技術コンテンツ - ホーム | PCB設計ソリューション | アルティウム

サインイン

アルティウムでは、PCB設計に関するブログ記事やホワイトペーパーなどのコンテンツを紹介しています。これらのコンテンツは、PCB設計のエキスパートであるアルティウムのコミュニティメンバーにより提供されています。

PCB設計者のRick Hartley氏: シグナルインテグリティーと高速設計の第一人者駆け出しの頃、マイラーテープを使った手作業でPCB設計進めるHartley氏 Judy Warner: まずは、ご自身の職歴とこれまでに手掛けられた製品について教えていただけますか？ Rick Hartley: 私は1965年、20歳のときにエレクトロニクスの世界に入りました。最初の数年間は研究開発部門の技術者として働きながら、夜間学校に通って電気工学を学びました。それからしばらくしてフィールドサービスに異動になり、その数年後に「設計者」としてエンジニアリング部門に配属されました。当時の「設計者」は、回路そのもの以外の、回路基板、パッケージング、ワイヤーハーネス、ケーブルなど、製品に使用されるものは何でも設計していました。数年間で設計に関する十分な知識を身に付けた後は、EEとして数年間、電気回路の設計を行いました。ある日、上司がやって来てこう言いました「君にPCB設計の経験があるのはわかっているが、実は回路基板の仕事が山積みなんだ。これからの6か月間は記事を読む

効率的なPCB実装のために、はんだリフロー炉を選択する方法私のように電気技師であっても、電子機器が趣味であっても、はんだリフロー炉は、素早く便利なプリント基板（PCB）実装を可能にしてくれます。小さな表面実装コンポーネントが多くある密度の高いPCBを組み立てたことがある場合、または設計でボールグリッドアレイ（BGA）デバイスを使用したことがある場合、きっとはんだリフロー炉に遭遇したことでしょう。野心的な愛好家であれば、オーブントースターの「リフロー炉」を作ろうと思うかもしれませんが、多くの企業は、市販のリフロー炉を購入して、時間とリソースを節約できます。この投稿では、適切なリフロー炉の選択にかかわる要素を探究します。マイクロコントローラーと熱電対があれば、古いオーブントースターをDIYのはんだ付けリフロー炉に変えることができます。復習: はんだリフローのプロセスリフローはんだ付けでは、いくら経験を積んだエンジニアやPCB技術者でも手はんだ付けが困難な高密度PCBを素早く組み立てることができます。最初に記事を読む

PCB設計ソフトウェアを比較するときに考慮すべき重要な機能私の知人はみんな、私が買い物が嫌いだということを知っています。これは研究室の機材やソフトウェアだけでなく、衣服や車についても同じです。かつて人生最悪の経験として、わたしはショッピングモールで正気を失い、友人たちを残してタクシーで帰る羽目になりました。あのときの体験を繰り返さないよう、今は買い物をするときにできる限り完璧に近い物を買い求めるようにしています。さて、ECADソフトウェアを探し求めるとき、自分が求める理想に最も近い製品を選ぶには、どのような機能とサポートに注目すればいいのでしょうか? 統合ツールチェーン PCBの設計工程では、在庫、BOM、リビジョン、デザインを管理する必要があり、これらが変更されるごとに、ドキュメントや計画全体に波及します。買い物のようないらだたしい体験をしたければ、それぞれを別のプログラムとして行い、情報をExcel、電子メール、紙のドキュメントに分割して記録し、それでも足りない分は壁にメモを貼り付けておくこともできます。変更を行うたびに記事を読む

IBMの5nmトランジスタにより可能になる、モノのインターネット、深層学習、その他のテクノロジー私の曽祖母が生まれた頃、普通の人々はまだ馬と馬車で移動していました。彼女は人生の間に、ジェット機、コンピューター、宇宙船を見ることになりました。前世紀にはテクノロジーが急速に発達し、今世紀も同様に急速に発展することは間違いないでしょう。ムーアの法則は、進歩のペースについて1つの指標となってきました。多くの専門家が、ムーアの法則の終焉を予測したにもかかわらず、この法則は現在も続いています。エレクトロニクスの発展の最も新しい証拠は、IBMにおけるトランジスタのサイズの躍進です。IBMは最近、5nmのトランジスタの製造に成功しました。これによって、コンピューターの速度が大幅に増大し、電力の要件が低減するでしょう。この発見は、処理と電力の制限により、いくつかの新しい産業の発展が抑えられている時期にありました。この新しい種類のトランジスタにより、人工知能（AI）、モノのインターネット（IoT）、自律走行車などの新しいテクノロジーが可能になるでしょう。 5nmトランジスタ記事を読む

