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スルーホール技術を使用する理由 スルーホール技術を使用する理由 1 min Blog 技術に関しては、特に電子設計では、常に前に目を向け、振り返ることはありません。しかし、時には、古い技術が死なず、それを排除できない場合もあるようです。 ただし、必ず理由があります。より大きな利点がある新しいものを選択できるのに、なぜ品質の劣るものを使うのか ? その仮説に異議を唱えたいのです。 このブログでは、表面実装技術（ SMT）が最適だと思われるのに、プリント回路基板（PCB）でスルーホール実装（THM）を使用するのはなぜか? 、という問いに答えます。 はじめに、 PCB設計プロセスに関連するので、スルーホール実装技術と表面実装技術の概要を簡単に説明しましょう。 スルーホールコンポーネント スルーホールコンポーネントには、ラジアルとアキシャルの2タイプのリードがあります。アキシャルのスルーホールコンポーネントは、コンポーネントの対称軸に沿って延びており、ラジアルのコンポーネントは、基板上の同じ面から平行に突き出ています。 スルーホールコンポーネントの側面図 PCB上のスルーホールコンポーネント 表面実装技術のコンポーネント 最近のPCB設計では、次のようになっています。表面実装技術（SMT）は、今日最もよく使用されているパッケージ技術です。これらのタイプのコンポーネントのリードは、非常に小さいか、またはありません。というのも、設計プロセスの間にPCBの表面に直接ハンダ付けされるのが、その主な目的になっているからです。 表面実装デバイス スルーホール技術と表面実装技術の長所と短所 スルーホール技術の長所と短所 長所 短所 記事を読む
マルチチャンネルデザインで回路の複製を簡単に行う方法 マルチチャンネルデザインで回路の複製を簡単に行う方法 1 min Thought Leadership 回路のコピー、特にフラット設計でのコピーにはいくつかの固有の課題が存在し、設計者の悩みの種になります。マルチチャンネル デザインにより回路と配線のデータを効率的にコピーすることで、フラット設計に関連する一般的な課題を解決できます。 記事を読む
EMI/EMC設計: AC信号およびDC信号の絶縁によるPCBノイズリダクション EMI/EMC設計: AC信号およびDC信号の絶縁によるPCBノイズリダクション 1 min Blog AC信号およびDC信号は、動作のために両方を使用するデバイスにとって重要です 高校で、物理の先生がいつもEdisonとTeslaの「電流戦争」について話してくれたものです。当時は、Edisonが直流送電（DC）を好んで使用し、Teslaが交流電力（AC）を好んだ理由など、全く関心がありませんでした。それが、PCBのACシステムとDCシステムの間で起きる「電流戦争」を直接体験するようになって変わりました。今日、多くのPCBはACとDCの両方の回路を使用します。ACとDCがぶつかると、多くの場合電磁妨害（EMI）という形で問題が起きます。幸い、「電流戦争」と同じように事態は治まります。最新のPCBでは、ACとDCの信号は協調的に共存できます。カギは絶縁です。 電磁妨害からの絶縁 AC回路とDC回路の間の干渉を管理する簡単な解決策がいくつかあります。主に、コンポーネントの遮蔽、システムの隔離、専用電源、十分な基礎知識、非橋絡絶縁などです。 遮蔽: ご存知のとおり、EMIを放射する可能性のあるコンポーネントはPCBに多数あります。電源、ICクロック、オシレーターなど、いずれもACコンポーネントと干渉する可能性があります。「ノイズを発する」DCコンポーネントからのEMIを制限する、あるいは影響されるACコンポーネントを保護する方法の1つとして、ノイズの単純な遮蔽があります。遮蔽は基本的に、筐体内の空気を通じて放射されているEMIが遮蔽された回路を妨害しないことを保証します。したがって、保護や制約が必要なものがある場合は、人類が何百年も行ってきたことを行い、金属ボックス内に配置します。マルチレイヤー基板がある場合は、シールドとしてグランドプレーン層を使用することもできます。効果的である一方、遮蔽は基板の重量とコストが増加するので、EMIの低減と他の問題とを注意深く比較検討してください。 基板が単純でも複雑でも、AC/DCの隔離によるメリットはあります 隔離: EdisonとTeslaが同じ部屋にいたら、お互いに聞きたいことが必ずあったはずです。ないとすると、より物理的な妨げによるものでしょう。幸い、この2人は通常離れていたので、ACコンポーネントとDCコンポーネントはそれぞれの導線につながっていたはずです。チップでもトレースでもACシステムとDCシステムをPCB上に相互に離して配置すると、システム間に「クロストーク」がない状態を確保できます。