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Altium's Workflow Solutions Guide to Workflows in Altium Workflows Documentation
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ライブラリの部品作成と3Dモデルの関連付けによる無駄のない設計の実現 ライブラリの部品作成と3Dモデルの関連付けによる無駄のない設計の実現 1 min Thought Leadership 競合他社のツールをご利用のユーザー 競合他社のツールをご利用のユーザー 競合他社のツールをご利用のユーザー カスタムコンポーネントと標準コンポーネントをつなぐコンポーネントライブラリは、SPICEモデルから基本的な2Dフットプリントまでのあらゆる要素を追跡して、レイアウト中に使用するために役立ちます。プリント基板設計の2Dから3Dへの移行を受けて、最新のコンポーネントライブラリは3Dモデルを備えています。 独自コンポーネントのメカニカルクリアランスをチェックするつもりなら、3Dモデルを構築しておくのは良い考えです。しかし、ほとんどの基板設計ソフトウェアプラットフォームはこの機能を提供していないので、機構設計と電気設計のソフトウェア間を行ったり来たりすることになります。そこで求められるのが、MCAD、ECAD、高度な基板設計ツールを1つのプラットフォームに統合したソフトウェアです。 基板設計におけるCADツール カスタマイズしたコンポーネントや独自コンポーネントを基板で使用すると、ほかにはない機能を、大抵の場合はより小さいフットプリントで提供できます。優れたプリント基板設計CADであれば、3Dモデルを含む独自仕様のカスタマイズコンポーネントを構築して、メカニカルクリアランスのチェックに使用できます。 基板でカスタムコンポーネントや独自コンポーネントを使用する場合、3Dモデルをコンポーネントに関連付けて、後から使用できるようにライブラリに保存する可能性が高いでしょう。使用する設計ソフトウェアが包括的なコンポーネント情報管理システムを備えていれば、カスタムコンポーネントに3Dモデルを関連付けて、全てのデバイス間でこのコンポーネントの一貫性を維持することができます。例えば、ある設計でコンポーネントモデルを更新すると、その更新が全ての設計に同期されます。 しかし、ほとんどの設計ソフトウェアでは、依然として、機構設計と電気設計の環境がそれぞれ孤立しています。MCADはECADから切り離されているので、設計者はMCADソフトウェアとECADソフトウェアの間でプロジェクトを移動する必要があります。MCAD、ECAD、高度な基板設計ツールの間で、コンポーネントライブラリ内の3Dモデルを同期してくれる基板設計プラットフォームがあれば、設計中の基板を1つの設計インターフェースで最も正確に表示できます。 Altium Designerによる3Dの面付け 問題の発生元の把握 3Dコンポーネントモデルを構築して別の基板設計プログラムで使用できるようにするには、依然として、独立したMCADモジュールの使用が必要です。CADプログラムで求められるワークフローはMCAD設計モジュールとは異なることが多いので、大抵はコンポーネントモデルを設計中の基板にインポートするためだけに、STEPモデルの作業が必要になります。さらに、この基板を3Dで表示するには、もう一度MCADプログラムにインポートし直す必要があります。このプログラム間での行ったり来たりは生産性を妨げるだけでなく、不適切なクリアランスの原因にもなりえます。 カスタムコンポーネントの3Dモデルを作成する場合、この3Dモデルと互換性のある包括的なコンポーネントライブラリ管理ツールが、基板設計プログラム側に必要になります。コンポーネントモデルを管理するための統合コンポーネント情報システムがない場合、その場限りの方法を使用して、設計ツール間でカスタムコンポーネントモデルを管理するしかありません。このような管理手法では、コンポーネントモデルを1つ変更する場合、設計間での手動による更新が必要であり、エラーが発生する可能性が非常に高くなります。 基板レイアウトを構築および表示するためのCADプログラムがすべて、簡単にその他の設計ツールと同期できるわけではありません。たとえば、回路図ツールとレイアウトツールの動作が一致しないことは珍しくありません。また、回路図向けのCADツールとレイアウト向けのCADツールでは、同じタスクを実行するのに必要なコマンドセットが異なる場合もあります。このため、初めてのプログラムを使用する際の習得期間が長くなり、インターフェースの切り替え時にはコマンドを覚え直す必要があります。 