高速信号回路の「リーン設計技術」

リーン（lean）は、ファット（fat）の対義語で、余分な肉がついておらず、細身で健康な状態を指す形容詞です。

私たちの高速信号回路の設計は、まさにこのリーンな状態を目指しています。
例えば、この部品は本当に必要なのか、BGAからの引き出し配線をよりシンプルにできないか、或いは、もっと小型化・省電力化できないか等を常に考え、余分な肉を落としてゆきます。

私たち独自の高速信号回路の「リーン設計技術」は、従来の対処手法ではなく、本質的な商品の差別化、合理化につながる革新的なアプローチです。

独自の「リーン設計技術」

デジタルTVの創生期からの設計参画による技術蓄積を体系化し、独自の高速信号回路の「リーン設計技術」を確立。7つの最適化手法と、解析と計測による検証手法により、お客様の商品の差別化と、合理化を支援します。

7つの最適手法（1.層構成　2.ICのI/O特性　3.PKGルーティング　4.PCBルーティング　5.伝送路構成　6.メモリ構成　7.電源構成）　＋　検証手法（解析・SI　・PI　・SI＋PI　・基板特性、計測・BGAプローグ　・近傍磁界　・ケーブル特性）　→　商品の差別化・合理化（小型化、低層化、鄭ノイズ化、省エネ化）

独自の「リーン設計技術」　1.層構成　2.ICのI/O特性　3.PKGルーティング　4.PCBルーティング　5.伝送路構成　6.メモリ構成　7.電源構成

例えば、高速伝送路の設計では、波形の反射の影響を抑えるため、レギュレータと抵抗で整合させることが一般的です。しかしながら、この方法では、部品コストと消費電力のアップが避けられません。
「リーン設計技術」では、従来の設計手法とは大きく異なり、波形の整合ではなく、シンプルに配線を短く、かつ配線インピーダンスを下げることで反射の影響を抑えます。これによりレギュレータと抵抗を削除することができ、かつレイアウト面積も小さくすることが可能になります。
ただし、この設計手法を用いるためには、確実な検証が不可欠です。私たちは、高度なシミュレーション技術と計測技術による確実な検証を通じ、常識を覆す設計を常識にしてゆきます。

リファレンスパターンの最適化設計

一般的に、DDR等の高速信号回路の設計では、半導体メーカー指定のリファレンスを用いるため、商品の差別化や合理化が困難です。独自の高速信号回路の「リーン設計技術」は、従来の慣習や、定石にとらわれない斬新な着想で、リファレンスパターンの最適化を行います。

DDR

信号品質や要求仕様（面積、電力など）などを満たす設計解をトポロジー検討を用いて求め、反射やクロストーク、ビアやパスコンの配置も考慮したパターン設計を行います。その後、パターン検証によって、所望の波形となっているかや、同時スイッチングノイズやビア間クロストークなど、回路図には現れないリスクまで検証して、安定動作を実現します。

	1．Fly-by 配線			2．Tree配線
	終端	ダンピング	直結	ダンピング	終端（中点）	終端（分岐後）
配置
DIO配列	RQ-DQ-DQ	RQ-DQ-DQ	RQ-DQ-DQ	DQ-RQ-DQ	DQ-RQ-DQ	DQ-RQ-DQ
DDR3 エリア	小	小	最小	基準	大	最大
信号解析	○	×	×	△	○	○
特徴	○ 信号品質 ○ エリア △ 消費電力	○ エリア ○ 終端不要 × 信号品質	○ エリア ○ 終端不要 × 信号品質	○ エリア ○ 終端不要 △ 信号品質	○ 信号品質 △ 消費電力 △ エリア	○ 信号品質 △ 消費電力 × エリア
採用案	○ 面積優先		○ 面積優先周波数調整	◎ コスト優先

配線のインピーダンス整合、分岐方法、ダンピング抵抗、終端抵抗の有無や定数をパラメータとして解析を行い、信号品質や面積を総合的に判断して、設計解を導出します。

実際のパターンデータから配線、電源ベタ、GNDベタの相互影響をSパラメータとして抽出し、信号のクロストークノイズ、反射ノイズを統合して伝送信号を解析することで、所望の波形となっているか確認します。

