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    ホワイトペーパー

    ホワイトペーパー

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    テスト容易化設計 概要 プリント基板が完成するまでにかかる全コストは、ブランクPCBの製造コスト、コンポーネントのコスト、実装コスト、テストのコストのように複数の基本カテゴリーに分類できます。最後に出てきた、完成した基板をテストするのにかかるコストは、製品の合計製造コストの25%から30%を占める場合があります。 収益性を求める設計は、2つの論理的側面から生まれます。1つはDFM（Design for Manufacturability）、つまり最小の欠陥率を維持しながら可能な限り最小の製造コストで製品を開発すること、もう1つはテスト容易化設計（DFT）です。テストカバレッジを最大化し、 製造エラーおよびコンポーネント障害に関する欠陥を迅速に分離できるよう製品を設計することによって、DFTは収益性のある設計として最高のものとなります。この記事では、DFTを詳細に検討し、特にインサーキットテスト（ICT）に焦点を当てます。 DFMおよびDFTガイドライン 委託製造業者（CM）を選択する際は Download PDF
    階層型の回路設計：構成がもたらす価値 Altium Designerを使用した階層型の回路設計 PCB設計ツールであるAltium Designerの新しいユーザーにとって、回路図シートをトップダウンまたはボトムアップ型の階層として構成する利点は理解しにくいかもしれません。このため、プロジェクト構造を改めて考えることなく、単純（フラット）な回路設計を進めることがよくあります。このホワイトペーパーでは、シートシンボルを総合的に確認したのち、より大規模な設計の部品を同期するための使用法について説明します。 Altium Designerでの階層設計は、次のように定義されています。 「階層設計は、設計内の構造、つまりシート間の関係を表す設計です。このために使用するシンボルはシートシンボルと呼ばれ、設計階層の下位シートを表します。このシンボルが下位のシートに相当し、シンボル内のシートエントリがシート上の ポートに相当（またはシートに接続）します」 シートシンボル Altium Designerで階層設計を開始するには Download PDF
    PCBの設計時間を確実に短縮できる5つのヒント ほとんどの技術者とPCB設計者は、習慣を重視します。製品を作り上げるための適切なロードマップが出来上がると、常にそのロードマ ップを使用する傾向があります。技術者には多くの場合、新しい技法を試したり、作業を行うための新しい革新的な方法を探したりするような時間はありません。これは必ずしも悪いことではありませんが、競合他社が優れた製品を自社よりも迅速かつ安価に製造している場合、これは良い兆候ではありません。競合力を維持するには、常に新しい技法や革新的な方法を取り入れていく意思が必要です。PCB設計ツールのAltium Designer®を使用して、PCB設計に必要な時間を全体的に短縮するための5つのヒントについて紹介します。 1) 3DモデルからPCBの基板外形を生成 従来の基板は、比較的同じ形で基本的に長方形でした。いつもの円弧と直線を使用して、目的の形状と大きさで標準的な基板の外形を作成することは、簡単かつ日常的な作業でした。しかし、今日の設計は小型化が進んでおり Download PDF
    エンベデッド ボードアレイを使用して、PCB基板を迅速、かつ費用対効果の高い方法で製造する 最高の品質を持つ製品を可能な限り効率的に、効果的に製造するというのは、すべての設計者が関心を持っていることです。基板を 製造するための最も費用対効果が高い方法は、基板のパネライズ（面付け）の方法で、長年にわたって標準の方法として使用されて きました。このホワイトペーパーでは、Altium Designer®のエンベデッド ボードアレイ機能を使用して、パネライズのプロセスを迅速 に行うための手引きを紹介します。 はじめに パネルレールを使用すると、コンポーネントと基板の端との間にクリアランスが確保できるため、製造上の利点があります。パネルは これらの端を使用してコンベヤー ラインに沿って移動され、これによって基板の両面にコンポーネントを配置できます。複数の基板 を1つのパネルに集約することでも、コストを削減できます。パネライズの例を図1に示します。 全ての基板のケースには、最小PCBサイズが指定されています。多くの小さな基板を出荷時に処理、および保護するには、パネルを Download PDF
