信号波形シミュレーションを利用すれば、基板を作成する前に波形検証できます。
設計初期段階で改善が可能です。
回路と配線を最適化でき、手戻りを減らすことが出来ます。
設計初期段階で改善が可能です。
回路と配線を最適化でき、手戻りを減らすことが出来ます。
関連情報
■フレキシブル基板のことなら、すべてお任せください
お客様から大まかなご要求仕様を頂ければ、そこからでも詳細な
ヒアリングを通じての事前検討や最適な基板構成・スペックのご提案・ご提示を
行うことが可能です。フレキシブル基板の設計に慣れていない方でも安心して
お任せ頂けます。
■お客様仕様を満足する最適な基板を選定し、ご提供
アート電子はプリント基板の設計・実装メーカーという長所を最大限に活かし、
お客様のご要求仕様を満足するフレキシブル基板を、数あるメーカーの中から、
客観的な視点からお客様の立場に立ったうえで最適なフレキシブル基板を選定し
ご提供することが可能です。
■設計～実装までの一貫対応で最短納期を実現
フレキシブル基板を含む電子回路基板における納期をできるだけ短くするためには、生板の
製造や実装など、それぞれの工程においてのスピードが求められるのはもちろんですが、
これに加えて、基板の仕様決定からパターン設計～実装までの各工程がシームレスに繋がる
ことによってはじめて実現することができます。
お客様から大まかなご要求仕様を頂ければ、そこからでも詳細な
ヒアリングを通じての事前検討や最適な基板構成・スペックのご提案・ご提示を
行うことが可能です。フレキシブル基板の設計に慣れていない方でも安心して
お任せ頂けます。
■お客様仕様を満足する最適な基板を選定し、ご提供
アート電子はプリント基板の設計・実装メーカーという長所を最大限に活かし、
お客様のご要求仕様を満足するフレキシブル基板を、数あるメーカーの中から、
客観的な視点からお客様の立場に立ったうえで最適なフレキシブル基板を選定し
ご提供することが可能です。
■設計～実装までの一貫対応で最短納期を実現
フレキシブル基板を含む電子回路基板における納期をできるだけ短くするためには、生板の
製造や実装など、それぞれの工程においてのスピードが求められるのはもちろんですが、
これに加えて、基板の仕様決定からパターン設計～実装までの各工程がシームレスに繋がる
ことによってはじめて実現することができます。
パスコンというと大体このように回路図の電源ピンに付いていますが、
書き方が異なっていることがあります。
◆ICに直接取り付いているもの
◆電源、GNDピンだけ取り出して、別で書いてあるもの
◆大きなIC等で電源、GNDピンがたくさんあるものは、電源,GNDブロックだけまとめて記載し、必要なパスコンもまとめて書いてあるもの
書き方が異なっていることがあります。
◆ICに直接取り付いているもの
◆電源、GNDピンだけ取り出して、別で書いてあるもの
◆大きなIC等で電源、GNDピンがたくさんあるものは、電源,GNDブロックだけまとめて記載し、必要なパスコンもまとめて書いてあるもの
解析後の対策方法としてはプレーン形状の変更、デカップリングコンデンサ、RCスナバ回路の追加等を行って、
共振レベルを抑える対策し共振周波数を高い周波数帯へずらしEMIを抑制します。
共振レベルを抑える対策し共振周波数を高い周波数帯へずらしEMIを抑制します。
【実装スペック】
■実装可能部品
0603、0402、BGA（0.4mm）、
QFP 手実装・手はんだも対応
■実装可能サイズ（シート外形）
Min.：50×50mm
Max.：510×460mm
対応ロット：1～数百台
【設備概要】
実装機（高速マウンターほか）
リフロー・フロー槽
（Pbフリー/共晶ハンダ）
BGAリワーク装置
ハンダ印刷機
デシケーター・ベーキング用恒温槽
詳細は https://www.art-denshi.co.jp/equipment/
【検査設備】
X線検査装置・光学系検査装置
3D検査装置
ファンクションテスター
詳細は https://www.art-denshi.co.jp/equipment/#sec2
■実装可能部品
0603、0402、BGA（0.4mm）、
QFP 手実装・手はんだも対応
■実装可能サイズ（シート外形）
Min.：50×50mm
Max.：510×460mm
対応ロット：1～数百台
【設備概要】
実装機（高速マウンターほか）
リフロー・フロー槽
（Pbフリー/共晶ハンダ）
BGAリワーク装置
ハンダ印刷機
デシケーター・ベーキング用恒温槽
詳細は https://www.art-denshi.co.jp/equipment/
【検査設備】
X線検査装置・光学系検査装置
3D検査装置
ファンクションテスター
詳細は https://www.art-denshi.co.jp/equipment/#sec2
【目次】
I ノイズについて
1.ノイズとは
2.ノイズの分類
II ノイズ対策の方法
1.部品によるノイズ対策
2.プリント基板によるノイズ対策
III プリント基板の設計段階から行うノイズ対策
1.ノイズ対策を行なう上で押さえておくべきポイント
2.ノイズ対策を行なう際のシミュレーション解析の必要性
IV プリント基板設計における勘所
1.ノイズ対策を考慮したプリント基板設計のポイント
2.実装を考慮したプリント基板設計のポイント
3.品質を向上させるプリント基板設計のポイント
4.発熱を考慮したパターン設計のポイント
5.電流・熱を考慮したパターン設計のポイント
V 技術資料
VI アート電子のご紹介
I ノイズについて
1.ノイズとは
2.ノイズの分類
II ノイズ対策の方法
1.部品によるノイズ対策
2.プリント基板によるノイズ対策
III プリント基板の設計段階から行うノイズ対策
1.ノイズ対策を行なう上で押さえておくべきポイント
2.ノイズ対策を行なう際のシミュレーション解析の必要性
IV プリント基板設計における勘所
1.ノイズ対策を考慮したプリント基板設計のポイント
2.実装を考慮したプリント基板設計のポイント