3Dコンポーネントモデリングと標準設計ツールの統合 コンポーネントライブラリと連動してECAD機能とMCAD機能を統合する設計ソフトウェアがあれば、デバイスの電気的ビューと機械的ビューを3Dで同時に表示できます。ECAD設計とMCAD設計の統合によって、3Dでの設計ツールの使用が実現し、電気設計チームと機構設計チームが本当の意味で連携できるようになります。コンポーネントライブラリでは、カスタムコンポーネントとその他のコンポーネントを同じように扱うことができ、コンポーネントの3D STEPモデルをライブラリに直接読み込むことができます。 その他のPCB設計ソフトウェアパッケージも、MCADおよびECAD設計でSTEPモジュールを使用しています。統合設計パッケージに切り替えるとき、 カスタムコンポーネント向けの独自STEPモデルを構築し、必要に応じて既存のSTEPモデルをインポートできます。しかし、旧式の設計プロセスでは、基板を表示してカスタムコンポーネントの3Dモデルを作成するだけのために、ECADプログラムとMCADプログラムを行ったり来たりしなくてはなりません。 設計が完成したら、基板設計ソフトウェアで、シミュレーションおよび解析ツールに加えて、製造業者成果物を生成するためのツールと直接通信することができます。これらのツールがすべて1つのインターフェースに表示され、ワークフローにも一貫性があるので、複数のモジュールを切り替える必要がなく、高い生産性を維持できます。 Altium Designerによるマルチボードのアセンブリ 記事を読む
CADライブラリのためのSTEPモデル：知っておくべきこと Cadライブラリのステップモデルについて知っておくべきこと 1 min Blog CADライブラリのSTEPモデルは、電子設計と機械設計を隔離し続けています。Altium Designerの統合環境がどのようにワークフローを合理化できるかを見てみましょう。 記事を読む
デルフト工科大学のドリームチーム「Project MARCH」が開発した他にはない外骨格 デルフト工科大学のドリームチーム「Project MARCH」が開発した他にはない外骨格 1 min OnTrack Judy Warner: あなたがデルフト工科大学で専攻されている学科と Project MARCH での役割について教えていただけますか? Robbert de Lange: 大学では土木工学を勉強しています。Project MARCHでの僕の役割は調達と広報です。Project MARCHに専念するために、現在は1年間の休学中です。 Warner: Project MARCHに専念するために、1年間の休学を決めた動機はどのようなことですか? De Lange: 今年は大学で身に付けられる学問的な学びや規律のほかに、出資者やメディアとやりとりする際の人間関係のスキルといったソフトスキルの自己開発に専念したいと考えました。とはいえ、何よりも人の役に立てることが本当に楽しいのです。今年は、障害を持つ人々を助けることに集中できるようになります。Project MARCHは、デルフト工科大学の11のドリームチームの1つです。メンバーはドリームホールと呼ばれる共有施設でプロジェクトを進めています。他のチームは乗り物を開発していますが、Project MARCHは唯一、対麻痺を持つ人々がもう一度立ち上がって、完全に歩けるようにするための外骨格の作成に取り組んでいます。 記事を読む
言語障碍者の声を届ける Project Vive とVoz Box 言語障碍者の声を届ける Project Vive とVoz Box 1 min Newsletters ハードウェア製造業スタートアップ企業 / エレクトロニクスプロトタイパー ハードウェア製造業スタートアップ企業 / エレクトロニクスプロトタイパー ハードウェア製造業スタートアップ企業 / エレクトロニクスプロトタイパー Judy Warner: 本日はお時間をいただきありがとうございます。まずは学歴と職歴、そして技術者という職業を選ばれたきっかけを教えていただけますか? Mary Elizabeth McCulloch: 科学と数学が得意だった私は、2016年に生物医学の学位を取得してペンシルベニア州立大学を卒業しました。 技術者の道を選ぶ大きなきっかけになったのは、やはり両親でしょう。父は大学で物理学を勉強し、現在はCNC制御システム向けの 電気設計と機構設計に特化する技術者として仕事をしています。母は生物医学の技術者で、人工心臓の研究に取り組んでいます。私たち家族は農場で暮らしていましたが、いつも何かを工夫しながら作っていました。発想力があって機転の利く父は、幼い私を自分の思い付いた計画に引き入れたり、私に宿題を出したりしました。親戚に何人かの医師がいましたので、私も医師になるものだと考えていました。ところが後になって、障害を持つ人々のために電子工学に取り組んだほうが、もっと大きな影響を与えられるかもしれないと考えるようになりました。 