    ポリゴンとプレーン、どちらが良いか 電源/GNDネット用の大きな銅箔領域を実装する方法には、ポリゴンとプレーンの2つの選択肢があります。電源ネットを実装するのにどち らの方法が良いですか、というご質問を多くいただきますが、どちらを使っても最終的な結果はほぼ同じになるため、唯一の正解というも のは存在しません。どちらの構成でも、適切な電源/GNDネットが作成できます。このホワイトペーパーでは、実際の要件に合った方法をご 自身で選んでいただくための参考として、ポリゴン構成とプレーン構成の類似点と相違点について解説します。 ポリゴン ポリゴンとは、いわゆる「銅箔（copper pour）」や「ポリゴン （polygon pour）」と呼ばれるもので、PCBの領域のうち、既存のコ ンポーネントやトレースの周りに銅を流し込み、塗りつぶした部分 のことを言います。ポリゴンは、信号層（ポジで表現される）上のみ に定義できます。配置すると、銅が追加されます。 ポリゴンがよく使用される場所は次のとおりです。 • Download PDF
    コンポーネントをルームにグループ化してレイアウトを効率的に行う方法 コンポーネントの配置とトレースを適切に管理するための鍵となるのは、オブジェクトを別々に修正するよりも、各種の技法を使用してオブジェクトをグループ化することです。多くのユーザーは、コンポーネントを別々に基板レイアウトに配置することを嫌がります。このホワイトペ ーパーでは、PCB設計ツールのAltium Designer®を使用することでレイアウト管理がどのように簡単になり、時間を節約でき、プロジェクトの納期を守れるよう になるかについて詳しく解説します。 はじめに コンポーネントとトレースが適切に整理されていないと、コンポーネントのレイアウトが非常に面倒になる場合があります。設計レイアウトを管理するための最も一般的な方法は、ルームを使用することです。ルームを使用すると、コンポーネントの配置をより的確に管理でき、コンポーネントがどこから来たものかを簡単に特定できます。この点については、以下で詳しく説明します。 配線が行われておらず、たくさんのコンポーネントが使用されていれば Download PDF
    フットプリント ライブラリでの3Dコンポーネント外形の作成 はじめに 今日のPCB設計プロセスでは、機構設計のワークフローを電気設計ツールに統合できることが必要です。不正確な設計データをECADとMCADの間で転送すると、双方の設計チームが不満を持つだけでなく、PCBを最終的なアセンブリに収納するために必要な再設計の回数が大幅に増加することになります。そして、電気設計ツールの実際の3D能力がどのようなものであっても、正確なコンポーネントの3Dモデル情報がなければ、機構的なクリ アランスを正確に分析できません。 3Dモデルがどの程度対応されているかは、EDA環境ごとに異なります。一部のEDA環境では3Dモデルが対応されていないため、全ての機構的な情報をMCADツールから供給する必要があります。また、DXFやIDFのような時代遅れの方法で情報を交換する環境もあります。PCB設計ツールのAltium Designerは埋め込みSTEPモデルを対応しており、正確なモデル化情報をMCADの部門に渡せるだけでなく、ECADツールで直接、使用するこ Download PDF
    USB TYPE-Cによる設計要件の克服 電子設計において最も回避すべき事態は、電力需要のバランスを間違えることです。電圧が低すぎれば、デバイスは正常に動作しません。電圧が高すぎれば電子回路に異常が発生して煙が発生し、独立記念日の花火のような喧騒が発生します。デバイスがさまざまな状態で動作するとき、状態ごとに必要な電圧が異なる場合、その複雑性は手に負えないものとなります。組み込みセンサーの使用の普及により、継続的なデータ収集が単純になりましたが、データ転送量の増大と消費電力の低減を同時に実現するのは困難です。誰でも使用できる複合ソリューションがあれば、素晴らしいと思いませんか? データ伝送 多くの場合に、より強力なシステムで共有データの解析を行うためにデータを伝送する必要があり、そして多くの場合はワイヤレス テクノロジーが使用されます。携帯電話は、デバイス間にわたって共有されるデータの動向を示す試作の例となりました。携帯電話は、スマートウォッチ、ヘッドフォン、照明システムなど接続されているアクセサリーのためにデータ処理を行う Download PDF
