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iPhoneに使用されている部品 [Devices]

Apple社のiPhoneは中国での販売不振で売り上げ減となっています。
携帯電話に部品を供給しているのは日本勢が多く、ALPSアルパイン、TDK、ムラタ
京セラ、パナソニックなどでしょう。
中国製の携帯電話を分解すると全1400点の内900点が日本製だったということも
NHKで放送されていました。

世界的にもシェアーの高いサムスンのギャラクシーなども売り上げ減少となっているので
こちらに供給している日本の部品メーカーにも影響があるでしょう。

日本国内の中小企業ではこういったデバイスの仕入れが大変なのに、部品メーカーとしては
簡単に売り上げに貢献しない割には面倒なので取り残されている感があります。

ところで、これまでパイオニア製のDVD、ブルーレイドライブを複数台購入してきましたが
とうとう海外に買収されてしまったんですね。
日本のメーカーもその性能の優位性だけでは生き延びれない時代になってきているのを実感します。


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代替部品検索とライフサイクル [Devices]

基板上の部品を資材部門が代替部品を検索するのを補助するサービスも大手用には
存在しているようです。
しかし、中小企業では自力で検索して部品調達するしかないのでしょう。

部品調達でEOLという言葉があり、これは下記の略語です。
End of Life

EOL品は製造中止部品とも呼ばれます。
専用のサービスではEOL品にも、代替品調査サービスにも対応しているようです。

2010年ぐらいから日本のデバイスよりも代替品の方が多くなってきているので
選択肢を海外のデバイスに頼る場合もありそうです。
逆にそれによって最終的な部品表の提出が遅れる場合もあるでしょう。

弊社の経験でも、回路図を貰ってパターン設計をしているのに最終の部品表が届いたのは
1ヶ月以上後ということがありました。


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表面実装タイプの電源端子 [Devices]

ディスクリートの電源端子は使用したことがありますがそれに近いサイズの
SMD電源端子は初めてみました。

http://akizukidenshi.com/download/ds/mac8/pv3.pdf

表面実装が進んでいるので当然です。
また、片面実装でVIAやPADを配置できない半田面全体が禁止領域の場合もあるので
こういう部品が存在しているのでしょう。

締め付け強度の問題からなのかそのサイズは意外と大きいようです。
ドーターボード用のスタッドの代わりにもなりそうです。


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部品実装会社の部品調達 [Devices]

部品実装会社が独自に部品調達する場合があります。
回路設計会社から支給される部品表にはそういったことまで記載されていない場合があります。
チップCRぐらいならば問題ないでしょうが、ICなどを含めると独自のデータベースを作成するなど
しないと対応できない場合もあるでしょう。

ピックアンドプレースファイルなどでインターネット検索してみると代替部品の列に
サードパーティ製のものが3種類ぐらい記載されている場合があります。
回路設計会社の承認を得ていないものを部品実装してしまうと、顧客が大手企業の場合は
品質管理の担当者がいるので難しい場合が多い筈です。

基板設計のジャンルでは品質管理の登場は比較的少ないのですが、部品実装した製品となると
品質管理の問題が出てきます。

品管という言葉を聞くと、どうしても昔の記憶が蘇ってきてしまいます。


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大容量のパスコン [Devices]

こちらに単体のセラミックコンデンサを沢山配置した基板がありました。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-08065/

厚みがなくて大容量でセラミック系なのでスイッチング電源などのノイズ除去には
有利です。

単体でこれほどの大容量のセラミックコンデンサは無かったのでノイズ対策に
苦労していた時に知っていればよかったのにと当時を思い出しました。

自作用に基板のみでも販売されています。
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開放、防塵タイプ [Devices]

半固定抵抗器などにはその形状で呼び名が違います。
開放タイプはオープンフレームタイプという呼び名の場合もあります。
ただ、洗浄やフラックスへの対応では注意が必要です。

こちらにボーンズ社のチップ半固定抵抗器の互換性について掲載されています。
http://www.seiwa-tr.co.jp/indexPro/Bourns1706.pdf

但し、オープンフレームとなっているEVN5EはパナソニックのPDFでは防塵タイプと
なっています。

このボーンズ社の2つのパナソニック社の代替品ではフットプリントに関しては殆ど同じで
外形やタイプは互換性はありそうです。


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非対称なピン数のデバイス [Devices]

モータードライブなどでピン数が飛び飛びの場合はありますが
左右対称の場合が多いです。
(対面に対しては対象ではあります。)

しかし、このデバイスのようにそうではないのは珍しいです。

https://www.mouser.jp/new/linear-technology/adi-lt8361-converters/
https://www.mouser.jp/pdfdocs/ADI_LT8361.pdf

1、3、14、16ピンはメインのラインのピンという面もあるのでしょう。
また、GNDがガルウィングにはアサインされていず、露出パッドだけとなっています。
実装時にその露出パッドが接触しない場合は動作しなくなるので注意が必要です。


