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    2層のPCBのGNDプレーン 私が若くてハングリーな大学院生だった頃、最初に設計したPCBは、いくつかのセンサーからアナログ信号を収集するためのものでした。測定結果の電圧グラフを見ると、ノイズレベルがひどく、測定しようとしていた信号が完全にマスクされていました。私がすぐに気付いたのは、GNDプレーン接続で完全に失敗し、GNDループによって信号が歪められているということでした。 GNDプレーンの配置とGND接続の配線は、2つ以上のレイヤを持つPCBの設計において最も重要な手順の1つです。これらを正しく行うことで、EMI、クロストーク、GNDループを抑制できます。これらのノイズ源は信号の整合性を劣化させますが、GNDプレーンを正しい手法で設計すると、デバイスの最大性能を保証できます。 それでは、GNDプレーンはどこに配置するべきでしょうか? PCB設計を始めたばかりの人は、GNDプレーン、EMI、配線などの用語をよく耳にすると思います。最初に設計するPCBは、おそらく2層の基板でしょう Read Article
    Altium Designerで回路図を作成する方法: 1000枚のPCBの道も一歩から 想像してください。今あなたは、4年間使ったPCB設計ソフトウェアOrCADからアップグレードして、Altium Designerを使い始めようとしています。変化にワクワクしつつも、この統合設計環境のすべてのツールの機能を習得するまではそれなりの苦労を覚悟していることでしょう。条件反射的に慣れ親しんだやり方でやってしまい、実はもっとスムーズなやり方があったとあとで分かる、ということもあるでしょう。 でも、ちょっと待ってください—本格的にツールの習得に取りかかる前に、欠かすことのできない大切なステップがあります。そもそも回路図はどうやって作ればよいのでしょう?今はあまりの機能の多さに圧倒されているかもしれませんが、ご安心ください。この道何十年の大ベテランでも、設計やエンジニアリングのキャリアを歩みはじめたばかりの方でも、Altium Designerを使うすべての設計者が一度は通った道です。 ソフトウェアを細かく段階分けすることで、少しずつ、無理なく取りかかることができます Read Article
    組み込みRF設計: セラミックチップアンテナと基板トレースアンテナ 過去数年間にわたってカフェの文化は大幅に進化しており、新しいカフェの多くでは、店に何か独創的な工夫を加える新たな方法を探し求めています。カフェと本屋を組み合わせたり、特定地域のコーヒー豆の技術を持つバリスタを抱えるグルメ向けコーヒー、さらには猫カフェなどの変わり種も出現しました。 しかし、結局のところ、カフェの客が求めているのは飲み物や軽食を口にする、友達と会って話をする、またはオフィスや家庭の外で何かの仕事を片付けることです。表面的な飾り付けで店を際立たせることもできるかもしれませんが、主要な概念は比較的変化しないものです。これは、プリント基板部品の選択肢の決定とよく似ています。 長年にわたるロボティクス、AI、IoT開発とともに、小型、高性能、低コストの組み込みRFトランシーバー ソリューションに対する需要は増え続けています。設計者がセラミックチップと基板トレースのどちらのアンテナタイプを選択するかを左右する主要な要因がコスト、基板レイアウト Read Article
    高速PCB設計入門: クロストークの除去方法 最近、結婚披露宴で、同じテーブルに座っている男性と話をしようとしました。残念なことに、私たちの間に座っていた女性が、私の反対側に座っている人と会話を続けていました。披露宴の騒音を背景に会話することは、何より難しいことでした。私たちの間でもう1つ話し合いが行われていたために、会話が成り立ちませんでした。私たちは、クロストークしていたのです！ 会話中のクロストークはとても迷惑なものですが、PCBレイアウト上のクロストークは、悲惨な結果を招く可能性があります。クロストークが修正されない場合、完成した回路基板が まったく動作しないか、あるいは断続的な問題に悩まされる可能性があります。クロストークとは何か、また、それを防ぐためにできることは何かを見てみましょう。 高速PCB設計におけるクロストークとは? クロストークは、 PCB上にあるトレース間の意図しない電磁結合 です。この結合によって、物理的に互いに接触していない場合でも Read Article