ACとDCのシステム間に物理的な距離をとる十分なスペースが基板上にない場合は、隔離が必要なコンポーネント間のグランドプレーンにギャップを設けることもできます。グランドプレーンのギャップは、プレーンを流れる電流を強制的にギャップの周りに流します。この方法は、戦略的に使用して、反応しやすいシステムの周りに電流を経路変更できます。要するに、配線を交差しないということです。単純な回路では簡単にうまく隔離できますが、より複雑な回路ではかなり難しくなります。ACとDCの隔離のために最善を尽くしてください。ただし、最適な結果を得るのは難しい場合があることを覚えておいてください。 電源: 各AC/DC PCBでは、ACコンポーネントとDCコンポーネントに別々のパワーレールが必要です。DCコンポーネントは、電源からスパイクを引き起こし、電圧過渡になる可能性があります。ACコンポーネントはこの電圧過渡で動作する（あるいは動作しない）場合がある一方で、このとき最高能力で動作することはありません。電圧過渡が極端な場合、ACコンポーネントはエラーを発生するか、完全に動作を停止します。電源を別にすることは不便かもしれませんが、チップが動作しないよりはましです。 接地: ご存知のように、AC/DC回路の接地は複雑な問題です。あまりにも複雑なため、この記事では完全に掘り下げて考えることができません。しかしながら、アドバイスを提供することは可能です。接地グリッドまたはプレーンの電流のリターンパスを確認してください。DC電流は、最小の抵抗性インピーダンスパスに流れる一方で、ACのリターン電流は最小のリアクタンス性インピーダンスパスに流れます。ACのリターン電流では、最小リアクタンス性インピーダンスのパスは常にトレースの下にあります。リターンパスは忘れがちですので注意してください。グランドプレーンをチェックして、電流のリターンパスをトレースしてください。前の「隔離」の推奨事項も適用して、配線が見えない場合も、配線を交差しないようにしましょう。 橋絡（しない）: 読者の皆様は、私が提供した（すばらしい）全てのアドバイスに従った場合、2つの適正に隔離されたACシステムとDCシステムを持っているはずです。プレーンにギャップがあり、それらの橋絡を考えているなら、お止めください。この記事全体は、AC/DCの隔離について書いていますので、橋絡を行うと、これまでのアドバイスは全く意味がなくなります。 PCB設計ソフトウェアが、AC信号とDC信号が隔離された基板の設計をサポートします ソフトウェアによりACとDCを隔離する方法 経験に基づくこれらの方法は、よいアドバイスかもしれませんが、実施計画なしに活用することはできません。ここで PCB基板設計ソフトウェアの出番です。隔離は、PCB設計を色分けすることで完了できます。ACおよびDCシステムは、それぞれに異なる色を割り当てることにより、トラッキングできます。両システムが物理的にも電気的にも相互に隔離されていることを確証できます。方法については、 記事を読む
PCB設計のためにメーカーに部品調達を依頼するメリットとデメリット PCB設計のためにメーカーに部品調達を依頼するメリットとデメリット 1 min Blog ターンキーPCB製造および組み立ては便利ですが、これらのサービスプロバイダーに部品の調達を信頼できますか？ 記事を読む
複雑なパッド形状の実装方法 複雑なパッド形状の実装方法 1 min Thought Leadership PCB設計への複雑なパッド形状の実装方法 大部分のコンポーネントのパッケージのパッド形状は、共通して単純な長方形または円形です。そのようなパッケージのフットプリントを作成することは、手作業でも、自動IPCフットプリントジェネレーターを使っても、簡単な作業です。しかし時として、コンポーネントのパッケージは複雑なパッド形状を必要とし、それらをうまく調整するのに人手による多くの労力と余分な時間が必要になることがあります。複雑なパッド形状を素早くPCB設計に実装し、時間と労力を節約する方法があれば非常に便利です。 複雑なパッド形状を素早く設計に配置 場合によっては、設計の際に幾何学的に複雑または不規則な形状のパッドが必要になることがあります。例えば、LED照明のコンポーネントは、複数の切り抜かれた曲線を含む独特な形状の放熱パッドを必要とする場合があります。そのような曲線は、複数の標準の円形/長方形パッドを組み合わせることや、フィルまたはリジョンを手作業で配置することでは実装できません。それを行うには、見落とされがちだった1つの方法があります。つまり、閉じた輪郭線を形成する一連の直線と円弧として必要な形状の輪郭線を配置（またはインポート）できる場合は、その輪郭線そのものを、パッドを定義する精密な形状のリジョンにPCBライブラリエディター内で簡単に変換できます。