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ソートリーダーシップ

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PCB設計に関する5つの事実をあなたの上司が知るべきです Thought Leadership 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 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 Thought Leadership 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 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]
階層的な回路図設計を使用して整理され、同期を保つ Thought Leadership ORCAD階層的スキーマティックデザインを使用して整理され、同期された状態を保つ 新しいAltium Designer®ユーザーは、階層的なトップダウンまたはボトムアップの視点で回路図シートを整理する利点を完全に理解していないかもしれません。階層的な設計プロジェクトを整理し、回路図の階層と同期させる方法について学びましょう。 新しいAltiumユーザーは、階層的なトップダウンまたはボトムアップの視点で回路図シートを整理する利点を完全に理解していないことがあります。その結果、ユーザーはプロジェクトの整理について二の足を踏むことなく、単純な（フラットな）回路図設計を進めることがよくあります。このアプローチは、特に複数の回路図が存在し、複数の回路図間でネットの接続性を維持しなければならない多シート設計では、回路図設計プロセスが断絶することがよくあります。 階層的設計とは何か？ Altium内の階層的設計は、設計内のシート間の関係（構造）が表現され、シートシンボルが設計階層内の下位のシートを表す設計として定義できます。シンボルは下のシートを表し、その中のシートエントリはシート上のポートに接続/表します。 Altiumでは、階層的な設計を開始するには、シートシンボルの作成が必要です。階層的シートシンボルは電気的プリミティブであり、階層的なPCB設計スキーマティック内のサブまたは子シートを表すために設計再利用で使用されます。シートシンボルには、親と子のスキーマティックエントリーシート間のネット接続を提供するシートエントリも含まれており、これはフラットシート設計のスキーマティック間の接続を提供するポートと同様の方法です。シートシンボルは、大規模な設計の複数のスキーマティックを整理するために使用でき、ユーザーにプロジェクト全体のスキーマティックビューネット接続の全体的な柔軟性を提供します。 下の画像では、シートシンボルはorcadスキーマティックキャプチャ指定子によって定義されています。これは、設計のカテゴリを設定し、それぞれの設計ファイル名を特定のプリントボードスキーマティックシートにリンクするために使用できます。シートシンボルのエントリを定義する際、シートエントリ名はそれらのサブシート内の同じ名前にリンクされます。 一般的なシートシンボルとシートエントリ 簡単な設計ナビゲーション 複数のシートシンボルで構成される階層設計では、それぞれに独自の設計エントリがあり、Ctrlキーを押しながらシートエントリをダブルクリックすることで、プロジェクトの特定のシートに簡単にナビゲートできます。これにより、特定のネット名付きポートにフォーカスし、その接続をユーザーが確認できるようになります。 階層設計のトップレベルシート 独自の階層設計を作成する マルチシート設計では、回路図の接続性を表示し、プロジェクトビューアーに全体の設計構造を示すことが難しい場合があります。そのため、シートエントリを使用して階層構造を定義することが非常に有益です。これにより、プロジェクトユーザーはマルチシート設計に関連する頭痛の種を排除し、生産のための設計レビューに進む時間を節約できます。 階層的な 回路図設計をAltiumで使用するのは、無料のホワイトペーパーを ダウンロード するときに簡単です。 Altiumのアクションをチェックしてください... 階層＆マルチチャネル設計
回路図とPCBレイアウトの同期によって効率と納期順守を改善 Thought Leadership 回路図とPCBレイアウトの同期によって効率と納期順守を改善 画像ソース: Flickr user bittbox ( CC BY 2.0) しばらく前に、私は、スマート潅漑と環境モニタリングを自動化するためのシステムを設計、設置する会社で働いていました。業務に特有のニーズに対応するため（または、製造業者から戻ってきた後に、特定のモデルでの設計の欠点や見落としを補正するため）、どたん場で基板に「ハック」（ピンスワップやゲートスワップなど）を行うのが習慣になっていました。この即席の方法は、短期的には効果があり、その会社は、プロジェクトから期待された要件を必ず満たすことができましたが、この「直感に頼る」方法には、拡張性がありませんでした。 問題の一部は、 PCBレイアウトの微調整に時間を使いすぎて（製造業者から基板が戻ってきて初めて、一部の詳細を無視していたことに気付いたのです）、詳細な回路図を通じて設計に全体的にアプローチするための時間が十分になかったことです。統合データモデルによるアプローチについて私たちが知っていれば、その時、役に立ったでしょう。 統合データモデルによるアプローチで回路図とPCBレイアウトの同期を維持 統合データモデルによるアプローチでは、回路図シンボル、PCBフットプリント、サプライヤー調達情報、SPICEモデルなど、設計プロセスの複数の側面をシームレスに統合できます。 