    回路基板レイアウトのための多層PCB設計に関するヒント 初めて何かをやるときは困難になるものです。ひな鳥は巣から外へ出されるのを喜ばないでしょうし、十代の若者は本物の初デートの前は不安で仕方ないでしょう。私も初めてのデートのときは怯えきっていました。とはいえ、その出来事は私の人生の中でとても素晴らしい時間になったので、最初の一歩を踏み出せたことに満足しています。 初めて多層PCBのレイアウトを設計する皆さんは、これとは違うけれど同じように重大な一歩を踏み出そうとされています。わからないことばかりで、ミスをしたらどうしようと不安を覚えていませんか? だとすれば心配はいりません。それは誰もが通る道ですし、役立つ情報がいくつもあります。この記事では、注意すべきライブラリー関連のいくつかの問題のほか、設計の開始に向けた一般的なガイドラインについてご紹介します。 目標を達成するためには、とにかくやってみないといけないときもあるでしょう。PCB設計者にとっては、初めての多層基板の設計がこれにあたります。設計を始めるために役立つ情報を見ていきましょう。 Read Article
    最新の製造設備で、PCBに基準マークを配置する必要はあるか 設計における基準マークの配置忘れは、ある種の「ホラー」です。 10年前、筆者はホラー映画鑑賞をやめました。若いときは単純に恐怖感を心から楽しみましたが、技術者としてのキャリアを開始するとともに、興味はアクションやSFに移りました。これはおそらく、仕事上の単純なミスが製造後の悲惨な悪夢につながったホラーストーリーを相応に経験していたからだと思います。 筆者が電子機器設計の仕事を始めた頃、スルーホール コンポーネントが非常に一般的で、表面実装コンポーネントを目にすることはめったにありませんでした。マイクロコントローラー（MCU）のQFP（Quad Flat Package）が一般的になると、古いプラスチック リードチップキャリア（PLCC）のフットプリントから移行せざるをえませんでした。これは、QFPがPCBに直接実装できる一方、PLCCは追加ソケットを必要としたためです。チップ製造業者が、QFPや類似のパッケージを支持し Read Article
    設計にフェライトビーズを使用してEMIを低減する方法 「ロケット科学みたいに、さっぱりわからない」というのはよく使われてきた言い回しです。小さなJimmyは九九までロケット科学のようだと言っていました。今日では「ロケット科学」を「電磁気干渉」と置き換えるべきでしょう。EMIは多くの人々がぼんやりとしか理解していないものの1つです。この理由から、私は正しい接地方法、AC/DC回路、高速配線、差動ペア配線などについて記事を書いてきました。順番から、次に書くべきなのはフェライトビーズを使用してEMIを低減する方法でしょう。フェライトを使うのは少々面倒なので、まずその背後にある理論を理解することが重要です。ほとんどの電子部品は本質的にプラグアンドプレイです。しかし、フェライトはシステム内に設計して組み入れる必要があります。理論を理解すれば、LCフィルター、GNDプレーンと電源プレーンの分離、ソースのノイズのフィルタリングなどを実践できるようになります。 フェライトのLCフィルター 設計者は多くの場合 Read Article
    接地による、ESD損傷からのPCBの保護 Star Trekの機関室を別とすれば、私は、高校生になるまで、職業として工学を検討したことはありませんでした。とはいうものの、無意識でしたが、間違いなく工学に関心がありました。Star Trekの機関長の名前を全て挙げられたことを考えると、その兆候は早くからありました。しかしながら、ESDブレスレットをプレゼントされてとんでもなく興奮したときに、将来が決まりました。宝石箱に1つぐらいは入っていませんか? このブレスレットは、自分の皮膚に装着する、網目状のゴムと幅広の金属片と、アース端子に接続するワニグチクリップが付いたケーブルで構成されています。当時のインターネットはダイヤルアップ接続のみでしたが、私は、自分を接地する方法を理解するため、ページの読み込みを待って何時間も費やすことを止められませんでした。ブレスレットを身に付け、友人に頼み込んでコンピューターのRAMのアップグレードをやらせてもらったり、単純にコンピューターを開けさせてもらったりしました。 接地は Read Article
