ソートリーダーシップ | PCB設計ソリューション

電源解析が効果的なPCB設計に不可欠な理由 1 min Thought Leadership この焦げる臭いは何でしょう? 自分の試作でないことを願います。以前、愚かにも木工をやってみようと決心したことがあります。ロッキングチェアのように、何か簡単なものから始めようと考えました。構造や静力学に関する限られた知識を使って、座った途端にばらばらに壊れる椅子を作るのに成功しました。使用したYouTubeのチュートリアルでは、座ると椅子が崩壊する部分には触れていませんでした。普通は、何か作ったら、物理的にテストする前にその道のエキスパートに見てもらうのが良いのでしょう。同じことがPCB設計にも言えます。たとえ優れた設計者であっても、電源のエキスパートであるとは限りません。アルティウムの電源解析ツール PDN Analyzer ご利用のパーソナルコンピュータに、電力のプロが持つ知識を全て提供してくれます。優れた電源解析プログラムでは、発火する試作にお金を使う前に、電流密度、温度の問題、電圧降下をチェックできます。電流密度と温度私は、ロッキングチェアを作るとき、支柱の幅を決めるのに、古い「じっと見る」方法を採用しました。そして、その方法では尻もちをつくことが判明しました。PCBのトレースを設計するときにも、同様の方法を採用できます。見て良さそうな幅を選択して配置すると、何がまずいのでしょう? 基板が焼けるかもしれません。電源プレーンがスイスチーズのように見えたり、ビアの負荷が大きすぎると、電流密度や温度が高くなります。電力消費が多い集積回路（IC）を使うと、PCBで発熱が増える場合があります。電源プレーン: 製品を「過剰に設計」したいとは思いませんが、銅箔のことになると誰も気にかけません。問題が発生するのは、電源プレーンを追加しすぎた場合のみです。とは言っても、設計がますます小さくなる中、電源プレーンは、しばしばサイズが小さくなったり、奇妙な形に変わったります。電源プレーンが小さくなると、過度の電流密度でボトルネックができる場合があります。ビア: ビアも重要です。ビアの設計で EMIを減らすのに忙しすぎて、ビアが電流にどう関連するかを考えることができません。しかし、ビアは、PCB上に電流を充満させる場合があります。電流密度が高いと高温になり、時にはトレースを溶かすほど高温になることを思い出してください。 IC : 食べ過ぎると、普通の椅子でも重量制限を超える場合があります。新しいICは、多くの電流を消費し、公称トレースの限界を超える場合があります。最近の電子機器は、ますます高速のICを必要としており、より多くの電力を消費します。試作から煙が出始めるまで、どれほどの電流を取り込んでいるか考えないかもしれませんが。

製造のためのPCB設計: 製造業者と話し合ってビアの不具合を予防する 1 min Thought Leadership 「コミュニケーションは私たちの関係に大切よ」と、昔の恋人の1人は、いつも言っていました。私は、基板で EMIを減らす方法を伝えるのは得意かもしれませんが、自分の感情を表現するのは、あまり上手ではありません。彼女が「昔の恋人」になったのは、それが理由でしょう。製造業者に対する気持ちは、昔の彼女に対する気持ちに似ている場合があります。特に、基板の歩留まりが50%未満であると言われるとそうです。そんな時、気の利いた言葉で返答したいと思うかもしれません。しかし、そうはできなくても、話し合えば返答したことになります。初期段階で製造業者と話し合うことで、製造上の不具合や製造コストを削減できます。これらの小さな穴が、思っていたより多くの問題の原因となる製造の不具合を減らす誰もが、完璧な人とのデートを望んでいますが、そんなことは起こりません。幸い、優れたPCBを設計することによって、恋愛の欠陥を補うことができます。その完璧な人の欠陥のように、PCBの不具合は、時間が経過すると現れる傾向があります。製造業者と一緒に設計を進めることで、不具合を完全に避ける方が良いでしょう。チェックすることはたくさんありますが、最優先すべきは、via-In-pad、filled via、またはcapped via、穴開け方法、表面実装技術（SMT）パッドです。 ● Via-In-Pad （VIP ） - VIPVIPBGAVIP 接続不良や廃棄処分の原因となります。VIPVIPVIP ● Capped Via 、またはFilled

