1. 基板の形状を決めるには? その
  2. 基板の形状を決めるには? その9
  3. 基板の形状を決めるには? その8
  4. FMEA 採点により危険性を評価します
  5. 基板の発注
  6. 基板の発注
  7. ただいま電源基板設計中
  8. 基板設計の肝
  9. 基板の設計基準
  10. グランドの接続方法


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基板設計

基板の形状を決めるには? その

「Vカット」についてもう少し詳しくまとめます。

。屮ットとは?

電子回路基板製造用パネル又は電子回路実装基板パネルから
個々のプリント板を取り外すのを容易にするため、あらかじめプリント板外形に沿って
材料の一部をV形に除去する機械加工法
http://www.towatech.co.jp/glossary/000997.php
http://pcb-center.com/images/pdf/fabrication_specs.pdf 13ページを参照)
 

▲瓮螢奪

・コストメリットが見込める。
・(数量にもよるが、)加工時間が短い。
・(数量にもよるが、)金型代が不要。
・切り離し治具がなくても、簡単に切り離せる。
・切り離し治具があれば、ストレスなくカットできる。

デメリット

・割り加工時に、部品へのストレスがかかるので、部品破壊の可能性がある。
・加工賃が発生する。(量産金型を作った場合との比較)
・加工精度を考慮しなければならない。
・直線的なカットしか出来ない。(ジャンプして、途中を加工無しにすることは可能)
・「割れ」「反り」の可能性もあり、薄い基板には不向き。
・連続して使用する場合、公差も累積されるので、単品基板寸法の制度が悪くなる。

※メリット、デメリットで相反する内容を挙げていますが、
  これについては別途説明します。


基板の形状を決めるには? その9

もうひとつは「基板を組み合わせるのに必要となるデッドスペース」ですが、      
これは、現状では大きく分けると2つが考えられます。      
※あくまで、量産基板が前提です。      

。屮ット      
 基板と基板を隙間なく組み合わせることが出来て、効率の良い方法ですが      
 実際には、それによるデッドスペースが発生します。      
 ・Vカットの場所=基板エッジ から、パターン禁止エリアが発生する      
  Vカットの幅がどうしても必要なので、単純なエッジの場合より大きく必要です。      
 ・Vカットを手割ではなく、基板カッターを使って切り離す場合、      
  その「切りしろ」がデッドスペースとして発生する。      
      
▲好螢奪函Ε潺轡麑      
 基板と基板(若しくは捨て基板)をスリットで分けて、ミシン目で繋ぐ方法で、      
 スリットの幅分は空間として必要になります。      
 ・スリットの幅は、基板の仕様や生産設備によって変わりますが、      
  周囲すべてに、1mm〜2mm程度のスリットを形成しますので、      
  Vカットより余分なデッドスペースが出来てしまいます。      
 ・ミシン目を切り離すことで、基板個片を取り出すのですが、      
  これを切り離す機械を使う場合、それに必要なデッドスペースが      
  ミシン目の周囲に発生します。      

※スリット・ミシン目のメリットは?      
 「自由な基板形状が形成できる」につきます。      
 Vカットの場合は、「直線しかできない」という制限がありますが、      
 それにとらわれず、どのような形でも対応できます。      

ちょっと横道にそれますが、次回はVカットとスリットミシン目について      
もう少し詳しくまとめてみます。      


基板の形状を決めるには? その8

しばらくぶりの更新です^^;

今後、少しづつでも更新していきたいと思いますのでよろしく
お願いしますm(_ _)m

さて、前回の続きから 『生産時に必要となるデッドスペース』
について考慮すべき、事項を記していきたいと思います。

1.生産時に使用する搬送装置に基板を搭載するために必要なデッドスペース。
  ⇒通常、上下2本のレールにはさまれる形で、生産時の基板は工程を
    搬送されます。
   このレールによる、「部品搭載不可」の範囲がデッドスペースになります。

2.部品実装のために必要なデッドスペース
  ⇒アキシャル・ラジアルの部品実装にしても、チップ部品の部品実装にしても、
    機械で部品実装するに当たり固定するための穴や、その周囲のスペース、
    基板周囲の部品配置禁止領域などがデッドスペースとして発生します。

3.基板切り離しのために必要なデッドスペース
  ⇒Vカットやミシン目を使用して、シートから基板単品は切り離しますが、
   生産の場合は、その作業に機械を使うことが多く、それによりデッド
    スペースが発生します。

4.半田付け時の反り防止対応デッドスペース
  ⇒特に、半田付けでフロー作業を行う場合に、大きい基板であれば熱による
   反りが発生して、半田付けの完成度が悪くなったりします。(不ヌレ等)
   そのために、基板中央名が手方向に細い板状金具を装着して、
   対応を図ることがあり、そのエリアがデッドスペースになります。

他にもあるかもしれませんが、おおよそこれらの考慮は必要になります。
もちろん、工場によってその数値等は変わりますので、注意が必要です。


FMEA 採点により危険性を評価します

要因  ゝヽE破壊(力が加わる)

     電気的破壊(定圧以上の電圧がかかる)

     2奮愿破壊(液体などの侵食)