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マウザーとは [Devices]

電子部品のデータをPDFで入手する時に検索でヒットして、利用し易いのはマウザーです。
しかし、外資系だとは思っていましたが具体的にどんな会社かは知りませんでした。

こちらに詳しい歴史が書かれていました。
https://www.mouser.jp/aboutus/

50年以上前にカリフォルニア設立されたものが変化し、電子部品の専門ディストリビューター
TTI社の傘下でもあります。
現在は本社はテキサスのようです。
アジア本社はシンガポールにあり、香港と中国に物流センターがあります。


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見かけなくなったハイブリッドIC [Devices]

以前は一部の機能をハイブリッド化しリード線を取り付けた、狭いジャンルのICが1点ぐらい
装着されることがありました。
しかし、もう10年ぐらいそういうデバイスはお見掛けしません。

ハイブリッド化してもその前後関係から機能はばれてしまうし、より小さくなったチップ部品で
コンパクトに対処できてしまうので意味がないとも言えます。
また、ある程度のものはDSPで処理できることもあります。

回路設計や実装でも流行があるので古い基板を見るとこういった時代もあったと思うことがあり
ますが、今後はどうなるかはいつも不明で予測できません。


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村田のフィルム工法 [Devices]

巻き線型以外は、セラミック系の積層タイプだと思っていましたが村田ではそれ以外にフィルム工法と
いうのがLQPシリーズで実現しているようです。
https://www.murata.com/ja-jp/products/inductor/chip/feature/rf

基板と同じような露光、現像処理をして広めでクリアな磁束が通り易い内径を維持できるようで
積層はしているようですが、巻き線型に似た高いQを得られるようです。
サイズは0603、0402なので、現状では最低でも1005サイズを利用する顧客が多いのでこのデバイスの
利用は少ないでしょう。

これ以外に気になるのがデバイスの外形色です。
カタログでは色合いがわからない場合が多いので
このLQPシリーズが藍色なのを初めて知りました。

弊社では3D化していて、レンダリングをする場合もあるので現実に似た色を再現する必要が
あるので外形色がわかるのはありがたいことです。


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TDKのインダクタの説明 [Devices]

インダクタの原理や使い方については気になります。
TDKのこちらの6ページ目に使い分けが書かれています。
https://www.tdk.co.jp/news_center/publications/inductors_world/pdf/aaa70300.pdf

信号系、電源系、ノイズ対策などのジャンルがあって、モバイル、テレビ、パソコン、車などの
使い分けも書かれています。

電源系は大電流が流れる場合が多いので巻き線型となります。
ノイズ対策品ではその性能Qの関係から巻き線型になる場合もあります。
信号系では、最近は巻き線型を使うことは少なくなり、コンパクトな積層チップタイプが
殆どでしょう。


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USBコネクタの互換性 [Devices]

近頃、Mini-USBコネクタのフットプリントを作成することが多くなりました。

オムロン製のXM7D-0512の形状はこちらのPDFの2ページ目の上段です。

https://www.mouser.jp/datasheet/2/307/XM7_1113-272863.pdf

別のaitendo社製のMU5F-21の形状もほぼ同じサイズでした。
取り付け穴のピッチなどもほぼ同じです。

http://www.aitendo.com/product/4390
http://aitendo3.sakura.ne.jp/aitendo_data/product_img/parts/USB/MU5F-21.jpg

こちらは形状は似ていますが、寸法は微妙に異なっています。
https://japanese.alibaba.com/product-detail/dip-90-degrees-5p-female-mini-usb-connector-367121345.html

USBは一般的ですがMini-USBコネクタなどのフットプリントサイズがほぼ同じ形状のものが
存在しているとは思っていませんでした。

3D形状を作成する場合は、承認図ぐらいに詳しい図面ならともかくカタログから作成するのは
苦労するのでこういった、サードパーティ製があると不明な寸法値がわかることがあるので
重宝します。


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チップコンデンサの厚み [Devices]

チップコンデンサは主に村田の製品を参考にして3D化しています。
サイズによってある程度の高さの規格があるようでメーカーが違ってもその高さは同じ場合が
殆どです。

しかし、基準にしている村田の製品がこちらの4番目のコードで高さを別途に指定しています。
http://akizukidenshi.com/download/ds/murata/murata_cap_hinban.pdf

わかりやすいといえばそうなのですが、チップコンデンサのような基本的なものの3Dデータを
沢山作ることとなり、それに対応させるためにPCBCAD側でも同名でフットプリントを作成する
ことになります。

手間だけならいいのですが、種類が増えてしまうので管理が大変になりました。


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抵抗の形状と放熱 [Devices]

こちらにチップ抵抗とディスクリート抵抗の熱に関する比較が載っていました。
https://www.akaneohm.com/column/thermal/

チップ抵抗は端子から基板パターン経由での熱伝導が主で、ディスクリート抵抗は
端子からの熱伝導と対流と放射を利用しています。

ディスクリート抵抗で熱を発する場合は基板から浮かして実装する場合がありました。
その場合は、断面が円ということもあって対流が起きやすいです。
基板に通風用の丸穴を複数開けたこともあります。