3.品質を向上させるプリント基板設計のポイント
4.発熱を考慮したパターン設計のポイント
5.電流・熱を考慮したパターン設計のポイント
V 技術資料
VI アート電子のご紹介
■ハーネス加工
１．オーダーメイドのケーブルを設計･製造線材、コンタクト、ハウジングの選定
ハーフストリップ加工具体例 リッツ線・キャプタイヤケーブルへの加工
シリコン電線へのストリップ加工 プラグ･ジャックのインサート成形品
実装基板とのインサート成型品（防水･防塵）
２．市販ケーブルの調達
■筐体設計・製作
１．基板ケースの設計・製作 筐体の材質選定（金属・樹脂）
基板に合わせた図面作成･提案 既存筐体（金属･樹脂）への追加工
２．放熱設計・製作基板･筐体含めたユニットでの放熱設計
放熱効率の高い部品選定と配置 ヒートシンク、FANの選定･調達･設置
■電気検査
マルチメータ オシロスコープ ファンクションジェネレータ LCRメーター
詳細は https://www.art-denshi.co.jp/equipment/#sec2
１．オーダーメイドのケーブルを設計･製造線材、コンタクト、ハウジングの選定
ハーフストリップ加工具体例 リッツ線・キャプタイヤケーブルへの加工
シリコン電線へのストリップ加工 プラグ･ジャックのインサート成形品
実装基板とのインサート成型品（防水･防塵）
２．市販ケーブルの調達
■筐体設計・製作
１．基板ケースの設計・製作 筐体の材質選定（金属・樹脂）
基板に合わせた図面作成･提案 既存筐体（金属･樹脂）への追加工
２．放熱設計・製作基板･筐体含めたユニットでの放熱設計
放熱効率の高い部品選定と配置 ヒートシンク、FANの選定･調達･設置
■電気検査
マルチメータ オシロスコープ ファンクションジェネレータ LCRメーター
詳細は https://www.art-denshi.co.jp/equipment/#sec2
CAD
CADVANCE αDesign
CR-5000BD
CR-8000DF
シミュレーション
Hyper Lynx
(BOARD SIM/LIN SIM)
DEMITAS NX
回路図ソフト
CADVANCE α Schema
CR-5000SD
OrCAD
CADVANCE αDesign
CR-5000BD
CR-8000DF
シミュレーション
Hyper Lynx
(BOARD SIM/LIN SIM)
DEMITAS NX
回路図ソフト
CADVANCE α Schema
CR-5000SD
OrCAD
こんな事でお困りなら、アート電子の電子回路設計をご活用ください。
1.回路設計の手が足りない・・・時間の短縮をしたい。
■ブロック図だけ渡すので、あとは全て任せたい。
■時間が無く手間も省きたい。
■回路設計から部品手配・実装まですべてやって欲しい。
■ノイズがシビアな回路なので、対策を一緒に考えて欲しい。
■電源などアナログ回路の設計が苦手･･･
■ベテラン設計者の知見を借りたい。
2.開発段階から技術的な提案をして欲しい
アート電子は、コスト面、構造、部品選定など開発の初期段階からの
技術提案が可能です。
＜ご提案の一例＞
ブロック図からの最適な部品選定
既存回路の検証
仕様書の作成
3.すべてお任せください。
アート電子は、電子回路設計をはじめ、開発、設計から試作、生産まで
をお客様の要望に合わせ、トータルでサポート致します。
部品選定･調達から筐体･機能提案まで、すべてお任せください。
1.回路設計の手が足りない・・・時間の短縮をしたい。
■ブロック図だけ渡すので、あとは全て任せたい。
■時間が無く手間も省きたい。
■回路設計から部品手配・実装まですべてやって欲しい。
■ノイズがシビアな回路なので、対策を一緒に考えて欲しい。
■電源などアナログ回路の設計が苦手･･･
■ベテラン設計者の知見を借りたい。
2.開発段階から技術的な提案をして欲しい
アート電子は、コスト面、構造、部品選定など開発の初期段階からの
技術提案が可能です。
＜ご提案の一例＞
ブロック図からの最適な部品選定
既存回路の検証
仕様書の作成
3.すべてお任せください。
アート電子は、電子回路設計をはじめ、開発、設計から試作、生産まで
をお客様の要望に合わせ、トータルでサポート致します。
部品選定･調達から筐体･機能提案まで、すべてお任せください。
■リワーク対応範囲
チップ
0402サイズから対応
IC
BGA、LGA、QFP、QFN
放熱パッド有りにも対応
リボール
その他修理
パターンカット
ジャンパー配線
■リワーク装置
リワーク装置（デンオン製）
0402に対応可能な専用リペア機
リボール機
X線検査装置
マイクロスコープ
詳細はこちら http://www.art-denshi.co.jp/equipment/index.php#sec4
■対応台数
1台～数量の多いものまで対応可。
詳しくはお問合せください。
チップ
0402サイズから対応
IC
BGA、LGA、QFP、QFN
放熱パッド有りにも対応
リボール
その他修理
パターンカット
ジャンパー配線
■リワーク装置
リワーク装置（デンオン製）
0402に対応可能な専用リペア機
リボール機
X線検査装置
マイクロスコープ
詳細はこちら http://www.art-denshi.co.jp/equipment/index.php#sec4
■対応台数
1台～数量の多いものまで対応可。
詳しくはお問合せください。
【対応層】 数片面・両面・4層・6層
【外層銅箔厚】70μ,105μ,140μ,175μ,200μ,210μ,300μ,400μ,500μ 最大2,000μ
【内層銅箔厚】70μ,105μ,140μ,175μ,200μ,210μ,300μ,400μ,500μ 最大2,000μ
【板厚】 1.6～5.0mm（層構成による）
【電流値】 最大500【A】
【外層銅箔厚】最大500【μm】
【厚銅基板 実例の一例】銅箔厚200μm ＋ 銅インレイ基板（4層）
銅箔厚500μm ＋ アルミベース基板（片面）