     し誅等によるショート

頻度   銑=1 ぁ瓧

程度   銑ぁ瓧

潜在   銑=1 ぁ瓧

積算   銑=8 ぁ120

パスコンの分析で、コンデンサの機能不満足の要因は上記が考えられます。 どれもご理解は頂けると思いますが、この各々の症状について、「頻度」「程度」「潜在」について危険度をもとに数値を決定します。(採点の方式はいくつかあるらしいのですが、実際にやったときには10点を最悪としていました) それで、その3つの数値を掛け合わせます。 もちろん、大きければ大きいほど問題が大きいとなるわけですね。→なんらかの対策が必要ということです。

上記でいえば、い世韻100点を超えて居ます。実際には80点以上を重要項目として、何らかの対策が必要である項目としました。 ですから、コンデンサ2個直列により、危険性を下げ、なおかつ基板設計でもこれに留意する! という設計のアプローチとなるわけですね。(難しいのは点数だけではなく、その中身なので、点数が低くても対策を必要とする場合もありました)

もちろん、商品の性格によって、結露の心配が殆ど考えられない場合は子のような対策は必要が無くなるわけです。


基板の発注

今日は基板の発注をしました。アサイチに部品の追加があったのですが
なんとか対応できて、無事に終了です。それと、来週早々に発注予定の
別の基板で、仕様が変更になりまして(設計はすんでいたんです)6層から
8層へ変更するという仕事が突発しました。こういう日ってありますね。
これ以外でも、突発業務が数件入ってきましたし、何かあるときは重なるものだと
つくづく実感しました。特別にトラブルにはならなかったので良かったのですが
慌しい一日でした。本来設計すべき基板は、そういうことがあったので
ちょっと小休止です。こちらはとりあえずは順調ですので、日程は遅らせることなく
対応できそうです。いま、metal君が発表予定のCADを使用して基板を設計しています。
初めての設計になりますが、結構順調みたいです。その感想も近々にブログで
発表してくれるのではないでしょうか?

基板の発注

今日は基板の発注をしました。アサイチに部品の追加があったのですが
なんとか対応できて、無事に終了です。それと、来週早々に発注予定の
別の基板で、仕様が変更になりまして(設計はすんでいたんです)6層から
8層へ変更するという仕事が突発しました。こういう日ってありますね。
これ以外でも、突発業務が数件入ってきましたし、何かあるときは重なるものだと
つくづく実感しました。特別にトラブルにはならなかったので良かったのですが
慌しい一日でした。本来設計すべき基板は、そういうことがあったので
ちょっと小休止です。こちらはとりあえずは順調ですので、日程は遅らせることなく
対応できそうです。いま、metal君が発表予定のCADを使用して基板を設計しています。
初めての設計になりますが、結構順調みたいです。その感想も近々にブログで
発表してくれるのではないでしょうか?

ただいま電源基板設計中

電源基板を設計中です。難しいのはQFPパッケージのドライバーIC(40ピンで0.5mm ピッチ)があるのですが、なるべくこれに近づけたい部品が多数あることと、機構的な制限によりそれが満足できないということです。極力ブロックごとにまとめて配置することや、電源ライン、アースラインを明確に意思を持って接続することに留意しながら設計しています。

基板設計の肝

つくづく思うのは、基板の設計は「配置が8分の配線が2分」ということです。どんな種類の基板でも、配置さえ上手くいけば配線についてはそれ程の苦労はないと思います。経験上、性能についても配置が上手くいったものについては問題がないことが多いです。筐体に組み込む高密度実装の基板になると、機構的な制約が多くて大変苦労します。いま、同じような回路規模の基板を2枚設計していますが、片方はレイアウトばっちりで配線まで時間も少なくできましたが、もうひとつのものは制約が多くて苦労しています。設計時間にしても、倍では追いつかないかもしれません。

基板の設計基準

基板の設計基準についてですが、仕様の詳細までは弊社のHPでも掲載されていません。近々改定予定のHP上では、順次載せていく予定にしています。暗黙の了解(というか、基板仕様の常識)に基づいて設計されたものを、データとしていただいていると思っているのですが、弊社としては工場の持つ実力を明確にして、設計される際の明確な指針となるようなものを準備したいと考えています。

グランドの接続方法

回路の種類、仕様によってグランド(電源も)のパターン接続方法も変わります。おおまかには、下記のような方法で接続していきます。

.戰神楝魁

→ とにかく空いているスペースにはグランドパターンを確保して接続する。アナログ系の回路に多い。

一点接続 

→ ある一点を中心に放射状にグランドを接続。回路ブロックごとにまとまったグランド接続となる。いくつかの回路が混在する場合によく用いる。

Nれ接続 

→ 回路の流れに沿って、グランド接続を形成していく。電源も並行して引かれる場合が多い。 デジタル系の回路に多い。インピーダンスの低いところは根元で太く、高いところは末端で細くてもOKの場合が多い。

実際の製品はこれらの混在が多く、またグランドの種類も分かれていたりしますので工夫が必要になります。また、グランドにはシールド的な意味合いもあるので、これにも留意がひつようです。