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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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積層チップインダクタ [Devices]

このデバイスの名前や構造は知っていてもイラストなどで
具体的に示すものは見たことがありませんでした。

TDKのこちらにはそれについてのイラストがあります。
http://www.tdk.co.jp/techmag/ferrite02/201011/index.htm

VIAのようなもので各層を接続しているのでしょうが
このような小さい部品でそのようなことが行われていて安価に提供されて
いるのは日本ならではの技術ではないかと感じます。

次のページには「薄膜コモンモードフィルタ」についてのイラストも
あります。


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日本インター [Devices]

整流用ダイオードといえば日本インターでしたが調べてみると
東証二部に指定替えとなった後は上場廃止となり、現在は京セラ傘下と
なっているようです。

日本インターは市場である中国の経済成長の減速や国内の自動車市況の鈍化等の
重要な事業の環境悪化の影響で売り上げ低下が理由で京セラ傘下となったようです。
こういったデバイスだけではなくアミューズメント業界にも進出していたことは
知りませんでした。

地味な産業なので安定していると思いますが、立ち止まっていると海外メーカーにも
まねをされてしまう業界なのでしょうか。


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NGKのパッケージ [Devices]

日本ガイシは身近ではないのでコンサート会場の名前の方が有名なのかも
しれません。
しかし、こちらのサイトを見ると今までのような高圧用碍子ではなくてICなどの
パッケージが多いようです。
http://www.ngked.co.jp/

高周波回路ではセラミック材料を多用するので素材メーカー名は知らなくても
馴染みがあります。

また、高周波用小容量コンデンサで1608以下のサイズで低容量でハイQなものだけを
扱っていてるようです。
積層しないで原理どおりに単板の向かい合わせ構造のために低容量になってしまうので
しょう。


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IGBT [Devices]

時々、表面実装タイプのIGBTを使用することがあります。

近頃はトライアックやサイリスタという言葉を聴きません。
電圧が低い時にスイッチングするゼロクロスという言葉が今では
懐かしいです。
その代わりにPOWER-MOSFETやIGBTなどを使用した回路設計に変わっているのでしょう。

いつの間にか大きな電流をスイッチングできるようになっているのでスイッチング電源も
安価になってきたのでしょう。


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SBDの内部構造 [Devices]

こちらの記事にショットキーバリアダイオードの内部構造が載せられています。
https://www.njr.co.jp/products/press2013/MUSES7001.html

プレス成型された銅版の上に半導体チップが置かれ、それにボンディングすることで
放熱性能を上げています。

真ん中のピン以外は別の電極なので中に浮いています。
当然ではありますが、これをボンディングして裏面に放熱板を嵌めて樹脂コーティング
後にリード線を分断しメッキ処理するのでしょう。

こういったジャンルはどうやって製造しているかを知る機会も少ないので興味深い
記事でした。



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分類しにくいデバイス [Devices]

フットプリントのライブラリを細分化している場合に厄介なのが
ピコFuseやバリスターなどです。

ディスクリートや表面実装の両方が存在しているも分類しにくさに拍車を掛けます。
弊社では取引先別に分類していてその会社独自の場合が多いのでそれで問題はないのですが
流用する場合には型番をうろ覚えの為に探しにくいです。

こちらのカタログのように電極が複雑な場合もあるので3D化する場合にも余計な時間が
掛かります。




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チップヒューズホルダー [Devices]

チップヒューズも稀に基板設計で使用しますが
チップタイプにヒューズホルダーが存在するのは全く知りませんでしたし
そういう発想もできませんでした。

http://jp.rs-online.com/web/p/non-resettable-surface-mount-fuses/2196248/

画像では小さく見えますが長手方向は10mm弱なので表面実装部品ばかりの
設計基板に於いては極端に小さいとはいえません。


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3端子のヒューズ [Devices]