銅箔厚105μm ＋ 銅ベース基板（片面）
外層銅箔厚300μm・内層銅箔厚70μm 4層基板
【外層銅箔厚】70μ,105μ,140μ,175μ,200μ,210μ,300μ,400μ,500μ 最大2,000μ
【内層銅箔厚】70μ,105μ,140μ,175μ,200μ,210μ,300μ,400μ,500μ 最大2,000μ
【板厚】 1.6～5.0mm（層構成による）
【電流値】 最大500【A】
【外層銅箔厚】最大500【μm】
【厚銅基板 実例の一例】銅箔厚200μm ＋ 銅インレイ基板（4層）
銅箔厚500μm ＋ アルミベース基板（片面）
銅箔厚105μm ＋ 銅ベース基板（片面）
外層銅箔厚300μm・内層銅箔厚70μm 4層基板
■開発（ハード・ソフト設計）
アナログからデジタル回路設計
パターン設計
FPGA設計
回路図ソフト
OR-CAD、CR-5000SD、
CADVANCEα-Schema
■プリント製造（実装・組立）
基板実装
リジット基板からフレキ基板まで
0603、0402、BGA（0.4mm）、
QFP 手実装・手はんだも対応
コーティング・ポッティング
ハーネス加工
筐体設計・製作
■検査
X線検査装置・光学系検査装置
D検査装置
ファンクションテスター
オシロスコープ
詳細はこちら http://www.art-denshi.co.jp/equipment/#sec2
アナログからデジタル回路設計
パターン設計
FPGA設計
回路図ソフト
OR-CAD、CR-5000SD、
CADVANCEα-Schema
■プリント製造（実装・組立）
基板実装
リジット基板からフレキ基板まで
0603、0402、BGA（0.4mm）、
QFP 手実装・手はんだも対応
コーティング・ポッティング
ハーネス加工
筐体設計・製作
■検査
X線検査装置・光学系検査装置
D検査装置
ファンクションテスター
オシロスコープ
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【実装スペック】
■実装可能部品
0603、0402、BGA（0.4mm）、
QFP 手実装・手はんだも対応
■実装可能サイズ（シート外形）
Min.：50×50mm
Max.：510×460mm
対応ロット：1～数百台
【設備概要】
実装機（高速マウンターほか）
リフロー・フロー槽
（Pbフリー/共晶ハンダ）
BGAリワーク装置
ハンダ印刷機
デシケーター・ベーキング用恒温槽
詳細は https://www.art-denshi.co.jp/equipment/
【検査設備】
X線検査装置・光学系検査装置
3D検査装置
ファンクションテスター
詳細は https://www.art-denshi.co.jp/equipment/#sec2
■実装可能部品
0603、0402、BGA（0.4mm）、
QFP 手実装・手はんだも対応
■実装可能サイズ（シート外形）
Min.：50×50mm
Max.：510×460mm
対応ロット：1～数百台
【設備概要】
実装機（高速マウンターほか）
リフロー・フロー槽
（Pbフリー/共晶ハンダ）
BGAリワーク装置
ハンダ印刷機
デシケーター・ベーキング用恒温槽
詳細は https://www.art-denshi.co.jp/equipment/
【検査設備】
X線検査装置・光学系検査装置
3D検査装置
ファンクションテスター
詳細は https://www.art-denshi.co.jp/equipment/#sec2
使用ソフト：DEMITASNX
１５項目のチェック
・配線長チェック
・ビア数チェック
・GV プレーンまたぎチェック
・リターンパス不連続チェック
・基板端チェック
・放射電界チェック
・SGパターン有無チェック
・SGパターンビア間隔チェック
・プレーン外周チェック
・フィルタチェック
・デカップリングキャパシタチェック
・差動信号チェック
・クロストークチェック
・デジアナ干渉チェック
・LSIグランド分離チェック
１５項目のチェック
・配線長チェック
・ビア数チェック
・GV プレーンまたぎチェック
・リターンパス不連続チェック
・基板端チェック
・放射電界チェック
・SGパターン有無チェック
・SGパターンビア間隔チェック
・プレーン外周チェック
・フィルタチェック
・デカップリングキャパシタチェック
・差動信号チェック
・クロストークチェック
・デジアナ干渉チェック
・LSIグランド分離チェック
使用ソフト：ORCAD,SD(System Designer）
作成データ
・回路図データ
・PDF回路図
・ネットリスト
作成データ
・回路図データ
・PDF回路図
・ネットリスト
【QFPの場合】
QFPにおいては、パスコンは電源ピンのすぐそば、部品面に設置するのが最適です。これは、「パスコンが裏面にある＝電源ピンからビアを通りパスコンに繋がる」ということであり、ビアのインピーダンスが入り込むことでノイズ除去効果が下がってしまうためです。
【BGAの場合】
BGAにおいては、パスコンを表面におくと、内側のボール端子からデバイスの外側まで配線を引き出す必要があり、配線が長くなります。引き出し線が長くなると、ノイズ除去効果が大きく低下するため、ビアのインピーダンスが入り込んでしまうことを考慮しても、すぐ裏面に配置する方がいいという考え方です。
QFPにおいては、パスコンは電源ピンのすぐそば、部品面に設置するのが最適です。これは、「パスコンが裏面にある＝電源ピンからビアを通りパスコンに繋がる」ということであり、ビアのインピーダンスが入り込むことでノイズ除去効果が下がってしまうためです。
【BGAの場合】
BGAにおいては、パスコンを表面におくと、内側のボール端子からデバイスの外側まで配線を引き出す必要があり、配線が長くなります。引き出し線が長くなると、ノイズ除去効果が大きく低下するため、ビアのインピーダンスが入り込んでしまうことを考慮しても、すぐ裏面に配置する方がいいという考え方です。
