初心者向け-基板でよく使用される12個の電子部品

電子ガジェットでいっぱいの世界に住んでいるにもかかわらず、電子はまだ謎のベールをかぶっています。ガジェットを機能させる動作するものは何も見られないですので、電子プロジェクトの動作メカニズムは非常に抽象的なものに見えます。ギアやシャフトなどを動かさないと、プリント回路基板上で視覚的に何も起こりません。流れる電流を見ることができず、それからの結果だけが見られます。この原因で、趣味として電子機器製造を取り上げることは、多くの電子機器プロジェクト製作者にとって気の遠くなる偉業のように思えます。その背後にある理論を完全に理解せずに何かを構築することは考えられないでしょう。 しかし実際には、その背後にある理論を完全に理解しなくてもプロジェクトを構築することは可能です。電子理論の知識は重要なものですが、簡単で価値あるプロジェクトを構築する上で不可欠な部分ではありません。始めるに良い方法は、まずは回路基板で使用される部品とその機能を理解することです。 プリント回路基板–眠らない街 このニューヨークの空中写真は、プリント回路基板を思い出させませんか? 都市の仕組みと同様に、基板上の部品が連携して、デバイスに電力を供給する完全なシステムを形成します。これらの線に沿って考えると、基板上に非常に多くの異なる部品があるという概念はもはや異質な考えではないでしょう。まずはプリント基板に搭載され一般的に使用されている12個の電子部品をご紹介します! 1.抵抗器 軸方向抵抗器とそのカラフルな抵抗器のカラーコード 抵抗器は基板で最も一般的に使用される部品の1つであり、最も理解しやすいものだと思います。機能としては、電力を熱として放散することによって電流の流れに抵抗することです。抵抗器はさまざまな材料で作られ、異なるタイプもありますが、マニアに最もよく知られているクラシックな抵抗器は、両端にリード線があり、本体に色付きのリングが刻まれている「軸」スタイルの抵抗器です。これらのリングは、抵抗値を示すコードです。操作がわからない場合は、抵抗のカラーコードの解読に関する記事をご覧ください。 抵抗器のご案内 2.コンデンサ 基板に取り付けられたラジアル電解コンデンサ コンデンサは、基板で次の見られる最も一般的な部品です。コンデンサの機能は、一時的に電荷を保持し、回路の他の場所でより多くの電力が必要になるたびに電荷を解放することです。通常、絶縁または誘電体で分離された2つの導電層に反対の電荷を集めることによって行われます。コンデンサは、導体または誘電体材料によって分類されることが多く、高静電容量の電解コンデンサ、多様なポリマーコンデンサ、より安定したセラミックディスクコンデンサなど、さまざまな特性を持つ多くのタイプが発生します。外観がアキシャル抵抗に似ているものもありますが、従来のコンデンサは、2本のリード線が同じ端から突き出ている放射状スタイルです。 3.インダクタ さまざまな種類のインダクタ (source: eeweb) インダクタは、抵抗やコンデンサとともに、線形受動部品家族の中の最後のものです。コンデンサと同様に、エネルギーも蓄積しますが、インダクタは静電エネルギーを蓄積する代わりに、電流が流れると発生する磁場の形でエネルギーを蓄積します。最も単純なインダクタはワイヤーのコイルです。巻線の数が多いほど、磁場が大きくなり、インダクタンスが大きくなります。さまざまな形の磁気コアに巻き付けられていることがあります。磁場を実質的に増幅することや、蓄積されたエネルギーを増幅するのに役立ちます。インダクタは、特定の信号をフィルタリングまたはブロックするためによく使用されます。たとえば、無線機器の干渉をブロックしたり、コンデンサと組み合わせてスイッチモード電源のAC信号を操作したりします。 4.ポテンショメータ グローブ回転とリニアポテンショメータ ポテンショメータは可変抵抗器の一つで、一般的に回転型と線形型で利用できます。回転式ポテンショメータのノブを回転させることにより、スライダーの接点が半円形の抵抗器上を移動するときに抵抗が変化します。回転式ポテンショメータの典型的な例は、回転式ポテンショメータが増幅器への電流量を制御するラジオのボリュームコントローラです。線形ポテンショメータは同じですが、抵抗のスライダー接点を線形に動かすことによって抵抗が変化する点が異なります。現場で微調整が必​​要な場合に最適です。 5. 変圧器 さまざまな種類の変圧器 変圧器の機能は、電圧を増減させながら、ある回路から別の回路に電気エネルギーを伝達することです。電圧が変換されていると言えます。インダクタと同様に、それらは軟鉄コアで構成され、その周りに少なくとも2つのワイヤコイルが巻かれています。1次またはソース回路用の1次コイルと、エネルギーが転送される回路用の2次コイルです。電柱に大型の産業用変圧器を見たことがあると思います。これらは、架空送電線からの電圧(通常は数十万ボルト)を、家庭での使用に通常必要な数百ボルトに降圧します。 6.ダイオード 長いリード線は、スルーホールLEDデバイスのアノードを示します。 一方通行のように、ダイオードは電流がアノード(+)からカソード(-)に一方向に流れることを可能にするデバイスです。これは、一方向の抵抗がゼロで、他の方向の抵抗が高いことによって行われます。機能は損傷を引き起しやすい間違った方向に電流が流れるのを防ぐ機能があります。マニアに最も人気なダイオードは、発光ダイオードまたはLEDです。名前の最初の部分が示すように、それらは発光するために使用されますが、はんだ付けしようとした人なら誰でも知っています、それはダイオードなので、向きを正しくすることが重要です。そうしないと、LEDが点灯しません。 7.トランジスタ 個別にパッケージ化されたバイポーラ接合トランジスタ(BJT) トランジスタは、現代の電子機器の基本的な構成要素と見なされています。1つのICチップに数十億個があるかもしれません。トランジスタは増幅器と電子スイッチです。それらにはいくつかのタイプがあり、最も一般的なタイプはバイポーラトランジスタです。NPNバージョンとPNPバージョンもあります。バイポーラトランジスタには、ベース、コレクタ、エミッタの3つのピンがあります。NPNタイプの場合、電流(通常は小さな電流)がベースからエミッターに流れると、別の回路がオンになり、コレクターからエミッターに電流(通常ははるかに大きい)が流れます。PNPトランジスタでは、方向が逆になります。電界効果トランジスタまたはFETと呼ばれる別のタイプのトランジスタは、電界を使用して他の回路を動かします。 8.シリコン制御整流器(SCR)…

