プリント基板設計に関する考え方を紹介します。


■ICの下はできるだけグランドを入れる
 
プリント基板を設計する際、QFPなどICの部品下を配線する場合が
あります。

下記左側の例では、
QFPの部品下に配線があり、
GND（水色）がほとんどない状態となっています。

この場合、部品下の配線パターンが、
IC自体から輻射されるノイズの影響を受ける可能性があります。

下記右側の例では、
QFPの部品下は全てGND（水色）としており、
信号・電源配線は部品の外側に引き出しています。

配線スペースの制約もありますので、
全ては難しいこともありますが、部品下の信号配線は最小限と
するのが望ましいです。

部品下にグランドパターンを入れることでEMIを減少させています。

また、放熱の効果もあります。

1. 直角配線
2. ベタとの配線バランス
3. 部品極性シルク
4. リターンパス
5. GNDプレーン分断
6. パスコンの配置
7. ICの下はできるだけグランドを入れる
8. Ｔ分岐配線を避ける
9. シルク文字の配置
10. Ｖカットライン付近のシルク
11. 部品パッド－ビア間のレジスト間隔
12. スルーホール接続の鋭角パターン
13. フォトカプラの配線
14. VR（可変抵抗）の配線
15. トップビュー／ボトムビュー①
16. トップビュー／ボトムビュー②
17. 円形基板の面付け
18. 電解コンデンサの部品サイズ
19. 部品パッケージ
20. 電流に対してのパターン幅
21. 基板認識マークの位置
22. ミシン目と部品の位置
23. Ｖカットと部品の位置
24. 基板端と部品の距離
25. 基板取り数
26. 高電圧基板に関して
27. 鉛フリーはんだ仕様の設計仕様
28. シミュレーションについて