    全てのPCB設計者が知っておくべき上位の設計ガイドライン 新しい設計を開始する際は、回路設計とコンポーネントの選択に重点を置き、ほとんどの時間を費やしているので、PCB設計が付け足しのように残りがちです。しかし、最終的に、PCB設計に十分な時間をかけて集中的に取り組まなかったことで、デジタル領域から物理的には完全実現できない設計ができあがり、結局は製造が難しくなる可能性があります。それでは、理論的にも物理的にも実現可能な基板を設計するためのカギは何でしょうか? 製造可能で問題なく機能する、信頼性の高いPCBを設計するために知っておくべき5つの設計ガイドラインを検討してみましょう。 #1 - コンポーネントの配置の微調整 PCBレイアウトプロセスのコンポーネント配置段階は、芸術でもあり科学でもあります。基板上で利用可能な主要スペースについて戦略的にじっくり検討する必要があります。困難なプロセスになる可能性もありますが、コンポーネントの配置が、基板をどれだけ容易に製造できるか、元の設計要件をどれだけうまく満たせるかを決定します。 コネクター Read Article
    アルティウムとSimberian社のパートナーシップにより成長を続ける高速設計機能 アルティウム社員一同より新年のご挨拶を申し上げます! 今年最初の記事では、Simberian社の営業およびマーケティング責任者であるRoger Paje氏に、最近締結された当社との正式なパートナーシップについて、またSimberian社の高精度フィールドソルバーテクノロジーによるAltium Designerのレイヤースタック、インピーダンス、表面粗さのモデリングなどの新しい高速設計機能の導入支援についてのお話を伺います。これらの拡張機能はAltium Designer 19で初めて搭載され、Altium Designer 20で強化されました。今後はさらに多くの機能が搭載されることをご期待ください。 Judy Warner: Rogerさん、Simberian社について、そして同社でのあなたの役割についてお聞かせください。 Roger Paje: 弊社は、PCB構造、および基板のシグナルインテグリティー解析のための電磁シミュレーション ソフトウェアを開発しています。当社の使命は Read Article
    PDNインピーダンス解析、およびモデリング：回路図からレイアウトまで シグナルインテグリティーはよく話題になりますが、シグナルインテグリティーはパワーインテグリティーと密接に関連しています。これは、電源/電圧レギュレーターからのスイッチングノイズまたはリップルを減らすだけではありません。PCB内のPDNのインピーダンスにより、基板のコンポーネントが電源の問題が原因で設計どおりに機能しなくなる設計上の問題が明らかになります。 ここでは、PDNインピーダンス解析の基本モデルについて理解していきます。PDNインピーダンスのある程度、正確なモデルを構築できれば、コンポーネントに適したデカップリング ネットワークを設計し、PDNのインピーダンスを許容範囲内に保持できます。 PDNインピーダンス解析を行う理由 この記事をご覧の高速、および高周波設計者の方は、この質問に対する答えを既にご存じだと思います。しかし、技術的な需要の高まりに合わせ、全ての設計者が予想より早く高速および高周波設計者になることが考えられるため Read Article
    IPCに準拠したフットプリントモデルの操作 エレクトロニクス業界は業界標準の恩恵を受けています。これらの標準により、選択したコンポーネントを設計間で再利用でき、仕様が一貫して、IPCに準拠した製造者が標準プロセスを使用して基板を構築できるという保証を設計者に与えます。これにより生産性が向上し、デバイスが確実に意図したように動作するようになります。 標準のIPC 7350シリーズ（具体的には、IPC 7351B）により、表面実装コンポーネントの領域パターンの一般的な物理設計パラメータが指定されます。この標準に適合させるには、さまざまなタイプのコンポーネントが特定のフットプリントを必要とします。製造業者はこの標準内で対処して、製品が品質の要件と信頼性の要件を満たし、再作業や破棄が確実に減るようにします。 PCBがIPC 7351B標準に準拠するとき、表面実装コンポーネントが標準化された領域の配置に準拠しない場合があります。コンポーネントを使用することはできますが Read Article
