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ＢＴ基板塾 通巻３号
～基板と基板設計の基礎知識からプロの技まで。あなたにお届けします。～
発行者：ボードテクノロジー 菊地 健介
関連サイト：< http://WWW.boardtechnology.co.jp >
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新年あけましておめでとうございます。ボードテクノロジーの菊地です。
本年もどうぞよろしくお願いいたします。
さて、ＢＴ基板塾第３号をお届けいたします。
お正月を挟んでしまったので、すっかり忘れてしまったかもしれませんが
今週号は基板設計工程－新規設計の場合 の続きです。
それでは始めましょう。
■：目次
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メインコンテンツ ～基板設計の工程 その２
お知らせ ～テーマ募集中！
■：メインコンテンツ～基板設計の工程 その２
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さて、今週は基板設計の工程－新規設計－その２です。
前の号では新規設計の場合の、設計準備工程についてお話しましたので
この号ではその続き、基板設計工程について説明したいと思います。
その前に前号の復習を兼ねて、工程の一覧を下記に書きます。
もう一度、順番と全体の流を確認してください。
（お客様）と記載がある工程はお客様実施項目です。
（１） 設計資料・仕様書・部品図面確認
↓
（２） 部品登録・チェック
↓
（３） 回路情報定義
↓
（４） 基板外形・禁止領域・高さ制限領域等入力
↓
（５） 位置指定部品配置
↓
（６） その他部品配置
↓
（７） 配置検図（お客様）
↓
（８） 修正
↓
（９） 配線
↓
（１０）配線整形化・ＧＮＤベタ入力
↓
（１１）チェック
↓
（１２）シルク入力・チェック
↓
（１３）検図（お客様）
↓
（１４）修正
↓
（１５）設計承認（お客様）
↓
（１６）ガーバーデータ・基板製作用図面作成
↓
（１７）組立図・搭載機用データ作成
また、上記の工程は便宜的に以下の様に区分する場合もあります。
（１） ～ （３） ＝設計準備工程
（４） ～ （１１）＝基板設計工程
（１２）～ （１７）＝後工程
それでは、今週は（４）基板外形・禁止領域・高さ制限領域等入力
から説明いたします。
●（４） 基板外形・禁止領域・高さ制限領域等入力
前号までの設計準備工程が終了すると、基板のＣＡＤデーターができます。
ここからは、できたＣＡＤデータに対して入力・編集を行って行きます。
この工程では
１）基板の外形
２）部品配置禁止領域
３）配線禁止領域
４）高さ制限領域
を入力して行きます。
上記の作業をたとえて言うなら、「畑を耕して作物を作る時、
作物を植える（植えることのできる）範囲を決める」
と言う事になります。
最近の一般的な基板設計ＣＡＤでは、上記の４種類の制約は
それぞれ専用に入力する層を設定する事ができます。
また、その専用層に入力すれば、設計中に制約違反となった場合、
ＣＡＤが警告を出してくれます。
更に、後から制約違反となっている部分がないか、一括でチェックを
行う事ができます。
但し、高さ制限については準備工程で作成した部品に高さ情報が
入っていなければなりません。
最近の高さ制限等が複雑に入り組んだ基板では、人間の目でチェック
するのは限界があります。上記の様なＣＡＤのチェック機能を上手に
使いこなすことが、早く・正確な基板を設計する早道であり、
重要な事と思います。
その為、時間がかかって一見無駄な事の様ですが、上記１）～４）
のデーターはきちんと入れる事が大切になってきます。
また、ＤＸＦデーターを入力する事ができるＣＡＤもありますので、
機構担当者から基板外形や高さ制限領域のＤＸＦデーターを頂いて
それを基板のＣＡＤデーターに入力する場合もあります。
但し、上記で入力されたデーターは、単なる絵でしかありません。
基板ＣＡＤが認識する基板外形や高さ制限領域などにする為には
それらを元に更に入力作業が必要となります。
●（５）位置指定部品配置 と（６）その他部品配置
この工程では部品の配置を行って行きます。
部品配置の際の手順としては以下の様な手順で行います。
部品同士の間隔等の配置制約を設定
↓
位置指定部品
↓
大物部品（ＩＣ・コネクタなど）
↓
その他の部品配置
↓
位置指定部品に寸法線を入れる
