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PCB設計に影響を及ぼすDFMの課題トップ10 Whitepapers PCB設計に影響を及ぼすDFMの課題トップ10 はじめに PCBの設計者は、さまざまな要件を満たしながら期待に応えなければなりません。検討の対象となる領域は、電気、機能、機械に及びます。また、最高品質のPCBをできるだけ低コストで期日までに完成させる必要があります。こうした要件への対応にあたっては、DFM(製造を考慮した 設計)も考慮に入れる必要があります。DFMはPCBの設計プロセスの重要な要素であり、適切に対応されていない場合は高い頻度で問題が発生します。PCB設計で遭遇し得るDFMの課題トップ10と、それらに対処するための代替案を見ていきましょう。 1. IPCベースのフットプリントの配置 PCBのコンポーネント向けの導体パッドは、確実に半田付けできるかどうかについて判断するための重要な要素です。IPCフットプリントの設計では、PCBのコンポーネントを後の製造の工程で誤りなく半田付けすることができます。 2. コンポーネントパッドの均一な接続 0402、0201、またはそれ以下のサイズのSMDコンポーネントについては、パッドの接続を均一にすることが重要です。これによって、ツームストーニング(コンポーネントがリフロー中に基板から部分的に、または完全に外れてしまうこと)を回避できます。また、確実な半田付けを行うには、BGAパッドとも均一な接続を維持することが重要です。これを保証するためのテストは複雑で高額になり、多くの場合にX線の使用が伴います。(※続きはPDFをダウンロードしてください) 今すぐ Altium Designerの無償評価版をリクエストして、世界最高のPCB設計ソリューションをお試しください！
リジッドフレキシブル設計の課題 Whitepapers 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？ 種類の異なるリジッドとフレキシブル部が、どのように1つのPCBアセンブリとして記述されるのか？ リジッドとフレキシブルで異なる材料とレイヤーの具体的な情報をどのように管理し、製造業者に伝達するのか？ 可動範囲や重要な折りたたみ状態をどのようにモデル化し、検証するのか？ フレキシブル領域内の配置と配線は、従来のリジッド基板とどのように異なるのか？ リジッドフレキシブル基板設計には、これらの疑問に加えて、更に多くの疑問が付きまといます。 コスト従来のリジッド基板製造と比較して、リジッドフレキシブルには追加の材料と、より複雑なプロセス手順が必要なため、本質的に製造コストが増大します。これらの追加製造コストは、BOMコストの低減(コネクタやケーブルのコンポーネントが少なくなる)、組み立てコストの低減(手作業での配線や組み立てが少なくなる)、製品の信頼性の向上などによって埋め合わせできる可能性があります。(※続きはPDFをダウンロードしてください) 今すぐ Altium Designerの無償評価版をリクエストして、世界最高のPCB設計ソリューションをお試しください！
ALTIUM DESIGNERのACTIVEROUTE - 複数層の配線 – Whitepapers Altium DesignerのActiveRoute - 複数層の配線 – インタラクティブ配線は、PCB設計プロセスで最も難題で退屈な作業です。経験のある設計者は、 難題を楽しみ、解決します。未経験の設計者や、他の面に注力したい設計者は、これは困難になります。 配線で難題なのは、配線する場所、ピン/ビアから避ける順番、配線の効率化、高速配線や製造に関する要件を満たす等の管理です。 PCB設計ツールAltium Designer®のActiveRouteは、ユーザが自動でコントロールするインタラクティブな配線方法で、 短時間で高品質な配線を行えます。ActiveRouteの目的は、配線の難題や退屈さを減らしたり、 生産性を向上させることです。 複数層の配線 インタラクティブ配線ツールであるActiveRouteの特徴は、複数層を同時に配線できることです。これは、 設計者の計画通りに、素早く効率的な配線を行うために重要です。 ActiveRouteパネルで層を選択していない場合、デフォルトでアクティブ層のみ配線されます。しかし、 そのパネルで複数層を選択している場合、それらの層が均等に配線されます。 