Arlyn EdelsteinさんとMary Elizabeth McCullochさん Warner: 幼かった頃は、お父様と一緒にどんなことをなさったのでしょう? McCulloch: 子どもの頃はいつも何かをいじくっていました。私がアイデアを思い付くと、父は必ず「よし、それを作ってみよう! 」と言うのです。たとえば、私が花の絵を描くと、それを実際に形にして私の部屋に飾ろうと父が提案します。 アリババで安い部品を買い、ちょっとした発明品を作るわけです。 私はいつも自分の安全地帯から抜け出すように導かれていました。与えられていたのは、問題を解決する役目だったのです。 記事を読む
真のECAD/MCAD共同設計によりPCB設計の配置エラーを排除 真のECAD/MCAD共同設計によりPCB設計の配置エラーを排除 1 min Blog プリント基板設計に配置したコンポーネントが機械的な特徴と干渉するために、設計がやり直しになった経験はありますか? 1つでも干渉を見逃していた場合、最終的なシステムに回路基板を組み入れる段階で、大きな面倒を引き起こす可能性があります。私の実体験でも、部品の1つが最終的にデバイスの筺体に収納できなかったため、多大な労力を費やす結果となりました。そのレイアウトでは、大きな電解コンデンサに合わせて筺体に穴を開けるしか解決策はありませんでした。 今日のプリント基板設計では、基板のレイアウトを決定し、他の部分は別の担当者に任せるのではなく、真のECAD/MCAD共同設計を使用して、迅速かつ正確に作業を完了する必要があります。残念ながら、プリント基板CADの多くはこのタスクに適しておらず、設計者は依然としてレビューとプロトタイプの構築によりコンポーネントの配置を確かめる必要があり、このプロセスには多大な労力を必要とします。 幸い、いくつかのプリント基板CADでは部品の配置について機械的なチェックが可能で、しかもレイアウトの作成中に自分で行うことができます。私の使用している設計ツールに搭載されているこの機能により、多くの時間とコストを節約でき、面子も大いに守られました。そして、この機能はおそらく他の設計者の皆様にも同様に役立つことでしょう。もう少し詳しく説明しましょう。 従来型プリント基板CADでは部品の配置に苦労します 設計者である私たちは、コンポーネントの配置において多くのルールに従って作業を行ってきました。コンポーネントを信号の整合性や電源供給を考えてグループ分けし、基板上の様々なゾーンやリジョンに配置して、コンポーネントが最良に動作できるようにすることは、私たちにとって本能にも近い習性です。しかし、機械的な制約はまったく別種の問題で、従来の基板レイアウトツールで形状が3D表示されなければ、非常に面倒な作業となります。 基板レイアウトのシステムでは一般に、コンポーネントが2 ½ Dの形状として表示されます。つまり、コンポーネントの形状自体は2Dで、最大高のプロパティが付加されています。このため、コンポーネントのうち最大の高さなのはごく一部だけであったとしても、コンポーネント全体が同じ高さとして扱われます。 例として、直角D-Subコネクタを考えてみましょう。コネクタの基板側の端がもっとも高い部分ですが、直方体であるかのように、コンポーネント全体がその高さとして扱われます。設計を3Dで表示できないと、2Dでしか作業できず、最大高のプロパティに違反したときにDRC通知が行われるだけです。 従来の2D のPCB 配置表示では、クリアランスチェックを高さプロパティに頼っています 従来の配置のレビューとプロトタイプの構築は時間を要し高価です 私たちは何年にもわたり、2 ½ DのCAD環境での作業に満足していました（コンデンサがデバイスの屋根から飛び出したような場合は別ですが – しかし、嫌なことは思い出さないようにしましょう）。しかし今日では、IoT、航空宇宙、通信機器などにおいて、より小さなデバイスに収納できる、小型の基板が求められるようになり、従来よりも密集したコンポーネント配置を扱わなければならなくなりました。 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