その上、そのリジョンオブジェクトのプロパティ設定を使って、はんだペーストマスクをDRCルールで自動的に制御できます。この方法をもっとよく理解するために、以下に示すBourns社SRR5028シリーズシールド付きSMDパワーインダクターのフットプリントを作成することでこのプロセス全体を詳しく検討できます。まず、この例の製品（製品番号SRR5028-101Y）のデータシートが部品メーカーのウェブサイトの こちらにあります。この2ピンデバイスの各パッドは半径2.2mmの切り抜かれた曲線を含んでいます。次に、データシートに記載されている例を使ってパッド形状の輪郭線を定義してみましょう。 パッド形状の輪郭線の定義 SRR5028シリーズのデータシートの推奨レイアウトのセクションに、コンポーネントのパッドの主要な寸法が原点に対して図示されています。コンポーネントの原点に対する各パッドの主要な寸法を取り込むために、PCBライブラリエディター内でメカニカルレイヤーに6つの直線と1つの円を配置します（図1参照）。これらの直線と円の正確なサイズと配置が、部品メーカーのデータシートに記載された寸法と完全に一致していることを確認します。部品メーカーの寸法を正確に再現できるように、PCBライブラリエディターのスナップグリッドを0.05mmに設定します。 部品メーカーのデータシート（左）から作成したメカニカルレイヤーの輪郭線（右） コンポーネントのパッドの主要な寸法を配置および確認したら、メカニカルレイヤー上のパッド形状を表す2つの閉じた輪郭線のみが残るように、無関係な直線または円弧を全て切断、リサイズ、除去します。この例では、閉じた輪郭線を手作業で作成および確認しました。その代わりに、DXF/DWGフォーマットから複雑なパッド形状の輪郭線をインポートすることもできます（そのようなデータが存在し、それを使う方がより実用的である場合）。 Altium Designerで複雑なパッド形状を簡単に作成またはインポート 部品メーカーの推奨レイアウトでは、一部のコンポーネントで複雑または不規則なパッド形状が必要となることがあります。複雑なパッド形状を素早く実装する簡単で効率的な方法があることを常に心に留めておいてください。直線と円弧を使った複雑なパッド形状の正確な輪郭線を作成またはインポートすることで、結果をリジョンオブジェクトに変換できます。 複雑なパッド形状をAltium Designerに素早く実装する方法の詳細をご覧になるには、無償のホワイトペーパー 『複雑なパッド形状の実装方法』を今すぐダウンロードしてください。 記事を読む
ECADデータライブラリの管理 ECADデータライブラリの管理 1 min Blog ECADデータライブラリの適切な管理が行えないため、設計プロセス全体が停滞していないでしょうか? 多くのエンジニアは、データのライフサイクルを管理するための確実なリソースを必要とするため、この問題に頻繁に直面します。多くの場合、新製品の特長や機能を決定する最も重要な要素は電子機器です。私たちは、単純な消費者向け電子機器から、高度なMRI装置までにわたる多くの形式で、電子機器を毎日使用しています。電化が進んだ今日の世界では、ECADデータのライフサイクルを効果的に管理できるかどうかが、ビジネスの成功と失敗とを左右する要因となります。 製品が失敗する可能性は常に存在しますが、ECADデータライブラリを効率的に管理および監督できないことが失敗を招く可能性は排除するべきです。残念ながら、データ管理が適切でないために不整合が発生し、エラーの可能性が増大することは珍しくありません。これは製品のコストと品質に影響するだけでなく、チームの生産性、効率性、協調性にも悪影響をもたらします。 ECADデータライブラリの管理が重要な理由 適切なシステムを使用しないと、ECADデータライブラリの管理は極めて困難になる可能性があります。非常に単純なプロセスでも、不注意により破滅的な結果をもたらす場合があります。適切なツールを使用していないと、ECADデータの管理でミスが発生しやすく、このような見過ごしにより予期しない多くの事態が発生する可能性があります。最悪のシナリオとして、リリースしたばかりの製品に致命的な(しかし回避可能な)エラーが発見されたため、すべての同じパラメータを使用して再作成が必要になることが考えられます。この場合、開発プロセスのすべての手順を見直し、すべてのドキュメントを更新し、訂正についての承認を受け、その他改定に伴い要求される変更を行う必要があります。このようなエンジニアリング作業は大きな苦痛となります。 発生し得るあらゆる問題の可能性を考慮すると、ECADデータライブラリを管理するとき、次のような目標を想定した、単純で包括的な戦略を組み入れることが極めて重要です。 