昨日に引き続き、アクトシティ浜松　展示イベントホールにて、 

第24回　「はままつメッセ2014」 が開催されました。 

本日は開場から、大勢のお客様がおみえになり、 

アート電子のブースにも、たくさんのお客様にお立ち寄り頂きました。 

誠にありがとうございました。 

アート電子ブースへお越しのお客様で、

もっと知りたいとお考えのご担当者様、 

また、都合でお越しいただけなかったお客様も、 

改めて弊社アート電子へご連絡ください。 

お客様の課題に対してじっくりと対応させて頂きます。 

本日1/30（木）から明日1/31（金）までアクトシティ浜松　展示イベントホールにて、 

第24回　「はままつメッセ2014」 が開催されています。  

アート電子も出展しています。 

あいにくの天候でしたが、多くの方にご来場いただきました。 

ご来場いただいた方にアート電子及びノイズ対策セミナーについて

ＰＲをしました。

明日1/31（金）までの開催です。

 ご来場の際は、是非、アート電子のブース（113）に 

お立ち寄り下さい。  

お待ちしております。 

先日のインターネプコン(プリント配線板EXPO2014)では

弊社ブースへお立ち寄り頂き、誠にありがとうございました。

各種シミュレーション対応パターン設計(ノイズ対策、伝送線路、

基板発熱・変形解析、熱流体解析)、近傍界測定システム(NESシリーズ)での

解析サービスを中心に出展をさせて頂きました。

お客様の抱えていらっしゃる問題に対して、

少しでもお役に立てればと考えております。


展示会でもご案内させていただきましたが、

『【無料】ノイズ対策セミナー2014 品川会場』を開催いたします。

ご興味のある方は、ぜひご参加下さい。

専用申し込みページよりお申し込みください。

本日は、インターネプコン2014の開催最終日です。

当社のブースには、開発案件の課題をお持ちのご担当者様が

入れ代わりご来場頂いております。

写真は、

当社開発担当がお客様のご相談に対応させて頂いている様子です。

本当に短い時間の中で、本日対応出来る事は限られておりますが、

お客様には出来る限り対応をさせて頂きたいと考えております。

当社ブースへお越しのお客様でもっと知りたいとお考えのご担当者様、

また都合で本日お越しいただけなかったお客様も、

改めて当社へご連絡ください。

お客様の課題に対してじっくりと対応させて頂きます。

本日は、プリント配線板EXPO2014開催2日目となります。

会場は、通路のお客様がすれ違いでぶつかる程に混み合っております。

当社アート電子のブースではショートセミナーと題しまして、

15分間のテーマ毎のイベントを開催しております。

画像は、

当社開発担当がブース前で伝送線路シミュレーションサービスの

セミナーを開催している様子です。

製品開発のお客様が、ノイズや誤動作にテーマをお持ちのようで

皆さん立ち止まって熱心に聞き入っておられました。

展示会もまだまだこれから、説明員も張り切ってPRさせて頂き、

少しでも多くのお客様の課題を解決するお手伝いをさせて頂きたいと

思います。

会場にお越しの予定がございましたら、

是非当社・アート電子株式会社のブースにお立ち寄りくださいませ！

プリント配線板EXPO2014初日の様子です。

■展示会概要■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

 ・会　　　　期 ：2014年1月15日（水）〜 1月17日（金）10：00〜18：00

 ・会　　　　場 ：東京ビッグサイト　　　　　　　　（17日は17:00まで）

 ・弊社小間番号 ：東35−42

 ・出　展　製　品：開発〜基板Assyまでをspeedyかつ高品質に

 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　                お届けするサービス

 ・　　　　　　　　基板実装状態での

                                 プリント基板ノイズ近傍界測定システム  ・　　　　　　　　高速伝送線路シミュレーション、ノイズ対策設計

 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 

ショートセミナーも多数行なっております。

ご来場をお待ちしております。

明日1/15（水）から1/17（金）まで3日間、東京ビッグサイトにて、

プリント配線板EXPO2014が開催されます。 

アート電子のブースも、先ほど準備が完了しました。


強い寒気の影響で、全国的に厳しい寒さとなっています。

明日15日は、関東地方の平野部でも雪の降る可能性があるようです。

来場される方は、（マフラー、手袋など）防寒対策をしっかりお願いします。 

ご来場の際は、

是非アート電子のブース（東35-42）に お立ち寄り下さい。 

お待ちしております。

・チップ立ちについて 

チップ立ちとは、表面実装に特有の現象。 

ツームストーン、マンハッタン現象とも呼ばれています。 

チップ立ち発生について 

①浮き側電極へのはんだ未着

 　片側電極がはんだと接触せず（溶融はんだとチップ電極が接合

  していない状態含む）、もう一方の電極のみ接合する瞬間がある。 

②パッド設計と部品仕様

 　部品を引き上げることのできるパッド設計と部品仕様になっている。

③電極へのぬれ性 

　部品を引き上げることのできる（電極に対する）ぬれ上がりがある。

チップ立ちの抑制について 

①浮き側電極へのはんだ未着

   ・はんだ溶融温度付近の昇温速度低下

   （コンベア速度低下、昇温ゾーンを増やす）

   ・2種合金など溶融時間を考慮したソルダペーストの使用 

  ・はんだ付け性を抑止したソルダペースト使用。

     ※プリヒート条件等、他の要因でぬれ性が劣化する場合も

      チップ立ちは減少方向になる。 ②パッド設計と部品仕様

   ・パッド突き出し長さを短くする。 

   ・部品電極幅を長くする

    (パッドは電極幅以上の長さが必要。） 

③電極へのぬれ上がり抑制

   電極へのぬれ上がりを遅くする。 

新しく「ノイズ対策.COM」（http://www.noise-counterplan.com/）を開設しました。

ノイズ対策を考慮した高品質な電子回路の開発・設計を行う

技術者様のための技術情報サイトとなっています。

プリント基板設計のポイントを、ビフォー・アフターの形式で

紹介しています。

事例については、現在40例ほどとなっていますが、

随時追加していく予定です。

また、ノイズの基礎知識、技術資料を掲載しています。

現在、100名様限定でプリント基板「ノイズ対策ハンドブック」の

プレゼントを行っています。

お問い合わせ・資料請求はこちらからお願いします。

ISO14000シリーズは、「環境マネジメントシステム」または

「環境管理システム」と呼ばれています。 