ActiveRouteは、複数層を配線できるので、1つの層で配線が難しい場合、すぐに他の層へ配線させることができます。この結果、より最短で配線でき、同じ層を何度も配線し直す無駄な時間も費やさなくて済みます。 ActiveRoute分配配線の1つの方法は、1つの層で配線を開始し、できるだけ多く配線することです。未接続箇所がある場合、次の層で配線を開始し、これを繰り返します。この方法は、各層で配線アルゴリズムの優先度が高くなり、曲がりくねった配線になります。一般的に、この方法は、最初の層で配線が多く、 最後の層で少ない等、不均等な配線になります。(※続きはPDFをダウンロードしてください) 今すぐ Altium Designerの無償評価版をリクエストして、世界最高のPCB設計ソリューションをお試しください！
デザインリリースの管理と設計意図の伝達 Whitepapers 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、製品のリコールなどという悪いニュースに発展する可能性もあります。 リリースプロセスが管理されていない場合の問題点 周知のとおり、製品の設計では、関与する多くの分野の部署すべてがプロジェクト全体を通じて同時並行的に作業する必要があります。設計のリリース前には、多くの場合、バージョン管理により設計の増分的な変更を取り込むことでプロジェクトのECADの部分が速く進むことがあります。通常、このような変更が行われる理由としては、設計範囲がまだ固定されていない、要件が変更された、あるいは場合によっては単に実際の設計仕 様を満たすために変更が必要である、などが考えられます。残念なことに、この段階のECADデータは常に変化するため、その時点でのライフサイクル情報が他の関係者に正しく伝達されません。全員が正しいデータに基づいて作業できるようにしてプロジェクトを成功させるためには、あるバージョンがWIP(Work in Progress: 作業中)であるか、承認段階であるか、製造部門にリリース済みであるかを把握することが不可欠です。そのうえで、正しいユーザーが、正しい場所から、正しい方法で、正しいデータにアクセスできるようにしなければなりません。このような処理をまだ手動で行っているようなシステムでは、いつかはプロセスを管理できなくなって失敗に終わり、次のような結果を招くことになります。 ECADのバージョンとリリースのデータが適切に管理されていない 間違ったバージョンの設計を製造部門に送ってしまうリスクが高い 期限切れの部品を使用してしまうリスクが高い 設計のリリース準備ができてから実際にリリースされるまでの時間の無駄が発生する 人が走り回って承認署名を得るため時間がかかる 標準化された設計プロセスの実施が困難である Aberdeen-Groupなどの業界調査によると、データの一貫性がないことによる問題の多くは、ECADの管理と自動プラットフォームが適切に配備 されていない低機能な情報伝達システムに起因しています。このようにECADデータのリリースを人手により伝達するような固定化されたプロセスでは、エンジニアが設計意図を確認するのに時間が掛かり設計サイクル全体が長くなってしまいます。特にエンジニアリングチームがグローバルに分散し ている場合は、情報が失われることも多く、プロセスがオフラインで行われるためデータの追跡管理や制御を行えません。リリースシステムに透明性が無いと、ECADデータをリリースする際に想定されたグループに設計意図が確実に伝達されず、十分な情報に基づく決定が行えなくなります。(※続きはPDFをダウンロードしてください) 今すぐ Altium
最新のPCBレイアウトの課題の解決方法 Whitepapers 最新のPCBレイアウトの課題の解決方法 はじめに 「ママ、子供たちを小さくしちゃったよ」、「世界って小さいんだね」。ディズニーファンにはおなじみのフレーズです。しかし、これらのフレーズを使って、プリント基板(PCB)設計の継続的な小型化を同様に簡単に表現できます(図1)。以下の統計を考えてください。 過去10年間で平方インチ当たりのピン数が3倍になった一方で、基板面積は比較的一定に維持されました。 15年間で、部品1個当たりの平均ピン数が4 ～ 5分の1に減った一方で、平均部品点数が4倍になりました。 設計のピン数は3倍になり、ピン間の接続数は倍増しました。 その結果、部品と最終製品が小さくなるにつれて、PCBレイアウトはより高密度かつ複雑になりました。