先端技術

今日の小型電子製品は、コンパクトで独特な形状の筐体に収められています。多くはバッテリーで駆動する軽量で持ち運び可能な製品であり、信号電圧と消費電力の低減が求められます。また、こうした小型設計には、高速スイッチングが可能な最新のデバイス技術が採用されています。その速度は非常に速く、配線はもはや電流を流して電圧を生じさせる単純な銅の経路の集まりではなく、伝送線路の集合として扱う必要があります。そのため、配線作業そのものが、工学的な解析と設計を要する課題となっています。

こうした状況は、電子製品開発の設計・実装段階に多くの新たな課題をもたらしています。その解決を支援するさまざまな設計技術が登場しており、その多くをAltium Designerで利用できます。

ワイヤーボンディング

ワイヤーボンディングの主な目的は、半導体チップとそのパッケージの間、またはマルチチップモジュール内の異なるチップ間に、確実で低抵抗の電気的接続を確立することです。このプロセスでは、通常は金、アルミニウム、銅でできた細いワイヤーを用い、チップ上のボンディングパッドと、パッケージ基板または別のチップ上の対応するパッドを接合します。

ワイヤーボンディングは、基板とチップの間で電力や信号を伝送します。 これは、極細ワイヤーの微細溶接によって、チップの接触面（パッド）とチップキャリアまたは基板との電気的接続を確立する基本技術です。 一般に、最もコスト効率が高く柔軟な相互接続技術とされており、ほとんどの半導体パッケージの組み立てに使用されています。

Altium Designerは、ワイヤーボンディングを用いたチップオンボード（CoB）技術によるハイブリッド基板の設計に対応しています。

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3D基板上での直接レイアウトと配線

3D-MID技術は、電気回路と3次元の機構部品を組み合わせる技術です。この機能の融合により、幅広い応用分野で多様な可能性が広がります。

これまで、3D-MIDの設計者は、適切なECADツールがなかったため、一般にMCADソフトウェアの使用に制限されていました。この作業方法には多くの問題があり、特に、回路レイアウトの基盤となる電気的な情報がないことや、手作業で描いた2Dスケッチを3D表面に投影することの難しさが挙げられます。

新しい3D配線技術により、標準的な表面実装部品を3D形状上に配置し、 その形状の表面に沿って配線してレイアウトを完成させることができます。

完成した設計は、レーザーダイレクトストラクチャリング（LDS）製造プロセスで必要なファイル形式にエクスポートできます。

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プリンテッドエレクトロニクス

電子製品の設計・開発における注目すべき進化の一つが、製品の一部となるプラスチック成形品などの基材に、電子回路を直接印刷できる技術です。

プリンテッドエレクトロニクスは、新たな市場への電子技術の導入を可能にする重要な技術となるでしょう。この技術により、回路と製品を密接に一体化できます。身体に直接貼り付ける柔軟なセンサーから、液体を注いでいる間もロボットハンドが柔らかいプラスチック製のコップを保持できるようにする、複数のセンサーを備えた指先形状の成形品まで、プリンテッドエレクトロニクスは、さまざまな市場分野で革新的な新しいソリューションの開発を可能にします。 

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内蔵部品を用いた設計

電子製品のさらなる小型化と高集積化への需要が増え続けるとともに、機器内の信号が高周波化していることから、回路の製造・組み立て方法の改善に向けた研究が進められています。

高密度化と高周波信号への対応力の向上を両立する手法の一つが、回路構造の層内に部品を埋め込むことです。たとえば、集積回路の直下にディスクリート部品を埋め込むことで、信号経路の短縮、抵抗と寄生インダクタンスの低減によるノイズとEMIの抑制、回路のシグナルインテグリティの向上などが期待できます。こうした改善により、より高速な信号と広い帯域幅に対応した、小型で信頼性の高い製品を実現できます。さらに、製造プロセスや技術の継続的な進歩と組み合わせることで、製品の小型化や、製造コストおよび基板実装コストの削減にもつながります。

部品の内蔵化には、設計から製造、組み立て、完成品の試験と保守に至るまで、各工程で特有の要件への対応が求められます。

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タッチコントロールを用いた設計

タッチセンシング技術を用いた電子機器は、技術の最前線にあります。製品の成功におけるユーザーインターフェースの重要性が高まる中、すっきりとしたモダンな操作部は、今や不可欠と考えられています。

電子製品へのタッチセンサーの追加は、設計の初期段階から始まり、基板設計工程にまで及ぶプロセスです。Altium Designerのタッチセンサー対応機能を使用すると、タッチセンサーを設計ワークフローに簡単に組み込むことができます。

Altium Designerのタッチコントロール対応機能には、次のものが含まれます。

• 設計の初期段階からデバイスの操作部やパラメーターを設定できる、構成可能なタッチセンサーライブラリ。
• タッチセンサーに必要な複雑なランドパターンやフットプリントの自動生成。
• Native 3Dでの設計のモデル化と検証による、正しい位置合わせと適合性の確認。
• Atmel® QTouch®およびQMatrix®ライブラリ、Cypress® Capsense®ライブラリ、& Microchip® mTouch®ライブラリ

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