製造不可能になることもあります。設計上のその他のあらゆる課題に加えて、必要なときに実際に在庫があるコンポーネントを選択していることを確認する必要があります。既存の設計について再発注や変更を行うときは、どうすればいいのでしょうか? 必要なコンポーネントがまだ購入可能かどうか、どうすれば確認できるでしょうか? エンタープライズ向けソリューションから、人手によるスプレッドシートでの追跡まで、多くの異なるデータベースや手法が存在します。コンポーネントにライブのサプライヤーデータが直接追加され、この情報を即座に参照できれば素晴らしいと思いませんか? Aberdeen Groupによると、優良企業の81%が一元的に構築され管理されているライブラリシステムを使用しています 1 。このようなシステムにアクセスできると、データベースを参照し、その情報に基づいて選択することができます。ただし、多くの企業は、このレベルの企業ベースのソリューションにアクセスできません。それでは、その他のあらゆる設計作業に加えてコンポーネントデータをどのように管理しますか? どの部品が製造に使用できるか、どの部品を取り換える必要があるか、既存設計のどの部品をいくつ注文するかなどを決定しますか? サプライチェーンへの直接アクセスサプライチェーンはソリューションとも呼ばれ、購入データを直接部品表に取り入れるために使用できます。サプライデータ情報は販売業者から直接読み取られるため、ライブサプライヤーリンクとも呼ばれます。Altium Designer^®にはいくつかのサプライヤーが含まれており、どれを検索結果に含めるかを、 Altium Designerの [Data Management]

PCBドキュメントプロセスの改善方法 1 min Thought Leadership 電子設計のほぼすべての側面が、文書化プロセスを除いて、より効果的で自動化された技術で進歓してきました - しかし、今までの話です。Altium Designer^®の新技術を使って、手動のPCB製造設計文書化のストレスをなくす方法を学びましょう。 PCB設計の進化は、光学テーブル、テープ、マイラーの日々からかなり進歩しました。80年代には最初のPCB設計ソフトウェアが導入され、設計作成能力と技術の新時代が始まりました。それ以来、EDA企業の台頭、衰退、統合がありましたが、PCB設計の進歩的な課題に設計者を支援する技術の進歩は一貫しています。しかし、PCB文書化プロセスにおけるどのような進歩を見ているのでしょうか？見てみましょう。 PCB文書化プロセス：必要悪嫌いであっても、PCB製造設計文書化は必要悪です。私たちがキャプチャしたものを実現可能な動作デバイスに変換します。設計を文書化するのに費やす時間の多さをよく忘れがちです。たった一つの設計には、設計製造図面と注記、組立図面とプロセス手順、PCB修正指示、レイヤースタックアップ情報、ドリル詳細、部品表などが含まれることがあります。設計の見直しや再スピンのたびに、これらの文書を最新バージョンの作成物を反映して再作成する必要があります。特定の設計については、これが簡単に二桁の文書セットに翻訳され、他のタスクに費やすことができる多くの失われた時間を意味します。では、なぜ文書ワークフローを自動化する技術が PCB設計ツールに組み込まれたことがないのでしょうか？さて、今はそうです。文書の新時代 Altium Designerは、 ^®を使用して設計環境に組み込まれた強力な自動化技術でPCB文書ワークフローの全体概念を再構築する新しい文書化方法を導入しました。文書の手動プロセスを完全に排除し、PCB設計文書の設計データに基づいて図面文書を自動的に作成します。オブジェクトの配置は直感的であり、会社の要件と文書タイプに基づいて迅速に配置して整理できます。任意の図面オブジェクトを配置すると、その文書がリンクされているソースPCBファイルに基づいてビューが自動生成されます。文書オブジェクトを利用可能にすることで、迅速に任意の図面を作成できます。こちらがPCB文書の例です。それがユニークであり、本当の魔法が起こるのは、PCBドキュメントとそのドキュメント間のデータ同期にあります。その方法で、文書の細かな編集にかかる時間を減らし、デザインの微調整により多くの時間を費やすことができます。文書作成ワークフローを加速する方法をお探しですか？無料のホワイトペーパー PCBドキュメントの新時代をダウンロードして、 ^®がPCBドキュメントプロセスの改善にどのように役立つかについてもっと学びましょう。

サプライチェーンの可視性：新時代のコンポーネント調達 1 min Blog PCBメーカー、設計者、OEMは、ボードの製造や新製品の設計にデジタルファーストのアプローチを取ることができます。設計ソフトウェアのサプライチェーンツールは、必要な可視性を提供します。