    コンポーネントの選択を容易にするためのライブラリ検索機能 コンポーネントは、基板を機能させるのに不可欠な要素です。コンポーネントライブラリには、利用可能なコンポーネントに関する全ての情報が1つの場所に含まれているため、コンポーネントライブラリを使うことで、簡単にコンポーネントを基板に追加し、シミュレーションおよびルールチェック機能でコンポーネント情報を使うことができます。他の設計ソフトウェアパッケージの多くでは、これらの機能を別のプログラムに分離しています。または、コンポーネントを検索し調達情報にアクセスするために外部のサードパーティー製ツールを使う必要があります。 複数の独立したプログラムに頼るのでも、サードパーティーのサービスをワークフローに統合するのでもなく、設計およびコンポーネント選択ツールは1つの統合されたインターフェースに表示されるべきです。このようなツールを使えば、次の基板に必要なコンポーネントを簡単に検索および選択できる検索機能を使って広範なコンポーネントライブラリに簡単にアクセスできます Read Article
    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 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 Read Article
    PCBレイヤ管理でHDIスタックアップをプランニングする 高密度に配線された青いPCB 自慢するわけではありませんが、私はこのたびマイホームを購入しました。まもなく引越し作業を始めます。全てのものを箱に詰め、引越しの当日には工夫を凝らしてトラックにきっちり積み込む必要があります。何も破損することなく、前のアパートと新しい家との往復回数は最小限に抑えて引越したいと思っています。トラックに家族の持ち物を全て詰め込むところは、PCBで利用可能な限られた基板面積により多くの機能とコンポーネントを詰め込むイメージを連想させます。 いずれ基板サイズを増やさずにPCBに機能を詰め込み続ける必要に迫られたとき、それを可能にする唯一の方法はHDI設計技術の使用です。この方法では、PCBに対し、ビアの慎重な使用、工夫を凝らした配線、レイヤスタックアップの方法が必要です。適切に行えば、レイヤスタックアップおよび配線は、シグナルインテグリティの維持とEMIによる障害の回避に役立ちます。 標準的なHDIスタックアップ方法 各HDIスタックアップの方法は Read Article
    mmからmilへの単位の切り替えとその他のPCB設計に関連する測定プリファレンス かつては、PCB設計者が使用する計測単位は、設計者がその時点で住んでいる場所によって異なっていました。標準的な計測単位は、次第にメートル単位になり始めましたが、問題は、多数の古いデータシートや設計にインチ単位が使用されていたことです。設計者は、常に2つの単位を変換するため、メモ帳、電卓、アスピリンをそばに備えなければなりませんでした。 設計者にとって画期的なサポートとなったのは、CADプログラムに、ソフトウェア内で計測単位を切り替える機能が組み込まれ始めたことです。これによって、手作業で変換する必要がなくなりました。Altium Designerは、ユーザがmmからmilに簡単に切り替えられるPCB設計システムの好例といえます。PCBを設計する場面では、このような柔軟性が、その他の多数のシステム設定やプリファレンスとともに、多くの時間を節約し、頭痛のタネを解消してくれます。時間の節約につながるこれらの機能について、簡単にご説明します。 回路図でのmmからmilへの切り替え Read Article
    回路基板のデジタルライブラリ管理: 本棚以上の機能を備えた棚 「コンポーネント」という言葉を聞いたとき、IC、LED、抵抗、およびPCBの組み立てに使用するその他の電子的なハードウェアを思い浮かべるのは当然です。しかし、プリント基板設計ソフトウェアの点からみると、コンポーネントを詳しく記述する多くの情報があります。各コンポーネントには、関連付けられた記号、フットプリント、ピン配列、および基板設計CADが使用するその他のプロパティがあります。 市販の多数のコンポーネントを入手でき、またエレクトロニクス企業が新しいコンポーネントを開発する状況では、コンポーネントライブラリの管理は基板設計者の重要な任務の1つになります。設計者は通常、自分の設計で使用するために、フットプリントやシミュレーションモデルも含め、カスタマイズされたコンポーネントを作成します。 基板を設計から製造に移行できるようこの情報を1つにまとめるには、市販の最も優れた設計ソフトウェアが必要です。統合設計環境で作業すると、設計ソフトウェアはコンポーネントライブラリをシームレスに統合し Read Article