IoT向けPCB設計時のFCC認証の準備 1 min Thought Leadership 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

PCB 上の全てのコンポーネントが基板の性能および認証テストの合格に影響する可能性があります。初めてIoT 製品の仕事をしたとき、私は、ガレージで社員2 人が立ち上げたスタートアップ企業に務めていました。私は、文字どおり「第三の男」でした。私たちは皆、生意気で熱狂的で、自分たちの設計コンセプトの証明に躍起になっていました。新入りだった私は、製品を仕上げ、認証または承認を受けて市場に出荷する計画だと思っていました。ネタばれ注意－私は完全に間違っていました。IoT 製品がどれほど優れていても、認証されずに市場に出荷された製品は誰一人評価してくれないことを身をもって学びました。 IoT がどこにでも存在し、ますます普及することもわかっていました。スマートウォッチやフィットネストラッカーを身に着けたり、洗濯室のボタンで洗剤を注文したり、電気鍋に夕食ができたことを示すテキストが表示されました。日常生活のあらゆる場面にIoT が存在したので、認証は大した問題ではないと私は思っていました。これらのIoT デバイスは全て、MU-TH-ER 、あるいはエイリアンのファンでなければ「クラウド」と呼ぶものに情報送信については依存しています。デバイスが相互の承認済み周波数を妨害しないよう、あるいは安全でない電力レベルで通信しないよう、連邦通信委員会（FCC ）によって無線周波数（RF ）による伝送が規制されています。製品に気まぐれでRF モジュールを追加した場合、製品のテストを適切に実施せず認証されなければ、

3DプリントされたPCBの試作によりPCB設計の事情がどのように変わっているか 1 min Thought Leadership インクジェットプリンターと食品保存容器内のエッチング液を使って初めて基板の試作を作ったときのことを覚えていますか? プリント、アイロン転写、剥離、再プリント、アイロン転写、エッチング。これだけ時間をかけ、イライラしたのに、車に取り付けたラジオから聞こえてくるのは音楽よりもノイズばかりでした。お金と時間をかけて専門業者に試作を作成してもらっても、私の初めてのラジオから聞こえてきたホワイトノイズと同じくらいイライラする結果になる可能性があります。このラジオで使われていた技術はもはや時代遅れです。そして現在の試作作成技術も同じ道をたどる可能性があります。新しい3Dプリンターは、PCBの試作を革命的に改善するだけではなく、PCBの製造にも同じ改善をもたらします。試作の将来試作のできあがりを待つことが苦痛なのは当然です。テスト基板が届くまでの間に、試作を作成するための新しい手法を生み出せるかもしれません。幸い、誰かがすでに新しい手法を生み出してくれました。新しい3Dプリンターは、導電層をプリントするために、ナノ粒子技術を使ってインク内に金属を浮遊させます（私は化学者ではないのでその仕組みはわかりませんが）。通常の3Dプリンターと同様に、新しい3Dプリンターは、プラスチックやその他の素材のレイヤーをプリントして基板を形成することができます。3Dプリントは、設計プロセスを合理化し、機能的な試作を構築して、設計を最適化できます。コストも削減されます。待ち時間の解消 - 試作になぜそれほど時間がかかるのかを説明することもできますが、私も含め誰もその理由には興味がないでしょう。興味があるのは、テストモデルをどれほど短時間で入手できるかです。3Dプリンターを使えば、試作は社内でその日のうちに作成できます。つまり、設計のモデル化とテストを同じ日に行うことができます。それを実感してください。新しい PCB設計ソフトウェアには、デジタルモデルの作成を可能にするシミュレーション機能が搭載されています。3Dプリンターを使えば、コンピューターモデルと同じくらいすばやく物理的なモデルを作成できます。即日テスト - 読者の皆様が何を考えているかはわかります。おそらく、1日で試作を作成することはできても機能するわけがないとお考えでしょう。もちろんエラーには備えてください。新しい3Dプリンターは、導電層をプリントできるので、基板を実際にテストすることができます! これらの導電層は、エッチングされた銅箔と全く同じようには動作しません。導体をプリントするために3Dプリンターで使用されているインクの特性についての詳細をプリンターメーカーにお問い合わせください。終わりのない繰り返し - 大学時代、私が履修していたクラスで、全ての学生が試験に落ちました。教授は、繰り返しが最適化につながるとおっしゃって、再試験を行いました。教授のひとりがおっしゃったこの言葉を聞いて、学生達は宿題の問題を繰り返し解いていました。短時間で繰り返して試作を作成できれば、新しいデザインができるとすぐにそのデザインをテストすることが可能です。立方体表面に施された表面実装技術（SMT）をご覧くださいコスト削減