高度なPCB設計ソリューションに必要な短期的および長期的なEDAソフトウェア私の祖父は、仕事には常に適切な工具を使用するようにと教えてくれました。私がこれを教えられたのは、祖父のネジ回しをてことして使って壊してしまったときのことです。祖父には申し訳なく思っております。不適切な器具を使用しても、壊してしまうことはないかもしれませんが、作業の完了に多くの時間を要することは間違いないでしょう。PCB設計にも同じ原則が当てはまります。基板がますます複雑化していくにつれ、基板を構築する設計者にはより高度なツールが必要になります。これまで使用していた古いプログラムを使い続けることは可能ですが、多くの時間を浪費することになり、出来上がる設計も最高のものとはならないでしょう。高密度相互接続（HDI）、熱管理、高速PCBの設計はいずれも特化したツールが必要な分野です。役に立つツールは多くの開発者から提供されていますが、ドキュメントとトレーニングが充実しており、すぐに習熟して使いこなせるようなソフトウェアを選ぶべきです。短期的な速さに加えて、長期的な見返りも必要です記事を読む

過渡電圧サプレッサーによるESDからのPCB保護 =-0 はるか昔、大学生の頃、TAは私たちに小さな「ブラックボックス」回路を渡すのが好きでした。私たちは電圧と電流特性を測定してから、その回路を構成しているのがどのような部品かを判定することを求められました。私たちのTAは、この中にダイオードを入れるのが特に好きでした。当時の私はダイオードの目的をよく知らなかったため、この理由を理解できませんでした。しかし、自分のPCBを静電放電から保護する方法を探していたとき、ダイオードの有用性に気付きました。ダイオードは、静電放電（ESD）から大きな影響を受ける電圧レベルを管理するための重要な部品です。 ESDの発生には多くの原因があり、不注意に触っただけでも発生する場合があり、それによる電圧放電が基板を破壊することがあります。ESDの最も一般的な発生源の1つは入力で、ケーブルが接続されるときや、ボタンが押されるときに発生します。このような場合、過敏な部品に到達する電圧スパイクを最小限に抑える必要があります。記事を読む

ESDとは何か、ESDはどのようにPCB設計に影響するか? 2、3年南部に住んだ後、乾燥した西部に引っ越したところでした。私は、ここで育ちましたが、しょっちゅう静電気がバチッと起こるのを忘れていました。南部は湿度が高いので、空気の導電性が高くなります。一方、ここでは空気が乾燥し、絶縁されているので、静電気の衝撃は、ずっと大きくなります。子供の頃、靴下でカーペットの上を走り回り、お互いに静電気のショックを与えようとしたものです（結婚式では大いにひんしゅくを買い、注意されました）。ショックを受けるごとに、今でも驚きますが、被害はありません。電子機器の場合は、そうはいきません。人が感じないほどのわずかな電圧によって破壊される場合もあります。その結果、PCB設計での軽減や保護を計画することが重要になります。故意でなくても歩くだけで、ショックに十分な電圧差が簡単にできます。 ESDとは何か? 静電放電（ESD）が発生するのは、電荷の異なる2つの物体が、物体間の絶縁が破壊されるほど近づいた、または帯電したときです。家庭用製品の場合、この破壊は通常記事を読む

SpaceX Dragonの宇宙ステーションへの再利用カプセル打ち上げがPCB設計に及ぼす変革月を見上げて、宇宙の神秘に思いを巡らせたことはあるでしょうか?月をぼんやりと見つめていると、ときどき動いている星を目にすることがあります。国際宇宙ステーション（ISS）は地球から見えることがあり、人類が宇宙で達成した偉業を常に思い起こさせてくれます。SpaceXは最近、使用済みのカプセルを使用してISSに再度補給を行うという新たな挑戦を成し遂げました。SpaceXが宇宙船の再利用を発展させたことで、宇宙はさらに商業的に手の届くようになっていくでしょう。宇宙への打ち上げがより一般的になるにつれ、PCBの設計者は厳しい宇宙環境と、宇宙への打ち上げ過程に耐えられる基板の設計を迫られるようになるでしょう。宇宙では急速な温度変化や、激しい加速があるため、設計者は基板の機械的特性および材質の特性についてさらに検討を行う必要があります。 Dragonカプセルのドッキング: 第2部 SpaceXは2012年に、ISSとドッキングした初めての民間企業になりました記事を読む