PCBの小型化と複雑性がともに高まることで、全ての部品を調和させ確実に動作させる責任があるPCB設計者は複数の課題に直面しています。ある調査では、エレクトロニクス企業の53%が、最も競争力のある製品を低コストでより迅速に市場に投入しようとする際にPCBの複雑性が増大することが主な課題であると回答しま した。PCBレイアウトの最も一般的な課題の一部を以下に示します。 多ピンボールグリッドアレイ(BGA)の配線 小さく不規則な形状の製品に適合するフレキシブルPCBの設計 層数を増加させることなくPCBレイアウト密度を高めること 複雑な多層PCB設計における電圧降下の回避 効果的なECAD-MCAD統合と製造業者とのよりよいコミュニケーションの確保 高密度で複雑なPCB上に十分なテストポイントを備えること これらの課題は全て、最先端の統合PCBレイアウトソフトウェアによって軽減できます。 BGAの配線の課題を解決 BGAは、多ピン超高密度のPCBと集積回路(IC)のパッケージ化のための一般的な手法です。PCB設計者がBGAを選択するのは、小型化および機能要件を満たすのに必要な柔軟性を備えていながら、コスト効率を高めることができるためです。問題は、ピン数が増えピッチが細かくなるにしたがって、「BGAブレークアウト」(BGAの配線)がさらに難しくなるということです。非効率的な配線は層数を増加させ、ひいてはコストを押し上 げ、シグナルインテグリティの問題、層間剥離、ビアのアスペクト比の問題を発生させる場合があります。(※続きはPDFをダウンロードしてください) 今すぐ
データ管理とドキュメンテーションを設計に変えるための4つの課題 Whitepapers データ管理とドキュメンテーションを設計に変えるための4つの課題 はじめに データ管理やドキュメンテーションについて考えるとき、結果やプロセスについて考えますか？データ管理もドキュメンテーションも、そのプロセスは、多くのエンジニアにとって苦労の種です。それらの利点は、設計を終えてはじめて明白になる場合もありますが、最後に設計データを製造部門に送るときに、仕事をずいぶん簡単にしてくれる場合があります。データ管理とドキュメンテーションを適切に実施すると、まとまり、追跡可能性、計測性、再現性が生まれます。どのコンポーネントが、各設計で使用されているか、また使用されている理由が分かれば、他のエンジニアは、あなたの設計意図から学ぶことができます。設計を見直す必要がある場合、問題の根本原因と複雑さを究明する際の障害が少なくなります。データ管理とドキュメンテーションは、設計知識を他のエンジニアに伝えるのに重要です。それでは、自身や他のエンジニアの成功のために、設計プロセスの間に何ができるでしょう？ 設計データ管理課題の軽減 Aberdeen Groupの調査によると、データ管理領域には一般的な課題が6つあります(図1)。 上の課題を分析することは、その根本原因と共通点を明らかにするのに役立ちます。時に、設計の問題に取り組む際の最善の攻撃は、優れた防御です。潜在的な問題の根本を理解すると、問題が発生したり管理不能になったりするのを防ぐための基礎を築くことができます。データ管理とドキュメンテーションのプロセスから焦点を移すと、設計の喜びを奪う問題を予防する際にそれらが果たす役割が見えます。これらの課題の共通点を考えると、図1の6つの問題は、4つの主な設計課題にまとめることができます。 1. 設計が複雑になる中でデータの整合性を管理する もう会社にいないエンジニアが原因の設計の問題を追跡したことがありますか？文書がない場合は、ゼロから始めるのが良いでしょう。設計は全て、 エンジニアの経験と知識を使って構築されています。経験と知識が大きくなるにつれて、複雑さも大きくなります。各設計からは、シンボル、フットプリント、サプライヤーリンクなど、それ自身データ管理が必要な、より多くの部分が生まれます。コンポーネント作成プロセスを定義することは、データインテグリティ管理にとって非常に重要です。コンポーネントの作成を標準化すると、全てのコンポーネントが、ある一定の作成方法に従い、一貫性と信頼性が確保されます。コンポーネントの作成基準、使用統計、ドキュメントを組み合わせると、今後の設計でのコンポーネントの再利用が可能 になります。部品がどのように作成されたか、どこで使用されたか、なぜ設計で使用されたかが分かり再現性が得られるからです。(※続きはPDFをダウンロードしてください) 今すぐ Altium Concord Pro の無償評価版をリクエストして、世界最高のPCB設計ソリューションをお試しください！