下記のサイトにヒーターを内蔵したヒューズが存在しています。
http://www.dexerials.jp/products/c3/sfj0412.html

非常にコンパクトなサイズですがどこを探してもフットプリントの作図に必要な
パッドサイズの情報はありませんでした。
英文もありましたが内容は同様で他のサイズでも寸法図の記載はありませんでした。

稀に現物から作図しパターン設計をすることはありますが、専用のサイトにもサイズが
記載されていないのは珍しいです。


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表面実装 リセッタブルヒューズ [Devices]

以前に一度だけパターン設計で使用した表面実装用「リセッタブルヒューズ」はこちらです。
http://jp.rs-online.com/web/p/resettable-surface-mount-fuses/8675255/

過電流から回路を保護し、条件が整うと通常状態へ復帰もします。
電流値によってサイズが異なる他のタイプも存在しています。

インターネット検索するとこのメーカーのものしかヒットしないようですが
パターン設計に於いては他の会社で使用されているのをまだお見かけしません。
(AC使用で別のDC供給用の電源回路があればそちらで対策するということがあるからでしょう。)

Vと反転したVを併せたようなロゴをSTEPファイル作成時に入れましたが文字が小さいので
3DCAD泣かせでした。


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ハイブリッドアルミ電解 [Devices]

旧サンヨーのOSコンデンサと通常のアルミ電解のいいとこ取りをした電解コンデンサのことの
ようです。
https://industrial.panasonic.com/jp/products/capacitors/polymer-capacitors/hybrid-aluminum

通常のアルミ電解コンデンサと比べてOSコンデンサの特徴であるリプル電流、ESR(等価直列抵抗)も
良好で残りは価格だけでしょう。


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チップアルミ電解の形状の規格化 [Devices]

弊社はチップアルミ電解コンデンサに関して、当初はELNAの形状から規格化しました。
その後、パナソニックやニチコンなども考慮しました。

D**やE**などという形状を示す型番がメーカーが違っても同じ場合があって
不思議でした。

しかし、各値に0.1mmぐらいの違いはあるもののある程度は規格化されているようです。
微妙な違いがあるのでどれで規格化するかは悩みますが社内でどれかのメーカーで
統一しておけばいいでしょう。

弊社ではチップアルミ電解コンデンサもDelphiスクリプトで処理しているので
数値を入力するだけで対応しています。

http://sophil3.blog.so-net.ne.jp/2017-03-22-1

パッドの内側のヒールJhはφ8mmまでのサイズでは0.1mmとしています。
φ10mm以上は通常の0.5mmとしています。


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TO220タイプのDC-DCコンバータ [Devices]

ブラウザのクッキーの影響なのかTI社の情報にヒットしやすくなりました。
その中でこちらの「TO220タイプのDC-DCコンバータ」を見つけました。

http://www.tij.co.jp/product/jp/TPSM84205/datasheet

出力電圧は3.3V、5V、12Vの3種類のタイプが用意されています。
効率は95%となっているので発熱に悩まされている場合はそのままの差し替えで
フリーエアで対処できるでしょう。

アナログ回路での使用では出力電圧のノイズ成分には注意が必要ですがこういったタイプの
デバイスも必要になることがあります。

基板上の部品がむき出しなので差し替え後に金属類、例えばチップアルミ電解コンデンサが
その周辺の近くに無いことなどへの注意が必要ではあります。

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表面実装DC-DCコンバータ [Devices]

ムラタの端面スルーホールタイプ(表面実装)のDC-DCコンバータ(OKLシリーズ)をネットで
お見かけすることが多いので調べてみました。

非絶縁タイプではありますが非常にコンパクトです。

他のメーカーにもにもDC-DCコンバータがあります。
http://akizukidenshi.com/catalog/c/cdcdc

DC-DCコンバータは実際に使ってみないと性能が違ったり用途で様子が違います。
負荷の変化による発振ノイズの暴れや反射もあるのでご注意ください。



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