プリント基板総合メーカー｜RITAエレクトロニクス株式会社 > 事例紹介
市販のSiC-MOSFET搭載ボードを題材として、ドレインソース間電圧・電流波形の実測とシミュレーションを比較した。電磁界解析によりプリント基板の寄生成分を抽出することで、スイッチング時のサージ電圧やリンギングを基板設計時に予測することができます。
LPDDR4検証用の実機ボードを独自に開発しました。安定動作のためには、高密度に対応したクロストーク低減、電源品質の確保が必須です。このためのパターン設計・シミュレーションの妥当性および波形測定手法について実機にて検証しています。
CoaXPress 2.0検証用の実機ボードを独自に開発しました。安定動作のためには、リターンロス（S11）規格合致とチャネル間クロストークの低減が必要であり、このためのパターン設計・シミュレーション手法の妥当性を実機にて確認しました。
FPGAのロジック設計を基板が完成後に行ったことで、問題が後から顕在化し、基板を改版しなければならないことがあります。この手戻りを減らすため、ロジック設計と回路設計が協調設計を行うことで電源をはじめとして各設計、各動作を最適化できます。さらにPI解析、SI解析を必要に応じて実施することで、さらに品質を高めることが可能です。
量産性を考慮せずに設計してしまったことにより、プリント基板設計の改版を行う事があります。この手戻りを減らすため、当社グループではプリント基板設計、基板製造、部品実装をグループ内で連携し対応しています。基板設計～部品実装をご一括でご指示いただくことで、量産製造（部品実装）を見据えた基板設計を行います。
安価な製造原価実現のためグローバル調達を推進していくと、必ず海外からの調達や海外で製造拠点を構える必要性が出てきます。ただ、十分な管理能力がないまま自社で直接海外からの調達を進めると、様々な問題に直面することがあります。
プリント基板の電磁界特性を電磁界シミュレーターを用いて取得し、外部端子やGNDにESDインパルスノイズを模した電圧を印加することで、デバイスの電源-GND端子間の電位差を評価する事ができる。特にプリント基板のパターン設計段階でシミュレーションを実施する事で、試作回数の削減および開発期間の短縮につなげる事ができる。
経験のないFPGA使用への不安、また開発リソース不足から外部委託の需要が増えています。16Gbpsシリアル伝送ボードの開発には、従来デバイスでは対応出来ず最新デバイスを使う必要があり、設計実績のある先へ委託することでリソースを他に回すことができました。結果として、ボード評価に注力できるようになりました。
高品質の中核部品を基幹部品を自社で開発・製造していると、高コストになる傾向にあります。
これらの課題に対し、当社グループでは、単純な製造受託サービスだけでなく量産性を追求した設計・開発、量産時の在庫や物流等、管理の合理化、EOL（構成部品のメーカーによる生産中止）対応により、品質の良い商品をリーズナブルな価格で提供することができます。
部品や半田付け不具合により正常に動作しなくなった基板について、BGA/CSPパッケージにおいては半田接合部が部品で隠れており簡単にリペアが出来ず基板を廃棄、または実装された基板をリフローに流して半田を溶融させながら部品を取り外すため、不具合部品以外に耐熱の問題が出る可能性がありました。リワーク装置の導入により品質を損なうことなくBGAリワークが可能になりました。
信号速度の高速化に伴い、プリント基板の配線パターンに高周波の電流が流れると不要輻射となることがあります。高密度・高多層のプリント基板になってくるとリターン経路を人手により確認しなが設計するのは、かなり困難となります。弊社ではEMI抑制設計支援ツール（NEC製DEMITASNX）を活用し、最適パターン設計を行います。
電子機器の高速化と大電流化によりLSIから発生した電源ノイズが不要輻射の原因になることがあります。「層構成を変更しGNDを強化する方法」または「電源層をパターン化しノイズ拡散を抑制する方法」により、144MHzと388MHzにおいて、それぞれ15dBμV程度ノイズを低減することが出来ました。
環境配慮として鉛フリー実装による高温実装が進む中、プリント配線基板の反りが問題視されてきています。使用する材料の変更により、基板反り量が規格内に収まっている事が確認できました。反り全体の偏差も小さくなっており、今回のプリント配線板の実装後の反り抑制として、材料変更が有効的であったと言えます。
電子材料であるプリント配線板の多用化が進む中、各基材メーカーより、コンシューマー分野からインフラ関連、電子デバイス、車載機器用の顧客要望を満たす様々な材料種が新しくラインナップされてきています。それらの新規特殊材を常用、試作評価用途の少量生産・短納期対応、特殊材を製造する技術力を有し、取り組んでいるプリント配線板基板製造メーカーは多くはありません。
経済のグローバル化や技術革新が進む現代において、電気業界のモノ作りの現場に対しては、”高機能””高品質”という要求に加え、”短納期生産”という新たな付加価値が求められるようになってきています。市場ニーズが多様化する現代において、短いサイクルで製品を供給できないと、機会損失やデッド在庫の発生という問題が起ってしまいます。
高速差動信号伝送の波形実測での注意点について、アイパターンと通常波形に分けて説明し、波形品質劣化の要因切り分けの方法を紹介しています。
プリント基板上に生じ差動信号配線の阻害要因であるリファレンスプレーンに生じたスリット跨ぎやスルーホールを通過場合の信号品質への悪影響を低減する為の工夫や手段を紹介しています。
差動伝送のペア配線は、トータル配線長を揃えようと短い配線側で余長処理を行います。
しかし同じ長さでも、結合配線までの配線や結合配線内といった個別箇所単位でスキューが生じているケースがほとんどです。
そのような場合、伝送特性にどのような影響が生じるかを実験結果からまとめました。
同一配線層に結合度の違う3種類の差動配線を準備し、伝送損失の測定をしました。
結合度に差異がある事から、配線幅に違いが生じてます。
伝送損失の低減を望む場合、配線幅の太い（結合が希薄）配線が最善のように考えられていますが・・・
SDI（シリアル・デジタル・インタフェース）が搭載されるプリント配線板を開発する際には、リターンロス規格への合致が課題となります。
このために、スペックアウトした現品を対象とした、実測とシミュレーションによる具体的なプリント配線板の改版指針の決定方法の事例を紹介します。
A社が製造している製品ではノイズ抑制が課題であり、弊社に相談を受けました。 弊社では、解析・チェックツールによる原因と特定と、弊社ノウハウによる設計変更により、放射ノイズを約10dBμV/m低減することが出来ました。