今回は、この並列終端に関するお話。
では、並列終端はどこに配置するのがベストでしょうか。
それは、「最終受信端の後」です。
受信端のすぐ横がベストですが、基板設計によっては近接して設置できないこともあります。
その場合、少し離した位置に設置することになります。
では、少し離した位置に終端抵抗を設置した場合、どのように波形の変化が表れるのでしょうか。
今回は受信端から5mm前と5mm後に終端抵抗を設置した場合の波形の変化を見てみます。
並列終端の最適な設置箇所について、ご理解頂けましたでしょうか。
では、並列終端はどこに配置するのがベストでしょうか。
それは、「最終受信端の後」です。
受信端のすぐ横がベストですが、基板設計によっては近接して設置できないこともあります。
その場合、少し離した位置に設置することになります。
では、少し離した位置に終端抵抗を設置した場合、どのように波形の変化が表れるのでしょうか。
今回は受信端から5mm前と5mm後に終端抵抗を設置した場合の波形の変化を見てみます。
並列終端の最適な設置箇所について、ご理解頂けましたでしょうか。
ここまではどなたでもご理解頂けるかと思いますし、必要な電流値に対して銅箔厚と幅が不足して発生するトラブルはごく稀です。
問題は、外層⇔内層で電流を流す層を切り替えるときに発生しがちです。
100Aの電流を外層から内層などに層を切り替える為には、上記のようにビアを打つ必要がありますが、直径0.5mmのビアの場合に流せる電流は0.5A程度なので、単純計算で200個必要になります。
このビアの切り替えし部分でビアの数が不足すると、電流許容量が減るので、その分、異常発熱の原因となり、最悪の場合、基板が焦げたりする原因となります。
また、今回の題材のように外層と内層の銅箔厚が異なる場合に、ビアを打つことに加えて注意しなければいけないことがあります。
それは、内層から外層へ電流を切り替える際の銅箔厚の違いで発生してしまうことがあります。
問題は、外層⇔内層で電流を流す層を切り替えるときに発生しがちです。
100Aの電流を外層から内層などに層を切り替える為には、上記のようにビアを打つ必要がありますが、直径0.5mmのビアの場合に流せる電流は0.5A程度なので、単純計算で200個必要になります。
このビアの切り替えし部分でビアの数が不足すると、電流許容量が減るので、その分、異常発熱の原因となり、最悪の場合、基板が焦げたりする原因となります。
また、今回の題材のように外層と内層の銅箔厚が異なる場合に、ビアを打つことに加えて注意しなければいけないことがあります。
それは、内層から外層へ電流を切り替える際の銅箔厚の違いで発生してしまうことがあります。
一筆書き配線は配線もしやすくプリント基板配線でよく使用されている配線方法です。しかし、上記のようなCAD図上では簡単に描くことができますが、実際の配線時にはデバイスのピンの所をうまく通過するように配線するのは、なかなか難しいのではないかと思います。
それでは、信号品質や反射などの影響をどうやって抑えるのか？ については、下記のYoutube動画で詳しく解説をしていますのでぜひご覧になってください。
見ている時間がない方のために簡単に要約しますと、
・１つ目のレシーバと２つ目のレシーバの間の配線を長くすると、オーバーシュート・リンギングが悪化。
・この配線を短くすると、レシーバ２つともオーバーシュート・リンギングが改善。
・さらにダンピング抵抗を調整することで綺麗な波形となる。
それでは、信号品質や反射などの影響をどうやって抑えるのか？ については、下記のYoutube動画で詳しく解説をしていますのでぜひご覧になってください。
見ている時間がない方のために簡単に要約しますと、
・１つ目のレシーバと２つ目のレシーバの間の配線を長くすると、オーバーシュート・リンギングが悪化。
・この配線を短くすると、レシーバ２つともオーバーシュート・リンギングが改善。
・さらにダンピング抵抗を調整することで綺麗な波形となる。
2同じ電源ピンに容量の異なるパスコンを取り付ける場合は、電源ピン側から小さい順に配置する。
パスコンは一つだけではなく複数個設置することもあります。この場合は、たとえば、電源ピン ← 0.01uF ← 0.1uF ← １uFといった具合に電源ピン側から容量の小さい順に並べるようにします。なお、10μFや電解コンデンサなど大きな容量のものについては、少し離れた個所に設置しても良いとされています。
3電源ピンまでの経路は、大元の電源 内層の電源プレーン からコンデンサを通過して接続する
ここも重要なポイントになりますが、図示すると、電源ピン ← 0.01uF ← 0.1uF ← １uF ← 大本の電源 という具合になります。なおこちらも前述の2と同様、少し大きな容量の10μFや電解コンデンサなどは、電源ピンから少し離れた個所でも良いとされています。
4GND側も電源ピンの配線と同様にする
以上お伝えした4つのポイントは基本ですので、皆様も様々な専門書やインターネットで目にしたことがあると思いますが、一方で、パスコンの間違った使い方に起因するトラブルは身近で発生しているのではないでしょうか。
パスコンは一つだけではなく複数個設置することもあります。この場合は、たとえば、電源ピン ← 0.01uF ← 0.1uF ← １uFといった具合に電源ピン側から容量の小さい順に並べるようにします。なお、10μFや電解コンデンサなど大きな容量のものについては、少し離れた個所に設置しても良いとされています。
3電源ピンまでの経路は、大元の電源 内層の電源プレーン からコンデンサを通過して接続する
ここも重要なポイントになりますが、図示すると、電源ピン ← 0.01uF ← 0.1uF ← １uF ← 大本の電源 という具合になります。なおこちらも前述の2と同様、少し大きな容量の10μFや電解コンデンサなどは、電源ピンから少し離れた個所でも良いとされています。
4GND側も電源ピンの配線と同様にする