偽造電子コンポーネントからPCB設計を保護する方法 1 min Thought Leadership 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製品内の偽造抵抗器を全て交換するために必要な時間を考えてみてください! 偽造電子コンポーネントからPCB設計を保護する方法偽札と同じように、市場には偽電子部品が出回っており、ユーザーの手に渡ってユーザーの仕事を台無しにしようと待ち構えています。それらの部品は、合法であるかのように販売されていますが、偽札とは異なり、真偽がわかるようにマーカーペンで印をつけることはできません。この事態によって引き起こされる結果は、企業の規模にかかわらず深刻です。より小さい企業の場合は、供給元の怪しい部品の交換に要した時間のため、スケジュールが数か月遅れることを意味します。大きな企業の場合、プロジェクトは、偽造部品の特定に費やす時間のため、数十万ドル、ことによると数百万ドルもの予算オーバーのリスクがあります。率直にいって、100ドル紙幣7枚がコンポーネントを選別する労力に見合うと思えない人が、いずれ、とんでもない結果、つまり部品が突然煙を噴いて故障する状況に陥るのは当然のことです。それは私に影響するのですか? 連邦契約では、偽造電子部品は最も懸念される問題です。政府機関の仕事をしている場合は、特定の調達ポリシーにより偽造デバイス防止のためのトレーニングが義務付けられています。専門用語が多用されたスライドショーを次々に浴びせられずに済んだ幸運な方々にとって、製品や実績を保護するためのちょっとした参考情報を入手することは意味があります。偽造電子部品とは何ですか? 偽造電子部品は、主に2種類あります。1つは完全な偽物です。これは、ある部品にラベルを貼付して完全に別の部品として販売されます。2つ目は、「リマーク」と呼ばれる不正です。これは、機能しない部品や検査結果が指定された許容範囲を下回る部品の刻印を、実際より高い仕様を示すものに変更する手口で、レジスターの10%の誤差を示す銀帯を5%に塗り替えるなどです（集積回路（IC）およびマイコンは該当しません）。主に3つの問題があります: 違法: 偽った製品表示は違法です。これは、元の偽造品の製造業者とあなたの会社の両方にかかわります。正規の製造業者は、製品の正当性について責任があり、システムの広告が誤っている場合、状況次第ではその結果に対応する必要があります。セキュリティー: 私の経験ですが、セキュリティー中心の仕事では、データ改ざんの恐れがあるため、カンファレンスで配布されたUSBドライブを仕事用のコンピューターや文書で使用することは禁止されていました。同じルールが、不正な変更が行われる可能性のあるマイクロコントローラーおよびその他の複雑なICの使用にも適用されました。（「nefarious」は、悪いという意味で実際に使用されます）これらの変更により、第三者の知的財産、機密データ、またはその他の安全なシステム情報への不正アクセスが行われます。さらに、セキュリティーへの最悪の影響として、システムの誤動作を引き起こす可能性があります。性能