組み込みソフトウェア開発のためのリスク管理成功したダウンヒルスキーヤー、F1レーサー、登山家に共通するものは何でしょう? そのスポーツについて、できるだけ多くのことを学び、最高の道具を使用していることです。このアプローチを取ることによって、単なるリスクを、明確な見返りのある計算されたリスクに変えるのです。しかし、組み込みソフトウェアの開発は危険なスポーツではない、と言われるかもしれません… 実際には、先進運転支援システム（ADAS）アプリケーションや自動運転アプリケーション用の埋め込みソフトウェア開発は、考えているよりリスクの大きい場合があります。少なくとも、ほぼ時速160 kmで山を滑り降りたり、またはむき出しの断崖の表面を登ったりする人たちのように、リスクを減らすのに必要な知識とツールを蓄積している場合を除いて。うまくいかないのは何か? ADASや自動運転技術は、組み込みソフトウェア、マイクロプロセッサ、プリント基板（PCB) を組み合わせた組み込みソリューションによって、アダプティブクルーズコントロール、車線逸脱警告記事を読む

PCBレイアウトソフトウェア比較に最も重要な機能掘り出し物を見つけようと思って、中古車販売店に行ったことがありますか? 整備工でもなければ、ほとんど不可能です。私の場合、値段を除いて、自分にはほとんど同じに見える2台の車から選ぶことになりました。安い方を選んで、近くの整備工場に持って行くと、ぽんこつを選んだことが分りました。PCB設計ソフトウェアを選ぶときにも、同じ気持ちになることがあります。無料のプログラムを使用して、または中級のプログラムを購入して、自分が必要とするものには、ほど遠いことが分ったときです。電子設計自動化（EDA）ツールを決める前に、基板の設計に必要な高度な機能をサポートするか、確認する必要があります。また、自分特有のニーズに合うようカスタマイズできる統合環境で、これらの全ての要素が利用できることも重要です。探すべき機能私は、値段だけで車を選びました。もう一方の車と見た目は同じなのに、数千ドル安かったのです。結局、値段相応だと分りましたが、このことは、ECADソフトウェアにも当てはまります。たぶん、PCBの設計に記事を読む

4～20mAの電流ループレシーバーを最小の部品数で設計する方法私は昔からGordon Ramsayのファンでした。彼は、ヘルズキッチンの不運な競技参加者が毎回生のホタテを提供するたびに、愉快な文句をつけて楽しませてくれます。しかし、本当に面白かったのは、彼がアジア料理を試みたときです。状況は一変し、彼は優れたアジア料理が、いつも作っているビーフウェリントンとは完全に異なるものであるということを、苦心の末に学んでいました。プロセス制御: 4 ～ 20mAが最適な用途。私は、プログラマブルロジックコントローラー（PLC）が主流である業界で、純粋なデジタル電子回路の設計に5年間を費やした後、アナログ設計に移行したとき、同様な経験をしました。私が「Ramsayのアジア料理への挑戦」を最初に体験したのは、PLC用の低コストのローカライズされたオプションとして、8ビットマイクロコントローラーを搭載した複数の4 ～ 20mA電流ループレシーバーを使用する最初のプロジェクトに従事したときです。アナログプロセス制御の専門家にとってはごく簡単なことなのでしょうが記事を読む

設計の複雑さが増すにつれて最高のプロフェッショナル向けPCB設計ソフトウェアが要求される理由子供のころの生活は単純だったなと思い返すことがありますか? 仕事もなく、ローンもなく、自分の子供と口論することもありませんでした。私の主な役割は表で駆け回り、遊んでいる間に泥だらけにならないようにすることでした。今の生活は確かにあの頃より良いものですが、同時にはるかに複雑になりました。それと同様に、PCB業界も成長し、より複雑なものとなりました大きくて単純な基板はもうありません。今では全ての回路が小さく、洗練されており、ときにはフレキシブルである必要があります。このような業界の動向から、設計者はレイアウトや回路図の作業だけでなく、何でも行える技術者であることが要求されています。このため、リジッドフレキシブル設計、ECAD/MCADコラボレーション、関係者との協力、電源供給ネットワーク解析（PDNA）などを行うため、最高のソフトウェアを常に利用可能にしておくことが重要です。リジッドフレキシブル設計子供の頃の私はずっと体が柔らかかったのですが、今では爪先に触れるのもやっとです記事を読む