以上お伝えした4つのポイントは基本ですので、皆様も様々な専門書やインターネットで目にしたことがあると思いますが、一方で、パスコンの間違った使い方に起因するトラブルは身近で発生しているのではないでしょうか。
２．熱シミュレーションを活用する
パターン設計時に、熱解析ソフトを用いた熱シミュレーションを行えば、発熱箇所をデータの段階で把握でき、
事前検討・対策を行うことが可能です。当社では、パターン設計図から熱流体解析ツールを使用しての熱
シミュレーションが可能です。電子機器の小型化が進み、高密度設計が要求されます。
３．大電流を取り扱う場合は、銅箔厚や幅を考慮する
我々のようなパターン設計を行う会社に委ねられる場合も多いですが、プリント基板に関わる皆様にはぜひ知って
おいて頂きたいポイントです。
C．プリント基板の材質変更による放熱対策
１．高耐熱・高放熱基材を採用する
面実装部品は基板を介しての放熱が前提で、通常のガラエポ基板でも効果はありますが、下記にて紹介する高耐熱基材を
採用した方が、より放熱性が高いため発熱対策としては有効です。
・高放熱性基材（アルミ基板やメタルコア基板）
・厚銅基板
・メタルベース基板
・銅インレイ基板
パターン設計時に、熱解析ソフトを用いた熱シミュレーションを行えば、発熱箇所をデータの段階で把握でき、
事前検討・対策を行うことが可能です。当社では、パターン設計図から熱流体解析ツールを使用しての熱
シミュレーションが可能です。電子機器の小型化が進み、高密度設計が要求されます。
３．大電流を取り扱う場合は、銅箔厚や幅を考慮する
我々のようなパターン設計を行う会社に委ねられる場合も多いですが、プリント基板に関わる皆様にはぜひ知って
おいて頂きたいポイントです。
C．プリント基板の材質変更による放熱対策
１．高耐熱・高放熱基材を採用する
面実装部品は基板を介しての放熱が前提で、通常のガラエポ基板でも効果はありますが、下記にて紹介する高耐熱基材を
採用した方が、より放熱性が高いため発熱対策としては有効です。
・高放熱性基材（アルミ基板やメタルコア基板）
・厚銅基板
・メタルベース基板
・銅インレイ基板
しかし、入念に設計したプリント基板でも、それが確実に反映されているか･･･というと、実はそうでないことが多いようです。
なぜなら、我々アート電子が日々お客様からご相談を頂く、ノイズがどうしても抑えらず何とかして欲しい･･･という案件を紐解いてみると、
リターンパスが確保できていない例が、けっこう多いからです。
せっかくGNDプレーンを生成しても、配置・配線の状況で
リターンパス電流が迂回をして、ノイズ発生の原因になってしまう、というケースもよく見受けられます。
こうなってしまう原因としては、我々の経験上、
１．内層のスリットが複雑になり、リターンパスを分断させてしまう
２．VIAを密集して配置することで、リターンパスが分断される
の大きく２つのパターンに分けることができるのではないか？
と考えています。
なぜなら、我々アート電子が日々お客様からご相談を頂く、ノイズがどうしても抑えらず何とかして欲しい･･･という案件を紐解いてみると、
リターンパスが確保できていない例が、けっこう多いからです。
せっかくGNDプレーンを生成しても、配置・配線の状況で
リターンパス電流が迂回をして、ノイズ発生の原因になってしまう、というケースもよく見受けられます。
こうなってしまう原因としては、我々の経験上、
１．内層のスリットが複雑になり、リターンパスを分断させてしまう
２．VIAを密集して配置することで、リターンパスが分断される
の大きく２つのパターンに分けることができるのではないか？
と考えています。
しかし、こうしたトラブルがどうしても起こってしまう背景としては、回路設計が自社・パターン設計は外注、というケースで外注に任せっきりになっている、回路設計を行っていると、パターン設計の深くまでなかなか配慮ができない、あるいは、シビアなノイズ対策を行うよう対策（指示）ができていないなど、様々な事が考えられると思います。
もしくは、ノイズ対策の基礎を理解はしているが、使えるに至っていない、という事も、あるかも知れません。
そこでアート電子では、これまで ノイズ対策.com で情報発信してきたノイズ対策の基礎的な情報に加えて、より皆様にお分かり頂けるよう、超プロでも初心者でもお分かり頂けるよう、解説動画を作成いたしました。
上記3ベタパターンが不必要に大きい。という項目ではGNDや電源プレーンをただ大きくするだけではノイズの原因になっていることも考えられます。特に内層での電源やGNDプレーンでは配線が無いため、ケアされていない基板も見受けられます。また、電源-GND層間のプレーンでは共振が発生し放射ノイズが大きくなることもあります。今回は電源-GND層間のプレーンでの共振を解析した解説動画をご紹介いたします。
もしくは、ノイズ対策の基礎を理解はしているが、使えるに至っていない、という事も、あるかも知れません。
そこでアート電子では、これまで ノイズ対策.com で情報発信してきたノイズ対策の基礎的な情報に加えて、より皆様にお分かり頂けるよう、超プロでも初心者でもお分かり頂けるよう、解説動画を作成いたしました。
上記3ベタパターンが不必要に大きい。という項目ではGNDや電源プレーンをただ大きくするだけではノイズの原因になっていることも考えられます。特に内層での電源やGNDプレーンでは配線が無いため、ケアされていない基板も見受けられます。また、電源-GND層間のプレーンでは共振が発生し放射ノイズが大きくなることもあります。今回は電源-GND層間のプレーンでの共振を解析した解説動画をご紹介いたします。
そんな中、当社ではプリント配線板製造技能士の資格取得を通じてパターン設計における技術力の向上、さらには永続的なサービス提供を目指し、日々取り組んでおります。
具体的な取り組みとしては下記になります。
プリント配線板製造技能士には、下記の２つがあり、
1プリント配線板製造技能士（プリント配線板設計作業） 1～3級
･･･我々のような電子回路の開発・設計を行う会社が取得