等長配線や差動配線がある場合、部品配置の段階でそれら配線の
スペースを考慮して配置を行います。
またＥＭＣ対策や信号品質（Ｓｉｇｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を
考慮した基板では、それらの部品・ピン・配線を考慮して配置を行い
ます。
その為、上記の様な配線指定のある基板では部品間隔が大きく取って
あります。
基板は部品配置の善し悪しで、基板の出来が決まると言っても過言では
ありません。ここは、基板設計の工程で最も重要な工程です。
指定の基板サイズ内に入る／入らない等の検討もここで行います。
●（７）配置検図（お客様）と（８）修正
配置終了後にお客様に検図して頂きます。
この段階ではスペースが空いている様に見える場合でも、上記の様に
等長などの配線スペースの為に空いている場合もありますのでご注意
ください。疑問に思った時は聞いてくださいね。
検図お願いすると、さらっとしか見ないお客様もいらっしゃいますが、
この時点での部品位置の修正と、配線後の部品位置修正と比較した場合、
この時点での移動の方が圧倒的に短時間で意図したとおりになります。
部品が並んだだけでは、基板になった時の状態をイメージし難いかと
思いますが、この時点でしっかりと確認して下さい。
●（９）配線
配置の済んだ部品間を配線して行く工程です。
配線の際の手順としては一般的に以下の様な手順で行います。
配線幅／間隔、使用可能なビア等の制約（デザインルール）を設定
↓
始めに配線が必要な信号を配線
↓
バスラインなどの束になっている信号を配線
↓
その他の配線
「始めに配線が必要な信号を配線」という表現はすっきりしない
表現ですが、それは最新のＥＭＣや信号品質
（Ｓｉｇｎａｌｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を考慮した基板設計では
昔の様に、「クロックライン真っ先に、最短で」という単純な物では
ないからです。
これについて書いていると長くなってしまうので、別の機会に
詳しく書きたいと思います。
配線幅／間隔、使用可能なビア等の制約（デザインルール）を
しっかり設定する事も、近年の高速動作回路の高密度基板では
重要です。ここで設定しておくと配線中に制約違反となった場合
警告が出て配線する事ができません。
近年の基板は高密度であるにも関わらず制約は大幅に増えていますので、
配線後に制約違反を見つける事も大変だし、それを直すのはもっと
大変です。配線中に、いかに制約を守るように設計するかが重要に
なって来ます。
またシステムデザイナー／ボードデザイナー連携運用を行っている
お客様は、回路図中に基板のデザインルールを設定しその情報を
基板に渡す事が可能です。
ネット情報（接続情報）を付加できる一般的な基板設計ＣＡＤでは、
接続するべき部品の端子間に「くもの糸」の様な表示があります。
それらは「ラッツ」または「ラッツネット」などと呼ばれています。
これにより、どの端子に接続すれば良いか、視覚的にわかる様に
なっています。
また接続情報を持っているので、誤った端子に接続しようとしても
エラーとなって接続できません。
だいぶ長くなってしまったので、ここまでにしたいと思います。
（１０）配線整形化・ＧＮＤベタ入力以後は次回説明いたします。
＜＜第３号でのポイント＞＞
「基板の善し悪しは部品の配置で決まってしまう」と言っても過言で
はありません。部品配置はとても重要です。
でも、配置検図をお願いするとさっとしか見ないお客様もいらっしゃ
います。この時点で修正する方が、圧倒的に短時間で意図したとおりに
なりますので、ぜひしっかり見てください。
また不明点等あったら聞いてくださいね。必要であればお伺いして説明
しますので。
ここの時点でしっかり基礎を固めて置く事が、良い基板を作る第一歩です。
■：お知らせ
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私達（ボードテクノロジー）は、次のことをお約束します。
回路設計の皆様の基板に関わる時間まで含めた、基板設計開始から基板製作
までのトータルの効率と品質を大切にいたします。
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発行人：菊地 健介
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有限会社 ボードテクノロジー
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