Mike Brown: 貪欲であれ | 成長を続けよ | 関係を築け Warner: Mikeさん、昔を振り返って、いつかPCB設計者になる可能性を示すような兆候が子どもの頃からありましたか? Brown: エレクターセットが大好きでした。それに、バネ付きのカーテンレールから自動車のドアの取っ手まで、何でも修理するのも大好きでした。何でもどんなふうに動くのか知りたかったですね。4年生のときのタイトル付きの自分の写真があります。「大きくなったらなりたいもの」というタイトルで、後ろに製図台が写っています。それが、私のやりたかったこと、設計「スタッフ」になりたかったんです。 Warner: 私はよく、なろうと思ってPCB設計者になる人はいないと言っています。大抵の人は、「思いがけず」この仕事に就く傾向があります。Mikeさんの場合は、どのようにして設計者になったのですか? Brown: 高校生のとき、設計者になりたいと思いました。私は高校の技術科に通っていて、製図が得意でした。高校3年生のとき、体験学習のCO-OP（産学協同教育プログラム記事を読む

FIRST Robotics CompetitionはSTEM系の生徒をスーパースターに変えます Chris Jenningsは、FIRSTと長くかかわっており、FIRST Robotics Competition （FRC）に対して、周囲の人も熱くするほどの熱意を持っています。現在彼が指導しているチームMechanical Mayhem 1519には、FIRST Competitionに参加したことのある彼の7人の子供のうちの最年少の子（つまり末っ子）も所属しています。2004年初めに、Jenningsは、9～14歳の生徒たちがレゴを使って参戦するFIRST Lego League（FLL）のチームのコーチを務めました。そのシーズンの終わりに、生徒たちの多くが対象年齢を外れ、高校レベルのFRCに移りました。2005年、JenningsをコーチとしてMechanical Mayhem 1519が誕生し、それ以来負けなしです。 . Jenningは、電気技師として30年以上、ASICやアレイプロセッサー、その他基本的な設計を行ってきました。彼はまた、コンサルティング会社を成功させ記事を読む

車載アプリケーション用コンパイラの選択図1: 「未来の自動車」は、それほど先のことではない! 車載アプリケーション用のコンパイラ機能コンパイラ機能に求められることは、自動車業界の製品によって異なります。一部のコンパイラは、オープンソースのコンパイラがベースとなっています。一見すると、これらは有能で安価に見えます。しかし、「有能」と「安価」は、両立する場合がほとんどなく、ここでも同様です。安価ではあるが、大きな欠点がいくつかあり、実際の製品のコードを開発するときには,以下のような頭痛の種がたくさん出てくる可能性があります。コンパイラが、再販業者の管理下にない。バグが蔓延、増殖する可能性があるオープンソースのコンパイラは、しばしばハードウェアを意識していない。ハードウェアが提供するパフォーマンスや安全性を全て利用できない場合がある。一般に、カスタムコンパイラの生成するコードの方が優れている。より速くサイズが小さい。コード最適化を行わないコンパイラを検討している場合、結局は自分をごまかすことにもなりかねません記事を読む

PCB設計者Cherie Litson: BSEEの学位を持つCIDマスターインストラクター Warner: ご自身のこと、設計者としてのキャリアパスについてお聞かせください。 Litson: 1971年に（ネバダのテストサイトを手伝う）製図見習いとして働き始めました。それから、機械と電気の製図技師として下積みを重ねました。そのとき、複雑な手張りで電子部品を設計している設計者たちと出会いました。私は、その部品の芸術的なできばえにすっかり夢中になり、設計者たちが驚くべきレイアウトを作成する様子に見入りました。そして「いつか自分もやってみよう」とひそかに考えました。まもなく私は、電子工学の知識が必要であることに気付き、学校に戻って電気技師になりました。ところが、製造を考慮した設計について十分に理解していないことに気付きました。そこで、IPCに参加して製造の問題について学びました。この経験で私は生まれ変わり、よい基板設計に必要な機械、電気、製造の全ての要素を総合的に理解するに至りました。 2006年にはCID、2008年にはCID+を取得しました。2015年記事を読む

エレクトロニックルールチェックで回路図のミスを取り除く多くの設計者や企業は、PCBの適切なレイアウトを作成するのに大いに努力しており、最近では周辺の機械的条件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。回路図のエラーがワークフローを妨げないために、何かできるでしょう? エレクトロニックルールを使用して設計の問題を早期に見つけ修正プロフェッショナルPCB設計ソフトウェア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。自身の設計に固有のチェックを実行するようルールを設定することによって、ERCが問題を見つけ、設計の初期にそれらを修正できます。また、ERCチェックの設定と実行に、時間はほとんどかかりません…実際記事を読む