2プリント配線板製造技能士（プリント配線板製造作業） 1～3級
･･･プリント基板そのものを製造する会社が取得
このうちアート電子のエンジニアには、
1プリント配線板製造技能士（プリント配線板設計作業）の取得を積極的に進めており、現在では、1級取得者が5名在籍しています。
今後はさらに、2プリント配線板製造技能士（プリント配線板製造作業）の取得も目指し、プリント基板における総合的な技術力・提案力の向上を進めて参ります。
なお、当社の営業についても、プリント配線板設計作業の3級を取得しており、お客様とのスムーズなコミュニケーションに努めています。
具体的な取り組みとしては下記になります。
プリント配線板製造技能士には、下記の２つがあり、
1プリント配線板製造技能士（プリント配線板設計作業） 1～3級
･･･我々のような電子回路の開発・設計を行う会社が取得
2プリント配線板製造技能士（プリント配線板製造作業） 1～3級
･･･プリント基板そのものを製造する会社が取得
このうちアート電子のエンジニアには、
1プリント配線板製造技能士（プリント配線板設計作業）の取得を積極的に進めており、現在では、1級取得者が5名在籍しています。
今後はさらに、2プリント配線板製造技能士（プリント配線板製造作業）の取得も目指し、プリント基板における総合的な技術力・提案力の向上を進めて参ります。
なお、当社の営業についても、プリント配線板設計作業の3級を取得しており、お客様とのスムーズなコミュニケーションに努めています。
まず、パターン設計は基本的に、
配置 → 配線 → ベタ の順番で行われます。
例えば、配置を考える際、バスコンの配置をとにかくICの近くに置けるようパターン設計する必要があります。しかし、電源配線をバスコン経由で接続することを優先してしまい、いざ配置してみたら、バスコンがICの近くに置けないなどのケースがあります。このようなことが起きてしまう原因は、やはり”優先順位”を立てたパターン設計が行えていないことが挙げられます。
そこで、作業工程において上記の「パターン設計３つのポイント」を整理すると、
一番目：パスコンはＩＣ（電源ピン）の近傍に配置する （配置）
二番目：信号線は短く、電源配線はパスコンを経由して配線する （配線）
三番目：ＧＮＤベタは浮き島やアンテナとならない様に広く大きくとる（ベタ）
の順番にポイントを押さえてパターン設計をしていくということになります。
基本的にこの３つを最低限抑えることで、ほとんどのトラブルは回避できます。
また、上記３つ以外に押さえるべきポイントとしては、
配置 → 配線 → ベタ の順番で行われます。
例えば、配置を考える際、バスコンの配置をとにかくICの近くに置けるようパターン設計する必要があります。しかし、電源配線をバスコン経由で接続することを優先してしまい、いざ配置してみたら、バスコンがICの近くに置けないなどのケースがあります。このようなことが起きてしまう原因は、やはり”優先順位”を立てたパターン設計が行えていないことが挙げられます。
そこで、作業工程において上記の「パターン設計３つのポイント」を整理すると、
一番目：パスコンはＩＣ（電源ピン）の近傍に配置する （配置）
二番目：信号線は短く、電源配線はパスコンを経由して配線する （配線）
三番目：ＧＮＤベタは浮き島やアンテナとならない様に広く大きくとる（ベタ）
の順番にポイントを押さえてパターン設計をしていくということになります。
基本的にこの３つを最低限抑えることで、ほとんどのトラブルは回避できます。
また、上記３つ以外に押さえるべきポイントとしては、
ポイント1：ＧＮＤベタは浮き島やアンテナとならない様に広く大きくとる
http://www.noise-counterplan.com/article/14968743.html
ポイント2：パスコンはＩＣ（電源ピン）の近傍に配置する
http://www.noise-counterplan.com/article/14968754.html
ポイント3：信号線は短く、電源配線はパスコンを経由して配線する
http://www.noise-counterplan.com/article/14968762.html
え？たった３つだけ？と思われるかも知れませんが、こうした「落とし穴」は高速デジタル回路に限らず、
意外に低周波の回路で多く見受けられるのです。
http://www.noise-counterplan.com/article/14968743.html
ポイント2：パスコンはＩＣ（電源ピン）の近傍に配置する
http://www.noise-counterplan.com/article/14968754.html
ポイント3：信号線は短く、電源配線はパスコンを経由して配線する
http://www.noise-counterplan.com/article/14968762.html
え？たった３つだけ？と思われるかも知れませんが、こうした「落とし穴」は高速デジタル回路に限らず、
意外に低周波の回路で多く見受けられるのです。
〇 プリント基板によるノイズ対策
１．VCC・GNDパターンを大きく取る ２．パターンは並走させない ３．配線をできるだけ短くする
４．配線パターンのインピーダンスを変化させない ５．リターンパスを確保する６．パターンがアンテナにならないようにする これに加えて、イミュニティ対策においては、
・基板外周をグランドで囲い、ビアで全層繋げる ・取付穴を筐体などのグランドに繋げる の２点も重要です。
実際に当社がイミュニティを抑えるために、パターン設計で必ず気を付けていることは、
１．GNDが途切れないように、リターンパスを考慮して配線を引き回す
２．直角配線をしない（信号が反射を起こしてノイズの元になる）
３．パスコンを電源ICの近くに置く
４．ICの端子を起点にしたときに、パスコンは容量の小さいものから配置する の４つのポイントは必ず確認しています。
＜イミュニティが発生した場合、どう抑えるか＞
イミュニティが発生した場合に確認すべきことは、