データの整合性の保証 新しい部品の要求と作成の簡素化 部品のライフサイクルとリビジョンの管理 重複した部品の排除 承認済み部品の使用場所管理の合理化 ベンダーへの承認済みリストの表示 既存のツールとの統合 ユーザー制御アクセスの実現 ECADライブラリのグローバルな共有 ECADデータライブラリ管理の基本理念 ECADデータ管理のプロセスを合理化するための組織化された、使いやすいシステムを実装することで、エラーの可能性を減らし、プロジェクトを予定の期間と予算で完了できるようになります。ECADデータライブラリの管理には他の要素もありますが、このツールに深く関係する、いくつかの大きな要因は次のものです。 データの整合性 ライフサイクルを通しての状態の管理 部品の再利用 記事を読む
フットプリントライブラリでの3Dコンポーネントボディの作成 PCB設計：フットプリントライブラリで3Dコンポーネントを作成する 1 min Thought Leadership 現代のPCB設計プロセスでは、設計およびCADツールが機械設計ワークフローを電気設計ツールに統合できる必要があります。フットプリントライブラリで3Dコンポーネントボディを作成する方法について学びましょう。 現代のPCB設計プロセスでは、機械設計ワークフローを電気設計ツールに統合できる必要があります。ECADとMCADの世界の間で不正確な設計データを行き来させることは、設計チームの両方にとってイライラを引き起こすだけでなく、PCBを最終組み立てに適合させるために必要な設計スピンの数を大幅に増加させる可能性があります。そして、電気設計ツールの3D機能に関係なく、正確なコンポーネント3Dレイヤーモデリング情報がなければ、機械的クリアランスを正確に分析することはできません。 あなたの設計ツールは3Dモデリングをサポートしていますか？ 異なるEDA環境は、3Dモデリングに対するサポートレベルが異なります。全くサポートしていないものもあれば、すべての機械情報をMCADツールによって提供する必要があるものもあります。他のものは、DXFやIDFのような古い方法を使用して情報を交換します。 は、STEPモデルを埋め込むことをサポートしており、正確なモデリング情報を提供することができます。これはMCADの世界に渡すことができるだけでなく、ECADツール内で直接使用することもできます。 スナップポイント用のSTEPモデルを使用できない、または使用したくない状況があるかもしれません。社内にMCAD部門がないかもしれません。3D MCADツールを所有していないかもしれません。または、組織が外部からのCADデータを一切許可していないため、モデルをダウンロードできないかもしれません。他のPCB組立てのセキュリティ制限により、インターネットへのアクセスが完全に制限されている場合もあります。 幸いなことに、Altium DesignerはPCBレイアウトツールを提供しており、コンポーネントの機械的詳細を完全に確立できます。その情報は、将来の回路図やPCBレイアウトプロジェクトに引き継がれます。これは理想的にはフットプリント自体(.PcbLib)で行われますが、一回限りの状況ではボードレベル(.PcbDoc)で行うこともできます。 Altium Designerで表示されたコンポーネントモデルの3Dビュー 独自の3Dコンポーネントボディを作成する方法 Altium Designerは、機械モデルを作成するための3つの基本的な3D形状タイプを提供しています：押し出し、円柱、球体。これらは単独で使用することも、互いに組み合わせて使用することもできます。円柱と球体のタイプは自明です。 これらのシンプルな形状を使用して、単純な回路から驚くほど複雑なコンポーネントまで、さまざまな表面実装およびスルーホールコンポーネントを作成することができます。Altium DesignerでPCBレイアウトプロセスを加速するために、独自の3Dプリント基板コンポーネントボディを作成する方法を学び、無料のホワイトペーパーをダウンロードしてください。 Altium Designerのアクションをチェックしてください... フレックスマウントコンポーネントの3Dクリアランスチェック 現在のPCB設計プロセスでは、機械設計ワークフローを電気設計ツールに統合できる必要があります。ECADとMCADの世界の間で不正確な設計データを行き来させることは、設計チームの両方にとってイライラするだけでなく、PCBを最終組み立てに適合させるために必要な設計スピンの数を大幅に増加させる可能性があります。そして、電気設計ツールの実際の3D機能に関係なく、正確なコンポーネント3Dモデリング情報がなければ、機械的クリアランスを正確に分析することはできません。 記事を読む