統合データモデルによるアプローチを通じて、回路図とPCBレイアウトの同期を維持することには、利点がいくつかあります: 同時設計: 回路図の作成は、効果的な計画に重要です。一方、PCBレイアウトを通じて回路設計の詳細に深く入り込むことは、多くの設計者にとって有益です。ファイルのリンクや更新の自動化によって、回路図とPCBレイアウトを統合することで、設計プロセスは自由に、「全体像」アプローチと詳細な「実世界」アプローチとの両方に同時に取り組むことができます。 時間の節約: 回路図を効果的に計画するのに必要な手段を取ることによって、結局は貴重な時間を節約できます。過去に、チームが直接ボードに即座に設計を行っていたときは、時間を浪費していました。多くの場合、工場からプリントが戻ってきて、修正に何時間もかかる「細かな」詳細を見逃していたことに気付きました。PCBレイアウトと回路図を同期すれば、製造業者に送られる前に、設計資産に整合性があり検証されていることを確認するのに役立ちます。 コストの節約: 時間の節約に加えて、統合データモデルによるアプローチを採用すると、結局はコストも節約できます。会社が、もっと早くこのアプローチを設計プロセスに採用していれば、元上司は、コストが節約できることを聞いて喜んだだろうと思います。そうした方が、はるかに費用効率が高く、簡単に避けることができたミスの修正に費やす、全ての時間や労力を節約するのに役立ったでしょう。
デザインルールによるコンポーネントの電力定格の最適化 Thought Leadership デザインルールによるコンポーネントの電力定格の最適化 私は、自分が最初に設計した回路が認定に失敗したことを今でも覚えています。それは証明済みの設計で、既に以前の認定に合格していたものなので、テストが失敗したことをマネージャーから聞かされたときには非常に驚きました。「火がついた」と噂が広まりました。電子回路が実際に発火することは稀です。ほとんどの場合は、多少煙が出るだけです。どちらにしても、PCB上の焼け焦げが事実を物語っていました。トランジスタが過熱し、暴走して発煙したのです。しかし、なぜそのような結果になったのでしょうか? それは証明済みの設計でした。何が変わったのでしょうか? 簡単な調査の結果、回路は同じであることが証明されました。同じコンポーネントで、同じ入出力で、ロットや製造業者さえも同じでした。1つだけ変化したのはレイアウトでした。私がこの基板をレイアウトしたとき、機械的アセンブリの部品の周囲に収まるよう、フォームファクターを調整する必要がありました。パワートランジスタの周囲の銅箔は、元々は約1平方インチでした。この設計では、その1/3に切り詰められました。面積の制約のため、電力を生成する他のコンポーネントは、PCB上で理想よりも近くに配置されました。この両方の要因から、狭い面積の銅箔では放散できない大量の熱が発生し、トランジスタが早期に破壊されることになりました。 重要なコンポーネントを定量化するデザインルールのリストを維持 知識の移行はほとんどの場合、現場において最大のボトルネックで、多くの時間を必要とします。理想的には、全ての設計者が元の設計を構築するときにきちんとノートを作成し、思考プロセスを保存するべきです。しかし、a) 面倒である、b) ノートが 消失することから、実際にはほとんどの場合これは行われません。問題なのは、机上では実証済みの設計を再利用するのが効率的ですが、ノートが十分に作成されなかった、または知識の移行が不完全であったために、重要な設計パラメーターの多くが忘れ去られている場合、設計パラメーターを推量してチェックするために時間を浪費するということです。いくつかのデザインルールを組み込むと、小さな変更により設計が不良になることを回避し、チームの設計時間を節約できます。これを最初からうまく行うには、次のような方法を使用します。 デザインルールを作成して組み込み、恒久的に引き継がれるようにする 私は、意味のあるルールを好みます。このため、管理を行うデザインルールを割り当てる前に、消費電力についての制約を定義することが重要です。このための最良の方法は、 データシートを作成することです。適切に作成されたデータシートには一般に、電力定格についてベストからワーストまで、最低でも3つの区分の条件が含まれます。 最初の定格は、コンポーネントのみが、自由な空間で消費する電力です。これは、ワーストケースの消費電力と考えられます。 2番目の定格は、コンポーネントが「一般的な」形式でFR-4銅箔のPCBに半田付けされたときの消費電力です。この「一般的」とは主観的な用語です。この電力の値は平均値と考えられますが、可能なら経験的に検証する必要があります。 3番目の定格は、ベストケースの消費電力です。これは、コンポーネントが 1平方インチ、2オンスの銅箔上に 完璧に取り付けられた場合に達成されます。この値は、実際に達成することは困難な理論値と考えるべきです。 計算に使用する消費電力の値は、一般的な値とベストケースとの間での主観的な判定となります。 どれだけの電力を消費する必要があるかが判明したら、 ルールを作成します。これによって、その設計を誰かが使用するとき、元のデータシートをチェックする必要もなくなります。ただしこれは、注意を払う必要がなく、データシートの文書化がいい加減でもいいという意味ではなく、バックアップや、設計をさらに明確化するために使用するということです。今日の設計ソフトウェアには コンポーネントライブラリが付属し、コンポーネント評価の時間を節約できると同時に、ユーザーが特定のコンポーネントにルールを添付できます。レイアウトに十分なヒートシンクが使用されていない場合、まだ仮想の設計であるうちに「デバッグ」する方が、実際に火を吹いてからやり直すよりもはるかに楽です。