リソグラフィの問題がPCB製造の妨げになることを防止する方法 リソグラフィの問題がPCB製造の妨げになることを防止する方法 1 min Thought Leadership プロジェクターという技術には、本当にイライラさせられることがあります。たとえば、「昔ながらのプロジェクターを使って映画鑑賞会を開こうとバターたっぷりの美味しいポップコーンまで用意したのに、いざ投写してみると映像が歪んでいない個所が1つもない」、「同僚や上司に対して影響力のあるプレゼンテーションをしようとしたところ、映し出された画面では画像とグラフがすべて押し潰されていた」、「授業をしようとしたら、白黒の画像しか投写されなかった」といった具合です。投写された画像が話にならないものならば、すべてをスライドに収まるように何時間もかけたのは無駄だとしか思えません。プロジェクターとディスプレイの位置合わせがうまくできれば、こうした大きなストレスを伴う問題の多くが解消されるでしょう。 PCBの製造でも、プロジェクターと同じような光学的位置合わせが行われます。これはリソグラフィの一部であり、PCBの製造が進む中でパターン層が規定されます。プレゼンテーションのスライドが歪んでしまう事態は避けなければなりません。同様に、PCBの設計ではコンポーネントの配置のずれを阻止しなければなりません。リソグラフィに関して適切に計画を立て、影響を及ぼしたり、問題を引き起こしたりする可能性のある要因について把握する方法を見ていきましょう。 リソグラフィはPCBの製造にどう影響を及ぼすのか PCBの製造で使用されるエッチングや電気めっきのプロセスには、それほど種類がありません。基板が保護用のパターン層でコーティングされていないと、全体が区別なしにエッチング、めっき、またはコーティングされてしまいます。保護用のパターン層に使用されるのは、多くの場合に金属の ステンシル、ポリアミドのシート、またはレジストですが、最も適切な素材が製造プロセスで決定されます。たとえば、金属のステンシルは数枚の基板を製造しただけで損傷して使用できなくなるため、エッチングでは使用しないほうがよいでしょう。 レジストは特定の光（通常は紫外線）の波長に反応します（業界では「感光性」と呼ばれます）。 フォトリソグラフィでは特定の領域が感光され、そこで使用しているレジストが硬化します。処理の次の段階に備え、残りの部分は不純物を除外するために洗い流されます。プロジェクターの画面のように困った影響が出ないよう、どの領域がパターン化されるかを制御するためのマスク（光用のステンシルなど）は光源やPCBと位置合わせをする必要があります。これを怠ると、リソグラフィの問題が現れることになります。 角周辺の弱い光源は製造中に問題を引き起こす リソグラフィにまつわる問題の原因 プロジェクターでは正しく位置合わせできないことがありますが、それは制御できないことが存在するからです。リソグラフィにまつわる問題の潜在的な原因を把握すれば、それをもとに計画を立てることができます。ここでは、下記を念頭に置いてください。 影: 製造業者が清潔な環境を維持していれば、この問題が発生することはないでしょう。ただし、プロジェクターの前に置かれた椅子が邪魔をして画像の一部が投写されなくなるように、マスクに付着した粒子によって影が作られると、その部分のレジストが光によって硬化されません。想定どおりに硬化しなかった箇所は、次の処理段階でエッチングされることになります。 光量と感光: レジストが感光される光の量は、積分のように計算されます。これは、総感光時間に対する光の輝度ですが、タイミングがずれたり、光が弱すぎたりすると、レジストが完全に硬化できるだけの十分な光の量が得られなくなります。また、光源が均一でないこともあります。この場合はレジスト全体で硬化が一様でなくなり、結果にばらつきが出てしまいます。エッチングやめっきの工程が迅速に行われ、製造業者が硬いレジストを確保していれば問題はないかもしれませんが、そうでない場合は次の段階でレジストがはがれ落ち、基板の状態が完全ではなくなってしまう恐れがあります。 アスペクト比: 一般的な問題は、光、マスク、またはPCBのわずかな角変形です。これはプロジェクターが不適切な角度で置かれているために、スライドの上部と下部の幅が異なってしまうのに似ています。PCBでは、レジストのマスクに正しくないアスペクト比（開口部の幅に対するステンシルの厚さ）が適用されたためにこの問題が発生します。基板でこれが起きると、完成した基板の半田接合の品質が低下する可能性が高くなり、これが多くの場合に開回路となります。基板が適切に硬化しないと、内層と外層で 収縮、膨張、反りが異なる割合で発生する場合もあり、アスペクト比の問題を引き起こします。これはフォトリソグラフィにのみあてはまるものではなく、後で基板に反りが発生することもあります。多くの場合、こうした収縮や膨張はPCBの全体的なサイズに影響を受けたCTEの不一致が原因ですが、基板が大きいと問題が発生する傾向が高くなります。 整列: 整列ミス（位置合わせミス）は、パターンが本来の場所からミリメーター単位、またはそれ未満でずれた場合に横方向または縦方向で発生します。要素のサイズが縮小すると、半田パッドやビアがずれてしまいやすくなるため、整列ミスのわずかなずれが大きな影響を及ぼします。許容差が小さい場合は、製造業者が基板の仕様に一致するだけの微細加工能力があるのか、位置合わせを行えるのかを確認するようにしてください。 許容差 記事を読む