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避けるべき13個のはんだ付けの問題

手はんだ付は、あらゆる電子機器メーカーのオタクスキルのレパートリーにおいて、象徴的な技能のひとつであると思われています。はんだ付はロケット科学ではありません。初心者にとっては面白いイベントになるかもしれません。ちゃんと練習すれば簡単に身につけるようになるかもしれません。 でも、PCBに半田投げることができると言っても、品質があるかは別問題です。部品の小型化とコンパクト化に伴い、はんだ付の問題が発生する可能性が高くなっています。PCBAの品質がよいかどうかは 、PCBに半田投げる品質で決まります。 そこで、自宅で行われるプロジェクトで様々なはんだ付の問題を回避したり、他者から受け取ったPCBの品質評価を行うことができるように、こちらで役立つガイドをご紹介いたします。 理想的なはんだ接点 はんだの不良を探す場合、比較のために理想的なはんだ接点の画像があると役立ちます。 理想的な挿入実装はんだ接点–良い時のキスらしい   挿入実装部品の理想的なはんだ接合は、「凹面フィレット」であります。これは、水平から40〜70度の角度で滑らかで光沢のある凹面を持ち、良い時のキスのように見えます。はんだごてが適切な温度にあり、PCB接点から酸化物層が取り除かれている場合に実現できます。 理想的な表面実装はんだ接点 同様に、優れたSMDはんだ接点には、滑らかな凹面フィレットもあります。 したがって、優れたはんだ接点の一般的な特性: –良好で完全な濡れ性 –凹面フィレットがある –光沢があり、きれい 不良なはんだ接点 残念なのは、不測の事態が発生しやすいですので、PCBに半田投げる品質を著しく低下させます。 1.はんだブリッジ ますます小さな部品によって引き起こされる多くの問題のうち、はんだブリッジがリストの一番上に記載されると思います。それらは2つ以上のはんだ接点が不注意に接続されたときに形成されます。通常、はんだブリッジが発生する原因は、接合部間ではんだが過剰に塗布されたり、大きすぎたり幅広すぎたりするはんだごて先を使用することであります。もしブリッジのサイズはものすごく小さくて、はんだブリッジの認識が困難になります。検出されないままにすると、短絡につながり、部品が焼損する可能性があります。 はんだブリッジを修正するには、はんだごてをブリッジの中央に保持してはんだを溶かし、それを引き抜いてブリッジを破壊します。はんだブリッジが大きすぎる場合、過多のはんだをはんだ吸盤で取り除けば、問題解決できます。 2.過多のはんだ ピンにはんだを付けすぎると、丸みを帯びた形状が特徴の過多のビルドアップが発生します。初心者については、PCBに半田投げる時はんだが多いほど良いと思っていますが、ピンかパッドか適切に濡れていないとはんだブリッジが形成されやすい恐れがありますので、想像される通りにいけません。通常、ピンとパッドを十分に濡らすには、十分なはんだが必要です。また、接合部の濡れにより良くアクセスできるように、最良の凹面も必要です。 3.はんだボール はんだボールはウェーブまたはリフローはんだ付で発生する最も一般的なはんだ付の不良の1つであります。はんだボールは小さな球体のように見えます。はんだボールは、不適切なソルダーペースト印刷、不十分なリフロー温度設定、不注意でPCB設計、酸化した電子部品の使用などの原因で発生するのは普通です。 4.冷接点 通常、冷接点はブロック状の面としているのは、冷接点をを溶かすための不十分な熱によって引き起こされます。例えば、溶接ガンの加熱時間不足による温度不足も要因の一つです。また、回路自身設計によっても冷接点を生じる可能性があります。