・どのような設計になっているかを確認 ・どのような状況で発生するかを確認の２点で、それぞれについて整理、対策を練っていく必要があります。
１．VCC・GNDパターンを大きく取る ２．パターンは並走させない ３．配線をできるだけ短くする
４．配線パターンのインピーダンスを変化させない ５．リターンパスを確保する６．パターンがアンテナにならないようにする これに加えて、イミュニティ対策においては、
・基板外周をグランドで囲い、ビアで全層繋げる ・取付穴を筐体などのグランドに繋げる の２点も重要です。
実際に当社がイミュニティを抑えるために、パターン設計で必ず気を付けていることは、
１．GNDが途切れないように、リターンパスを考慮して配線を引き回す
２．直角配線をしない（信号が反射を起こしてノイズの元になる）
３．パスコンを電源ICの近くに置く
４．ICの端子を起点にしたときに、パスコンは容量の小さいものから配置する の４つのポイントは必ず確認しています。
＜イミュニティが発生した場合、どう抑えるか＞
イミュニティが発生した場合に確認すべきことは、
・どのような設計になっているかを確認 ・どのような状況で発生するかを確認の２点で、それぞれについて整理、対策を練っていく必要があります。
ポイントその1 表面実装部品は問題なく使えるが、パッド部は工夫
フレキシブル基板が使われる用途により、部品は小型のもの選ばれますが、
リジット 基板に使われる表面実装部品は、基本的に使用できます。
ただし、部品のはんだ付けを行うパッド部は標準ではなく、出来る限り大きく
設計することが推奨されますので、注意が必要です。
ポイントその2 パターン設計･形状はフレキ基板仕様用とする
フレキシブル基板の回路パターンは、目的に合った形状で設計することが
必要です。例えば、端子部への引き込み部はテーパー形成が望ましい、
配線を曲げる場合は、直角にではなく、円弧を描くようにする、などがあります。
ポイントその3 薄いフレキ基板が裂けないよう形状に配慮
薄いフレキシブル基板は、耐久性も考慮した形状にしておく必要があります。
例えば外形コーナー部の形状は、裂けを回避するために、角を作らない、
補強を入れる、ストップホールを入れる など対策を行うことが必要です。
フレキシブル基板が使われる用途により、部品は小型のもの選ばれますが、
リジット 基板に使われる表面実装部品は、基本的に使用できます。
ただし、部品のはんだ付けを行うパッド部は標準ではなく、出来る限り大きく
設計することが推奨されますので、注意が必要です。
ポイントその2 パターン設計･形状はフレキ基板仕様用とする
フレキシブル基板の回路パターンは、目的に合った形状で設計することが
必要です。例えば、端子部への引き込み部はテーパー形成が望ましい、
配線を曲げる場合は、直角にではなく、円弧を描くようにする、などがあります。
ポイントその3 薄いフレキ基板が裂けないよう形状に配慮
薄いフレキシブル基板は、耐久性も考慮した形状にしておく必要があります。
例えば外形コーナー部の形状は、裂けを回避するために、角を作らない、
補強を入れる、ストップホールを入れる など対策を行うことが必要です。
【実際の質問内容】
１．製品概要
例）どのような用途で使用されますか？
２．入出力
例）どのような信号を入力して、処理をして、どのような出力をしますか？
３．使用環境
例）屋内で使用でしょうか。または、屋外に設置されますか？
使用温度範囲を教えてください。
４．電源
例）電源はAC100Vでしょうか？それともDCでしょうか？
それとも、上記以外でしょうか。
５．回路構成
例）デジタル回路、アナログ回路、デジタル・アナログ回路混在どれになりますでしょうか。
６．マイコンを使用
例）マイコンを使用しますか？
１．製品概要
例）どのような用途で使用されますか？
２．入出力
例）どのような信号を入力して、処理をして、どのような出力をしますか？
３．使用環境
例）屋内で使用でしょうか。または、屋外に設置されますか？
使用温度範囲を教えてください。
４．電源
例）電源はAC100Vでしょうか？それともDCでしょうか？
それとも、上記以外でしょうか。
５．回路構成
例）デジタル回路、アナログ回路、デジタル・アナログ回路混在どれになりますでしょうか。
６．マイコンを使用
例）マイコンを使用しますか？
1台でも、100台でも、お気軽にご相談ください！
スピーディかつ確実に基板を改造・改修します。
基板改造・基板改修ならアート電子にお任せください。1台単位の小ロットはもちろんのこと、例えば100台程度の纏まった数量でもお気軽にご相談ください。回路設計エンジニアの指示のもと、当社に在籍する基板改造・基板改修に必要な高いスキルを持ったスペシャリストが、スピーディかつ確実に基板を改造・改修します。
難易度の高い基板改造・改修こそ当社へ！
0402、狭ピッチIC、高密度実装品もお任せください。
アート電子ではリワーク装置を設備している事に加え、0402のリワークにも対応できるスペシャリストが多数在籍しておりますので、高密度実装品など基板改造・基板改修の難易度が高いものでも対応する事が可能です。ジャンパー配線に関しても、当社にて線材の仕様を選択し、効率的かつ美しい配線を行います。
効率的な基板改造・改修方法をご提案！
結線／パターンカットの指示のみでも対応が可能です。
当社ではもちろんご指示通りに行うことも可能ですが、より効率の良い配線を考えた積極的なご提案を行っています。
スピーディかつ確実に基板を改造・改修します。
基板改造・基板改修ならアート電子にお任せください。1台単位の小ロットはもちろんのこと、例えば100台程度の纏まった数量でもお気軽にご相談ください。回路設計エンジニアの指示のもと、当社に在籍する基板改造・基板改修に必要な高いスキルを持ったスペシャリストが、スピーディかつ確実に基板を改造・改修します。
難易度の高い基板改造・改修こそ当社へ！
0402、狭ピッチIC、高密度実装品もお任せください。