現在ではチップ部品を使用する場合が殆どですが、パターンで熱を逃がすしかないので
工夫がしにくいです。


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温度係数のよいシャントチップ抵抗 [Devices]

シャント抵抗とは電流検出用に用いる抵抗のことです。
大きな電流が流れる場合はその抵抗の温度係数が重要となります。

6032ぐらいのサイズのチップ抵抗(低抵抗)で代用されている場合もあります。
抵抗の両端から電圧検出用のパターンを取らないといけないのですが、電気の知識がない場合は
この部分でミスがでる場合もあります。
それを避ける為に回路図を作成する時点でその部分を45度のワイヤーで引き出すように描きます。
そういう訳で通常はデバイスのレベルで四端子がベストです。

こちらのデバイスはそれを考慮しています。
http://iwakimusen.jp/asset/00032/item/pdf/FSM5.pdf
ただ、サイズは15mmと比較的大きなサイズです。

こちらのデバイスは6.3mmと小型です。
http://iwakimusen.jp/asset/00032/item/pdf/FKM3D.pdf
ただ、こちらは基板から浮いていないので注意が必要です。

どちらもパッドサイズが大小にわかれているのでパターン設計者にとっては扱いやすいでしょう。


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デジタル温湿度センサー [Devices]

STEPファイル作成でネットで調べたら、その部品に似たものが広告として掲載されていました。
関連付けのCMならではです。

それはSHT*というこちらの部品です。

恐らくSHTはセンサー、湿度、温度の英語の頭文字からきているのでしょう。
こんなにコンパクトな部品で温度と湿度が簡単にわかる時代になってきました。

SHT21_SW.png
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チップコンデンサの整理と在庫 [Devices]

回路設計をしていた時代はディスクリート部品が殆どでチップコンデンサは高周波部分やパスコンだけ
でした。

当時は壁に接して置くパーツケースにディスクリート部品を入れて、それを取り出して値の調整を
していました。
チップ部品もその中に少しだけ入れていました。
会社勤務時も、自営になって少しの期間も同様でした。
チップコンデンサ類を小さいケースに収めることはありましたが混在が怖くてこちらのような
ケースは購入していませんでした。

https://www.amazon.co.jp/dp/B00N4317FM/ref=sspa_dk_detail_2?psc=1

今も変化なく存在しているのにも驚きです。
一部の部品の入手が難しい場合はこういうものも流用しないといけないのでしょうが
個数が少ないので複数箱を使用することになるので割高になります。


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村田のチップコンデンサ [Devices]

村田のチップコンデンサの内、1608が入手しにくいようです。
調べてみたら、より小さいスマートフォン用にチップコンデンサのラインに重点を
置くために容量の小さい1608のラインは廃止するようです。

国内の他のメーカーでは大量のチップコンデンサに対応しにくいようで、海外製の争奪戦も
あるようです。

部品の入手が難しいから回路設計も変更によって、ずれ込んでしまうこともすでに発生して
います。

秋月電子通商では通常どおり販売していますが、量産レベルからすると少量なのでこれでは
価格的に難しいのでしょう。


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SiCパワー半導体 [Devices]

パワーデバイスもサイリスタ、MOSFETからIGBT(絶縁ゲート型バイポーラTr)と主流が変化して
きました。

市販の小型電気機器ではロスによる発熱も多少は気になりますが、電車などの大型機器用では
それも激しくなるでしょう。

最近では「SiCパワー半導体」という言葉をよく耳にします。
http://www.rohm.co.jp/web/japan/gd2

SiCは炭化ケイ素のことですが、その炭化ケイ素を基板としてデバイスが構成されていて放熱という
面でも有利なようです。
また、絶縁性でも有利で耐圧が高く取れるようです。

ローム、三菱、東芝、サンケンなどが研究開発中です。


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湿度センサー [Devices]

ブログの脇に湿度センサーの会社のCMがあったので、それについて
調べてみました。

電気抵抗式と静電容量式の二つがあるようです。
前者は他のセンサーでも定番なので知っていましたが静電容量式は
知りませんでした。

どちらもRかCかというのはいかにも電気関連部品といえます。
前者は原理的に低湿度時に鈍感となります。
後者は静電容量なので外来ノイズが飛び込んでしまうという欠点が
あります。

TDKのこちらにもこのセンサーに関する説明がありました。
ケーブルで引き回した後で処理しないでその場所で信号処理することで誤差も
減らせるようです。

http://www.tdk.co.jp/techmag/inductive/200802/index2.htm

基板上ではセンサーやモジュールを実装することがありますが、回路設計者まかせではなく
一応はそれぞれの特徴や注意点をチェックしておかないといけないでしょう。


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