    設計データの管理: パート2 — サプライチェーン コンポーネントの入手可能性は、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に影響があります。デザインの中から迅速かつ簡単にコンポーネントを選択し、価格を調べ、利用可能な数量を確認する方法を紹介します。このホワイトペーパーでは、サプライヤーのリンクの管理、例えば設計に使用するコンポーネントが購入可能かどうかを確認する方法について解説します。 はじめに 「 設計データ管理 パート1: コンポーネント管理」では、設計技術者が時間の少なくとも15から35%を、自分の設計で使用するコンポーネントを探して確認するため浪費していることを説明しました。これに加えて、エンジニアリングと購入との間には、さらに壁を超える必要があります。 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、手動によるスプレッドシートでの追跡まで Download PDF
    視覚的な障害の打破 はじめに 従来のプロジェクトを継承し、解析しようとしたために、どれだけ多くのPCB設計時間を浪費してきたでしょうか？数千ものコネクションラインを調査し、コンポーネントの最良の配置を決定しようと試みる作業はどのようなものでしょうか？これは控えめに言っても、気がめいる作業です。さいわい、も っと便利な方法が存在します。Net Color Overrideにより、回路図とPCBの両方を視覚的に拡張し、デザインを視覚的にコントロールする方法を紹介します。 新しいPCBデザインを作成する場合でも、既存の基板をレビューする場合でも、Board Insight Color Overrideを使用して、PCBと回路図の両方のエディタで視覚的な機能を利用できます。回路図に最初のワイヤを配置するときから、デザインをはじめてECOでPCBへ転送するときまで、Board Insight Colorsは回路図とPCBの両方の設計者に対して即座に役立つものです。 Net Colorは Download PDF
    ピン、パート、差動ペアスワップによる配線の簡素化 PCBデザインで部品を配置するとき、その配置のためにコネクションが互いに交差することは珍しくありません。コネクションの多少の交差は、他のレイヤーへのビアや、少し長い配線を使用して対処できますが、次の図に示すような多くの交差がある場合、配線は非常に難しく、時間を要するものとなります。 多くの交差を含む、より複雑な配線の場合、PCB設計者は一般にデバイスピンやサブパートをスワップして、コネクションの交差数を減らします。ピンやパートスワップによりPCBでの交差は解消できますが、このような変更は回路図に反映させる必要があります。このホワイトペーパーでは、ピン、サブパート、差動ペアスワップによりコネクションの交差を減らして最適の配線を実現しながら、回路図とPCB間のデザインの同期を維持する方法につ いて説明します。 はじめに コンポーネントの最適な配置により、コネクションラインの交差を最小化するには、多くの作業が必要です。しかし、交差を完全に避けることは不可能です Download PDF
    細心の配慮が必要な基板の領域 はじめに 現在、FPGAやマイクロプロセッサーなどの高度で多岐にわたるさまざまな半導体デバイスの格納には、一般的にボールグリッドアレイ(BGA)のデバイスパッケージが利用されています。チップ製造の技術的な進歩に足並みを揃えるため、埋め込み型設計向けのBGAパッケージはこの何年かで大きく進展しました。このパッケージは、標準的なBGAとマイクロBGAに分類できます。現在の技術では出口配線が原因となり、複数のI/O可用性に対する要求によって、経験の豊富なPCB設計者にさえ多くの課題がもたらされています。 そのなかでも、製造の失敗といった問題を引き起こすことのない適切な出口配線を確保しなければなりません。パッドやビアのサイズ、I/Oピンの数、BGAのファンアウトに必要なレイヤーの数、トレース幅のスペースなど、適切なファンアウト配線を行うには、いくつかの応用が必要になります。ま た、基板のレイヤー数をいくつにするかという問題もありますが、これは簡単に決められるものではありません Download PDF
    問題のあるPDNにおける10項目の兆候 パワーインテグリティとは 「DCパワーインテグリティー」という言葉をそのまま受け取ると、ごく単純なトピックのように思われます。実際は、プリント基板上の各コンポーネントに、必要に応じて必要な電力(電流および電圧)を確実に供給する必要があるだけです。しかし、それはほんの表面的なことです。新たな現実はもう少し複雑です。ピッチの細かいデバイスパッケージを扱う仕事を始めると、前述のデバイスの製造上の制約や電力要件が、ほとんど容認されないものです。全ての電源ピンに必要な電流を得ることが難しいばかりでなく、複数の電源電圧を扱うことになります。つまり、レイヤー数の多いPCBが必要である場合以外は、さまざまなスプリットプレーンを通じてデバイスへの電力を得る必要があります。そしてそこにトラブルが発生するのです。 適切な電源分配ネットワーク(PDN)を計画し、設計する必要があります。多くの設計者にとって、PDNはPCB設計プロセスにおいて異質でやっ かいな部分です。実際のPDN構築はかなり要求が厳しく Download PDF