例えば、熱緩和を考慮せずにグランド層に直接接続されたパッドは、はんだごての熱がグランド層を流れる恐れがあります。もし液化を拒否する頑固なはんだ接合部を見つけると、設計に問題のある可能性があります。それで、適切な修正されなければ、亀裂は時間が経つにつれて形成され、最終的には失敗に至ります。 5.過熱はんだ接点 熱が少なすぎると不安定なはんだ接点が発生するように、熱が多すぎるとはんだに影響も与えます。はんだ接合部の過熱の原因はいくつかあります。1.溶接ガンの設定温度が高すぎる2.パッドの表面に酸化層が形成されますので、十分な熱の転写を妨げています。それで、はんだ接点の加熱時間が長くなります。パッドが完全に持ち上がって、ボードが破壊されるか、高価な修理費がかかる場合があります。これを避けるには、溶接ガンの温度の正しく設定して、適切なフラックスを使用することが非常に大切です。 6.ツームストーン コールドはんだ接続の材料は通常、抵抗器またはコンデンサ静電容量のような表面実装部品です。しかし、材料の片面とパッドの密着性が悪いため、材料の側面が傾いているように見えます。…

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表面実装が不良になるの理由と解決方法

プリント基板の半田付け性が悪いと、はんだの欠陥を引き起こし、部品に影響を与え、多層部品と内層の導通不安定を生じ、回路全体が故障します。半田付け性というのは、加熱後の溶融金属の流動性の性質であり、はんだポイントの表面は、均一な連続的な平滑な膜を形成すべきです。 プリント基板の半田付け性に影響する要因は次のとおりです。 (1)はんだの組成およびはんだの性質。 はんだは、はんだ付けのプロセスの重要な部分です。これは、フラックスを含む化学物質からなります。一般的に使用されている低融点共晶金属は、Sn-PbまたはSn-Pb-Agであり、不純物によって生成された酸化物がフラックスによって溶解される場合には、不純物含有量を規制する必要があります。フラックスの機能は、熱を伝達して錆を除去することによってはんだ付けされた回路の表面を活性化するのを助けることです。白ロジンおよびイソプロパノール溶媒は、一般にフラックスとして使用されます。 (2)半田付け温度や清浄度。 温度が高すぎると、はんだの拡散速度が速くなります。この場合、高い活性は、回路基板の表面やはんだが急激に酸化され、はんだ欠陥が発生します。基板表面の汚いも半田付け性に影響を与え、錫ビーズ、はんだボール、オープン、光沢不良などの欠陥を引き起こします。 (3)パッド間のブリッジ接続。 この問題は、主に4つの原因があります。 1.はんだが多すぎます。2.はんだは正しい場所にありません。 3. 基板のパッドが正しい位置にありません。 4.部品が正しい場所に置かれていません。予期しないブリッジ接続が短絡し、機能に影響を与えます。   良好な表面実装する方法 (1)部品を適切に配置し、部品間の間隔は仕様に準拠する必要があります。 (2)良好なはんだを選択し、基板の表面がきれいであることを確認します。 (3)はんだ付け温度、加熱時間に注意してください。部品の大きさや表面仕上げにも異なるはんだ付け温度が必要です。 (4)はんだを制御するためにステンシルを使用し、ステンシルを基板に合わせるときは注意してください。 Seeed Fusion 部品実装サービスは、DIPおよびSMD部品を1個から8000個はんだ付けできます。 経験豊富なエンジニアと操作員がいます。 はんだ付けできるサイズは、0201までです。はんだ処理は完全に鉛フリーです。 BOMファイルをアップロードした後、即時見積もりを取得することができます。 ぜひお試しください:https://fusionpcb.jp/fusion_pcb.html