SI解析の詳細については、こちらをご参照ください

差動信号（USB3.0、HDMI、LVDS等）

差動信号（USB3.0、HDMI、LVDS等）

複数の基板にまたがる差動信号の設計では、基板だけでなく、コネクタやハーネスを含めた伝送線路のシミュレーションが必要です。私たちは、システム全体を計算したSIシミュレーションにより、LSIの設計や筐体検討の段階から、システムマージンを満たすコネクタやハーネスを含めた商品全体の配線レイアウトを提案し、仕様に落とし込みます。

送信側LSI	ドライブ強度、エンファシス強度
送信側基板	配線長、箔幅、箔間、特性インピーダンス値
受信側LSI	イコライザ強度
受信側基板	配線長、箔幅、箔間、特性インピーダンス値
コネクタ、ハーネス	メーカ、長さ／材質

設計着手までの流れ

お客様からお伺いしましたご要望・課題に対しまして、こちらから「リーン設計」による改善提案をご提示させていただきます。

ご提案内容につきまして、ご不明な点や、更なるご要望等がございましたら、お互い納得のゆくまで、何度でも打ち合わせをさせていただき、アプローチを整合いたします。
その上で、正式にご依頼をいただき、設計に着手いたします。
また、徹底した情報セキュリティ管理により、情報漏えいの発生を防止しております。なお、お客様のご要望に応じまして、秘密保持契約（NDA）にも対応いたします。

まずは、お気軽にご相談ください。

プリント基板設計・製作

電子回路に精通したメンバーが、お客様の意図を汲み取り、課題解決のためのプリント基板を設計、製作します。

基板製造

パナソニック製基材を使用、国内工場で製造し、お客様のご要望に合わせて最適なラインをご提案します。

	Uライン	Sライン	Aライン	Bライン	Cライン
片面板	-	2日	4日	6日	8日
両面板	-	2日	4日	6日	8日
4層板	2日	3日	5日	8日	10日
6層板	2日	4日	6日	9日	11日
8層板	3日	5日	7日	10日	12日

最短2日で基板製造（片面板～6層板）
ライン／スペース0.1／0.1mmまで標準対応
1枚からご注文可能

※上記日数は土日、祝日は含まれません。

※特殊加工や材料は別途ご相談ください。（例：金メッキ、IVH、鉛フリーベラー、樹脂埋めVia）

部品実装

下表のような様々な形態の部品実装・改造に対応します。

実装形態
マウンタ実装
手載せ実装
手付け実装
部品交換（BGAリボール・リワーク含む）

国内工場で実装
0.5mmピッチBGA、0603チップまで標準対応
1台からご注文可能
最短2日で実装

豊富な実績

パナソニックの幅広い商品分野での設計実績があります。

家電、AV機器

4Kテレビ
デジタルカメラ
HD映像コム

住宅設備

HEMS関連機器
パワーコンディショナー
スマートメータ

車載機器

ADAS関連機器
ディスプレイオーディオ
車載電池関連機器

設計着手までの流れ

お客様からお伺いしましたご要望・課題に対しまして、こちらから「リーン設計」による改善提案をご提示させていただきます。

まずは、お気軽にご相談ください。

基板設計のご依頼先でお悩みではありませんか？

普通のFR-4は、何℃まで使えますか？

”普通の”が気になりますが、ごく一般のと言う意味でとらえさせて頂き、Panasonic材のR-1705の場合で回答致します。
R-1705の最高使用温度は、120～130℃です。
長時間、上記ギリギリ状態で使用すると茶褐色に変色します。(特に特性的に劣化しているわけではないようですが。。。)
温度以外の条件も関わってくる可能性がありますので、使用環境を考慮し、しっかり評価されることをお薦めします。

基板は、緑色に白色の文字しかできないのでしょうか？

基板が緑色なのは、基板表面に緑色のレジストインクを塗布しているからで、基板工場によっては、他の色のレジストインクを持っているところもあります。我々がお願いしている基板工場では、緑以外に青・白・黒のレジストインクを常備しており、赤・黄も別途費用にて対応可能です。
白色の文字は、シルクと呼ばれ、社名や基板名や部品番号を基板上に表示したい時に使っていますが、こちらも工場によっては他の色のシルクインクを持っているところもあります。我々がお願いしている基板工場では、白以外に黒や黄を常備しています。