アート電子ではリワーク装置を設備している事に加え、0402のリワークにも対応できるスペシャリストが多数在籍しておりますので、高密度実装品など基板改造・基板改修の難易度が高いものでも対応する事が可能です。ジャンパー配線に関しても、当社にて線材の仕様を選択し、効率的かつ美しい配線を行います。
効率的な基板改造・改修方法をご提案！
結線／パターンカットの指示のみでも対応が可能です。
当社ではもちろんご指示通りに行うことも可能ですが、より効率の良い配線を考えた積極的なご提案を行っています。
通常は、プリント基板には
必要な場所以外にはんだが付着しないよう
ソルダーレジスト（ソルダーマスク）と呼ばれる、
緑色の絶縁塗料が塗られています。
しかし、基板設計の時に、部品同士の間隔を詰め過ぎると、
ソルダーレジスト（ソルダーマスク）を跨ぐ形で、
隣り合う部品のパッド同士ではんだがくっついてしまい、
はんだブリッジ（短絡ショート）する不具合が生じる可能性があります。
また、最近では、裏面に実装するSMD部品を
ボンドで仮止めできない極小部品の種類も増えてきています。
このようなSMD部品を、裏面(はんだ面)にリフロー実装後、そのままの状態でフロー実装をした場合リフローではんだ付けしたクリームはんだにフロー槽の噴流はんだが接触すると、噴流はんだの熱で、クリームはんだが溶けてしまい、リフローではんだ付けしたSMD部品の位置がズレたり
最悪、基板からSMD部品が外れ、フロー槽の中に部品が落下してしまいます。
必要な場所以外にはんだが付着しないよう
ソルダーレジスト（ソルダーマスク）と呼ばれる、
緑色の絶縁塗料が塗られています。
しかし、基板設計の時に、部品同士の間隔を詰め過ぎると、
ソルダーレジスト（ソルダーマスク）を跨ぐ形で、
隣り合う部品のパッド同士ではんだがくっついてしまい、
はんだブリッジ（短絡ショート）する不具合が生じる可能性があります。
また、最近では、裏面に実装するSMD部品を
ボンドで仮止めできない極小部品の種類も増えてきています。
このようなSMD部品を、裏面(はんだ面)にリフロー実装後、そのままの状態でフロー実装をした場合リフローではんだ付けしたクリームはんだにフロー槽の噴流はんだが接触すると、噴流はんだの熱で、クリームはんだが溶けてしまい、リフローではんだ付けしたSMD部品の位置がズレたり
最悪、基板からSMD部品が外れ、フロー槽の中に部品が落下してしまいます。
はじめに、マウンターで、SMD部品が、
どのように機械実装されているか、簡単にご紹介します。
マウンターで、SMD部品を実装する時は、
赤矢印の基板搬入口に基板をセットして、基板をマウンターの中へ搬入します。
搬入された基板は、黄矢印のベルトコンベアで部品実装位置へ移動して部品実装を行います。
どのように機械実装されているか、簡単にご紹介します。
マウンターで、SMD部品を実装する時は、
赤矢印の基板搬入口に基板をセットして、基板をマウンターの中へ搬入します。
搬入された基板は、黄矢印のベルトコンベアで部品実装位置へ移動して部品実装を行います。
プリント基板に設置される穴の種類は、
リード部品を実装する為の穴、基板の表裏を電気的に導通させる為の穴、
基板を筐体に固定する為の穴などがあります。
プリント基板に設置される穴は、それぞれの役割に応じて穴のサイズや種類を適切に選択する必要があります。
リード部品を実装する為の穴、基板の表裏を電気的に導通させる為の穴、
基板を筐体に固定する為の穴などがあります。
プリント基板に設置される穴は、それぞれの役割に応じて穴のサイズや種類を適切に選択する必要があります。
シート面付は、面付する基板の形状や、
部品実装工程の事を考慮してシート外形を検討します。
ブイカット加工と、ルーター加工を上手く組み合わせて、基板同士を結合しなければ、
基板分割後にバリが発生したり、基板を意図した形状で、分割できない場合があります。
ブイカット加工とルーター加工の特徴についてですが、ブイカット加工は、ブイカットマシンを使って基板の分割点に
ブイ字の溝を掘ることで、基板分割を容易にする加工方法です。
部品実装工程の事を考慮してシート外形を検討します。
ブイカット加工と、ルーター加工を上手く組み合わせて、基板同士を結合しなければ、
基板分割後にバリが発生したり、基板を意図した形状で、分割できない場合があります。
ブイカット加工とルーター加工の特徴についてですが、ブイカット加工は、ブイカットマシンを使って基板の分割点に
ブイ字の溝を掘ることで、基板分割を容易にする加工方法です。
プリント基板設計の、シルク文字編集では、
通常は、文字の高さは、1.0[mm]、文字の線幅は、0.2[mm]程度とした方が良いでしょう。
最小でも、文字の高さは、0.8[mm]、文字の線幅は、0.15[mm]程度とします。
プリント基板設計の、シルク文字編集では、
文字の高さ、0.8[mm]、文字の線幅、0.15[mm]以下で設定可能な場合がありますが、
実際にプリント基板を製作すると、文字が潰れたり、
線幅が細い為、線が掠れてしまったりして、読めなくなってしまう時があります。
今回は、シルク文字に関して、気をつけなければならないポイントを、ご紹介します。
通常は、文字の高さは、1.0[mm]、文字の線幅は、0.2[mm]程度とした方が良いでしょう。
最小でも、文字の高さは、0.8[mm]、文字の線幅は、0.15[mm]程度とします。
プリント基板設計の、シルク文字編集では、
文字の高さ、0.8[mm]、文字の線幅、0.15[mm]以下で設定可能な場合がありますが、
実際にプリント基板を製作すると、文字が潰れたり、
線幅が細い為、線が掠れてしまったりして、読めなくなってしまう時があります。
今回は、シルク文字に関して、気をつけなければならないポイントを、ご紹介します。
※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
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