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部品実装(PCBA)の生産プロセス

SMT技術(表面実装技術)の発展に伴い、SMTの自動化のレベルが継続的に改善され、より高度な設備が応用され、従って生産プロセスも変わってきました。 この分野では、Seeed Fusionの実装工場では高度な設備と洗練な半田付け技術が提供されています。 Seeed Fusionがどのように実装サービスを提供しているのかを見てみましょう。これは部品実装の主な生産プロセス流れ図です。 材料の準備 1.プリント基板:各基板をチェックし、ショート、断線、シルクのかすれ、その他の品質上の問題がないことを確認します。 2.部品:部品が足りることを確認し、部品の足部酸化に注意し、また部品が油と極性の有無をチェックする必要があります。 3.ソルダマスクとクリーム半田:冷凍庫から取り出すクリーム半田は解凍と攪拌する必要があります。 4.ガーバーファイルとBOMリストを準備しておきます。 5.工具:はんだごて、スズ、ワイヤーストリッパー、部品ボックス、ペンチ、ヒートガンなど。 裸基板を焼く プリント基板の乾燥を確実にします。 クリーム半田印刷 ソルダマスク印刷機でクリーム半田をパットに印刷します。 はんだ付け前の検査 プリント基板をチェックして、はんだ付けに問題ないことを確認します。 高速な取り付け マウンタ(実装機)は、画像認識技術が使われ、プリント基板の位置決めから、電子部品の装着まで、高精度に部品を装着できます。 リフロー前の目視検査 プリント基板をチェックして、リフローはんだ付けに問題ないことを確認します。 リフローはんだ付け 部品を基板に取り付けてリフロー炉に入れ、乾燥区域、予熱区域、溶接区域、冷却区域を使用して部品をはんだ付けします。 AOI(自動光学検査) 基板をはんだ付けした後、AOI装置を使って基板のはんだ付け状況を検査します。 DIP挿入処理 挿入部品を簡単に加工し、基板の対応する位置を挿入します。 ウェーブはんだ付け DIP挿入処理された基板をウェーブはんだ付け装置に入れ、溶接剤かけ、予熱、ウェーブはんだ付け、冷却などによって基板をはんだつけします。 基板洗浄…

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Seeed OPLの基板実装はより便利に、より安く、より速くなった!