    回路図の電気的ルールチェック はじめに このホワイトペーパーは、PCB設計のプロセスにおいてあまりに重要視されていない機能について解説するものであり、最初から適切な方法で設計を進めるための情報が提供されています。多くの設計者や企業はPCBのレイアウトを正しく設計することに取り組んでおり、最近では周辺の機械に関する状況をリアルタイムでチェックしています。 しかし、既に回路図にエラーが含まれる場合は、どうでしょう？通常、人による設計のレビューが行われますが、設計の複雑さが増し納期が短くなる中、ミスが入り込むことが、ますます普通になっています。プロ向けのPCB設計ツールのエレクトロニックルールチェック(ERC)機能は、回路図のミスを見つけ取り除くのに役立ちます。いくつかの基本ルール、および設計の基となる「文法」をチェックします。 ERC(電気的ルールチェック)はなぜ有効なのか この質問に答えるのは非常に簡単です。つまり、設計を対象としたチェックを行うルールを設定するだけで問題が特定され Download PDF
    デジタル設計者に不可欠なPDNのDC解析 はじめに 電源供給ネットワーク(PDN)のDC解析は、通常「IRドロップ」、「DCパワーインテグリティ」、「PI-DC」と呼ばれますが、以下の基本的な問題について、デジタル(またはアナログ)設計者が解説します。 各負荷に十分な電圧を供給するため、ソースと負荷の間に十分な銅箔を配置しているか？ 電源、GND領域が十分か？ ビアの数、またビアの大きさは十分か？ PDN shape(領域)をうまく最適化できるか？ デザインのどの部分が最も過熱しやすいか？ GND shapeに何かを接続したか？ 多くのデジタル設計者は、精密なシグナルインテグリティ解析の必要性や、PDNのAC関連要素(例えば、デカップリングコンデンサーがいくつ必 要か)を理解することの重要性は認識していますが、DCのPDN(PI-DC)解析にはほとんど目を向けません。しかしながら、PI-DC解析は、設計の品質の基本的理解を可能にし、高価な設計の基板面積やレイヤーを節約してコスト効率の高いデジタル設計を実現できるので Download PDF
    デザインリリースの管理と設計意図の伝達 最近の技術的進歩の多くが通信分野にあったことは、疑うまでもありません。インターネット、携帯電話、衛星通信、Facebookなどはすべて、より簡単に情報伝達やコラボレーションを行えるようにするためのものです。ところが、このような技術が手中にあるにもかかわらず多くの企業はECAD データリリースの伝達に苦労しています。コラボレーションの相手が社内の仲間や他の部署であるか、外部ベンダーであるかにかかわらず、設計の意図、変更、リリースの情報伝達にはやはり難しい点があります。 プロセスを管理する適切なプラットフォームがないと、設計の意図や状態をすべての関係者に知らせたり、コラボレーションしたり、フィードバック情報を要求したり、プロジェクトがライフサイクルのどの段階にあるのかを把握するのが困難です。現状では残念なことに、設計見直し会議を何度も開いたり、常にやり直しに迫られたり、プロジェクトが遅れたり、市場投入が間に合わなかったり、予算を超過したり、さらに悪い場合には現場で故障が発生し Download PDF
    リジッドフレキシブル設計の課題 摘要 リジッドフレキシブル基板テクノロジーには、重量と容積の削減や、耐久性と信頼性の向上の点で、非常に大きな利点があります。今日の小型軽量の消費者向け電子機器を実装する場合、リジッドフレキシブルテクノロジーは最良の方法です。ただし、リジッドフレキシブル基板設計を正しく行うには、多くの課題があります。このホワイトペーパーでは、リジッドフレキシブル設計のいくつかの主要な考慮事項について解説します。 はじめに リジッドフレキシブル基板は、最初に軍事や航空宇宙業界で数10年前に使用されたテクノロジーで、長い実績があり、十分に理解されています。 今日では、ウェアラブル、医療機器、モバイルワイヤレス機器など、現代的な小型のフォームファクター、高い耐久性、軽量の電子機器に理想的なソリューションとして認知されています。しかし多くのPCB設計者は、リジッドフレキシブル基板の設計を最初に行うとき、いくつかの課題に直面します。 リジッドフレキシブルの製造と実装のコストはどの程度なのか？ Download PDF