フレキシブルPCBとIoT: PCB設計をめぐる状況の急激な変化 1 min Thought Leadership クラウドへの接続はIoTの重要な機能です。 PCB設計者として私は、自分の仕事の分野が過去20年間に根本的に姿を変えたと感じています。1990年代半ばに社会人になった私の初期のプロジェクトは、コンピュータとコンピュータ周辺機器の2つの主要分野のどちらかに集中していました。もちろん奇妙なステレオや時計付きラジオもありましたが、90%の時間はデスクトップPCのマザーボードとそれに類するものの開発に取り組んでいました。つまり、日常の設計作業では、広大な基板面積を扱っていました。しかも、全て2層基板でした。今とはまったく異なっていました。幸いにも、それは長くは続きませんでした。現代まで話を進めると、私はまだコンピューター分野のPCBを設計しています。ビッグベージュボックスはもはやゲームの名前ではなく、全て IoTに関するものです。これらの組み込みコンピューターを通じて、特にいわゆる「スマートホーム」で使われるガジェットやデバイスのまったく新しいカテゴリーが開拓されました。コーヒーメーカー、湯沸かし、冷蔵庫、照明、腕時計、さらには車まで、この21世紀の技術を取り入れています。クラウド制御、リモートアクセス、機械学習（仕事から戻ってきたときにエアコンがONになる）などの機能を統合することで、本当に未来のように感じることが実現しつつあります。もちろん、私たちPCB設計者や電気エンジニアにとって、それは、簡単なファジー論理制御トースターよりもはるかに驚くべきことです。 IoT: 予想するよりも複雑なもの明らかに、IoTデバイスのPCBを開発することは真の難題です。例えば、空間が非常に重視されます。ほとんどのIoT製品は、きれいでコンパクトなものが好まれる消費者市場向けの小型家電、制御機器、ウェアラブル製品です。さらに、これらのデバイスの多くは、ハードウェアを考慮して設計されていません。むしろ、美しさが全てです。これは、ハードウェアのためには不規則な形の小さな空間しか使えないことを意味します。次に、性能の問題があります。プログラムを「ロードする」必要がある冷蔵庫や、YouTubeを表示させるのに多大な労力を必要とするスマートウォッチに大感激する人はいないでしょう。おそらくPCBには複数のICと少なくとも1つ（でなければ2つ）のSoCが搭載され、複雑な機能を全て処理します。最後に、信頼性を考慮する必要があります。これらのガジェットを購入する消費者は、「単に機能する」ことを期待します。これは、どんな設計を選択しても確固たる基盤が必要であることを意味します。以前のように「エラー」などの余地はありません。これを聞くと、設計者は不安になりますが、優秀な設計者の対処法に学ぶこともできます。高性能を小さなパッケージに詰め込む必要があります。フレキシブルPCB: IoTプロジェクトの最良の友個人的な経験談で恐縮ですが、私が思い出した単純な2層基板は、現在では通用しません。小さなフォームファクターでは、十分な性能を発揮できないからです。「高密度多層基板にすればよいのでは」とお考えかもしれません。確かにそれは技術的には正しいのですが、私の経験では、そのような基板は価値よりも問題の方が大きいものです。多くのIoT製品（特にウェアラブル）は持ち運びを前提としているため、これらの基板は簡単に破損します。それだけでなく、そのような基板は収めるのに平坦な空間を必要とします。もっとよい答えがここにあります。IoTデバイスの全ての設計者もそう思っているようです。フレキシブルPCBがIoTの空間に欠かせないものになり、以前とは違って非常に重視されるようになりました。ポリイミド層で作られたフレキシブルPCBは、リジッド回路基板と同じ仕様に対応できます。長期信頼性を犠牲にしなくとも幅広い用途に応用できるため、 IoTアプリケーションで成功を収めています。さらに重要なことは、本質的に柔軟性が高いため、多くのIoT製品の小さくて特殊な形状にも簡単に収められることです。少なくないプロジェクトで、湾曲したフェースプレートとベースの背後の空間を利用できたことがあります。かさばるコネクタとリボンケーブルも、それほど使う必要はありませんでした。1つの共通設計を、さまざまなフォームファクターの複数のIoT製品に収めることもできます（私の上司はそのような設計が好みでした）。フレキシブルPCBとIoTはきわめて相性のよい組み合わせです。最近まで、フレキシブルPCBの役割は大きくありませんでした。写真は一般的なアプリケーションであるハードディスクドライブのモーターからメインボードへの接続です。大小の非常に多くの企業がIoT市場の獲得を目指しているため、近い将来、多くの設計者がIoTプロジェクトに取り組んでいることでしょう。もちろん、私のように懐疑的な設計者なら、フレキシブルPCBを設計するのは不安かもしれません。IoTプロジェクトに関連する既存の課題を考慮すると、物事をより複雑にする必要はないとお思いのことでしょう。しかし、まさに「鶏と卵の問題」のように、IoT市場の拡大がフレキシブルPCBの性能を向上させ、同時にフレキシブルPCBがIoT市場を拡大しました。約8年前、あるベンダーに会った際、フレキシブルPCBのプロトタイプを見たことを覚えています。明らかに非常にシンプルでした。今日では、SMT、マイクロビア、多層基板、BGA