Seeed Studio OPLとは OPLはOpen Parts Libraryの略で、Seeed Studio OPL(Open Parts Library)は、最も一般に使う部品ライブラリーで、品質、コスト、納期を大幅に改善できます。 Digikey、Mouser、Element14のような有名な電子部品販売代理店から部品を購入、品質保証があります。 毎度の購入は量が多いから、コストを下げることができます。 すべての部品をSeeed OPLから使用すると、基板実装の時間は24時間以内になり、基板の製造と実装の納期は5〜7日と短くなりまりました! Seeed Studio OPLの特徴 部品の種類が多い オープンソースコミュニティでの人気、実用性、互換性に基づいて、OPLには、抵抗、コンデンサ、IC、ダイオード、インダクタ、トランジスタ、水晶発振器、コネクタなど600種類以上の部品が用意されており、エンジニアに製品設計の利便性を提供し、部品調達の時間を節約します。 Seeed Fusionはまた、お客様からのフィードバックを収集し、市場動向に沿ってOPLの部品を時折更新します。たとえば、Particleと協力して、Particleをベースにした製品を低コストでプロトタイプ化するために、P0とP1のWi-Fiモジュールを導入しました。   絶対に信頼できる品質 Seeed OPLの部品の大部分は、数千回にわたり基板実装に使用されているほか、多くの製品でテストされ、検証されており、供給チャネルが安定しており、信頼性が高いことが証明されています。 十分な在庫 OPL部品の数量は安全在庫で監視され、弊社の長期的な協力サプライヤーは継続的な供給をサポートしていますので、OPL部品の在庫は常に十分であり、部品調達を待つ時間を節約します。 使いやすい 私たちはEagleとCircuitmakerと協力して、OPLの設計ファイル全体を彼らの設計ライブラリに導入し、エンジニアが設計の始めにOPL部品を使用できるようにしました。注文ページでBOM ファイルをアップロードすると、オンライン即時見積もりが得られます。…

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メタルマスクとは?-プリント基板の実装品質を左右する

2019.8.19追記更新—— PPT画像追加   メタルマスクとは メタルマスク(ステンシル)は、プリント基板製造工程のひとつである表面実装において、プリント基板上にハンダペーストを印刷する際に用いられる治具です。主に厚さ0.2mm以下の非常に薄いステンレス板に微細な切り欠きパターンを作り、ここにハンダペーストを刷り込むことによりプリント基板全体の部品装着部にハンダパターンを形成します。 その製造方法の1つとしてレーザ加工法があります。 メタルマスク製造解説 from ssuser97ba8f これ以外にもエッチング法、アディティブ法(メッキ法)があります。当社のレーザ・ステンシル加工機は、この切り欠きパターンをレーザ切断により形成する専用加工システムです。 レーザ加工法はドライプロセスであるため環境にやさしく、より高速で、高精度のメタルマスクを製造することが可能です。またエッチング法やアディティブ法に比べて環境面に加えコスト面、納期面でのメリットがあります。 メタルマスク製造解説 from ssuser97ba8f メタルマスクの役割 プリント基板には抵抗やコンデンサ、マイコン等の様々な電子部品がハンダ付けによって取り付けられています。しかし一つのプリント基板にはこれらの小型部品が数えきれないほど取り付けられています。しかし何百個もある、それも小型の電子部品のハンダ付けを手作業で行うと、膨大な時間を要してしまいます。また、あらかじめどこに何を取り付けるのかが決まっているため、手作業で行うと、ハンダ付けの失敗や取り付け場所の間違い等の問題が発生してしまいます。そこで登場するのが「メタルマスク」です。 それが何百枚、何千枚と作られている訳ですが、一体どの様にしてハンダ付けは行われているのでしょうか。 まずはメタルマスクとプリント基板を重ねます。クリーム状のハンダを流し込み、スキージと呼ばれるヘラで刷り込みます。そしてメタルマスクを取り除くと、必要な所にだけハンダが印刷されることになります。専用機械(実装機械)によって電子部品をハンダ上に配置し、熱風(リフロー炉)によって、ハンダを溶かしてプリント基板と電子部品をプリント基板の表側で接続します。 このようなプリント実装基板の工法を表面実装と呼び、これにより生産効率や歩留まりが劇的に向上してきているのです。この工法において、メタルマスクはなくてはならない役割を果たしているのです。近年の電化製品の小型化、高性能化は、これら技術をより高度化した数々の工法により成り立っているのです。 格安メタルマスク製造サービス メタルマスク製造解説 from ssuser97ba8f 表面実装技術の身につけを容易にし、小ロット生産を支援するために、Seeed Fusionは今月からメタルマスクの値段を下げしました。 精密できれいなエッジを確保するために、Fusionのメタルマスク製造サービスでは、頑丈な304ステンレス鋼を使用し、最新鋭のレーザー加工機による高精度高品質のメタルマスクをご提供しております。 すべてのサイズは、わずか9.90ドルから始まり、最大サイズの場合、元価格の3分の1になります!メタルマスクの仕様と価格はここでご覧ください。 サイトで自動見積り計算される 日本語サポートたっぷり 24時間内製造完了…

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