1992年3月に、ISO14000シリーズの原点ともいわれる英国の

環境管理規格　BS7750が制定されまた。

1996年10月から11月にかけて、ISO14001、ISO14004、ISO14010、

ISO14011、ISO14012の5つの規格としてISO14000シリーズの

第一弾として発行されました。 

1987年3月に品質管理及び品質保証規格としてISO9000シリーズが

発行された時、日本の品質管理システムを優先させる企業が

多かった様です。 

しかし、ISO9000シリーズに認証しないと国際的に通用しないという

現実に直面をしました。 

この時の経験から、ISO14001規格が発行した時、1996年10月には

「JIS　Q14001」規格として国内規格として制定されました。   

ISO14001規格で重要なのは、次の事項であります。   

適用可能な法的要求事項及び組織が同意するその他の要求事項

組織が管理できる環境側面及び組織が影響を及ぼすことができる

環境側面、トップが環境方針を作成し、これに対応した形で

各部門(階層)が目的と目標を作成し、環境側面の内で著しい

環境影響を及ぼす環境側面を抽出し、環境負荷を減らす活動を

行ないます。  

ISO14000シリーズの認証取得の目的を下記に記載 します。 

 　①親会社から認証をとるように要請があった。 

  ②認証取得すればビジネス競争上で優位になると思って。 

  ③認証取得を通して企業体質を変えるため。  

③番目の『認証取得を通じて企業体質を変える為』こそが本来の

目的であり、企業体質が変わった結果、優良企業になること

が出来ます。

現在、日本経済が低迷している原因は、多くの日本企業が従来の

部分最適を実現させる仕組みを堅持し、全体最適を実現させること

が出来ないからであると推測します。  

 ISO14001規格の認証は、全体最適を実現する企業のシステムに

合わせて作られています。 

部分最適しか実現させることができない日本企業の経営システムでは、

ISO14001規格の本来の機能を発揮させることが出来ません。  

全体最適を実現させる経営システムには、

『スコア・バランスカード』の考え方が参考になると考えております。 

ISO14001規格では、

『環境目的及び目標を設定し維持しなければならない』と

規定しています。 

目的と目標の両方の設定が必要になり、企業として維持するとは

組織末端までブレークダウンしていく必要があります。

その為に全員参加の活動でなくてはならないわけであります。 

もうひとつISO14000シリーズの認証取得で重要なのが、

リスク・マネジメントであります。 

この場合は、環境側面に関連したリスク・マネジメントであります。   

環境側面のリスクは下記のように測定されます。 

　環境に与える被害　×　それが発生する確率 

リスク・マネジメントが難しいのは、上の式の計算だけでリスクを

判断できないことであります。 

多くの人たちが雷を怖がるのは、雷に打たれる確率は低いが、

もし雷に打たれた時の被害が甚大であるからであります。

リスクに対する判断基準が必要になるからであります。 

環境側面のリスク・マネジメントも、経営のリスク・マネジメントも、

さらに言えば品質に対するリスク・マネジメントも同じものであります。  

ただ環境側面で見ているのがISO14000シリーズで、品質に関して

行うのがISO9000シリーズで、総合的に考えるのが経営の

リスク・マネジメントであります。 

弊社もこの様な考えを基に、環境ISOへの取り組みを実施しております。 

プリント基板設計に関する考え方を紹介します。

■パスコンは容量の小さい順に配置

容量の異なる複数のコンデンサをパスコンとして使用する場合が

あります。

コンデンサの容量により、周波数特性が異なるためです。

プリント基板では、容量の小さいコンデンサほどパターンの影響が

大きくなります。

パターンが長くなると、パスコンとしての効果が小さくなってしまいます。

そのため、ICの端子から見て、容量の小さい順にコンデンサを配置・

配線する必要があります。（参考画像：下）

1. 直角配線
2. ベタとの配線バランス
3. 部品極性シルク
4. リターンパス
5. GNDプレーン分断
6. パスコンの配置
7. ICの下はできるだけグランドを入れる
8. Ｔ分岐配線を避ける
9. シルク文字の配置
10. Ｖカットライン付近のシルク
11. 部品パッド－ビア間のレジスト間隔
12. スルーホール接続の鋭角パターン
13. フォトカプラの配線
14. VR（可変抵抗）の配線
15. トップビュー／ボトムビュー①
16. トップビュー／ボトムビュー②
17. 円形基板の面付け
18. 電解コンデンサの部品サイズ
19. 部品パッケージ
20. 電流に対してのパターン幅
21. 基板認識マークの位置
22. ミシン目と部品の位置
23. Ｖカットと部品の位置
24. 基板端と部品の距離
25. 基板取り数
26. 高電圧基板に関して
27. 鉛フリーはんだ仕様の設計仕様
28. シミュレーションについて

プリント基板設計に関する考え方を紹介します。


■GNDプレーンを分断しない

前回に引き続き、リターンパスを考慮した設計です。

画像の例は、
上側では、ビアが8個並んでおり、ビアのクリアランスにより
プレーンが分断されている状態です。

リターンパスが遠回りとなっており、
この部分でノイズが発生しやすくなります。


下側では、ビアが8個並んでいますが、2個ごとに間隔を空け、
GNDが接続されるようにしています。

リターンパスが遠回りとならないようにしています。


ノイズを考慮した設計をするために、ビアの配置も意識する必要が
あります。 

1. 直角配線
2. ベタとの配線バランス
3. 部品極性シルク
4. リターンパス
5. GNDプレーン分断
6. パスコンの配置
7. ICの下はできるだけグランドを入れる
8. Ｔ分岐配線を避ける
9. シルク文字の配置
10. Ｖカットライン付近のシルク
11. 部品パッド－ビア間のレジスト間隔
12. スルーホール接続の鋭角パターン
13. フォトカプラの配線
14. VR（可変抵抗）の配線
15. トップビュー／ボトムビュー①
16. トップビュー／ボトムビュー②
17. 円形基板の面付け
18. 電解コンデンサの部品サイズ
19. 部品パッケージ
20. 電流に対してのパターン幅
21. 基板認識マークの位置
22. ミシン目と部品の位置
23. Ｖカットと部品の位置
24. 基板端と部品の距離
25. 基板取り数
26. 高電圧基板に関して
27. 鉛フリーはんだ仕様の設計仕様
28. シミュレーションについて

プリント基板設計に関する考え方を紹介します。

■リターンパスを確保する

電気信号は送信のみで完結するものではありません。

「回路」というように必ず戻りの経路があります。

戻りの経路（リターンパス）を疎かにすると、ノイズ発生の要因と

なってしまいます。


画像の例は、

左側が表層の信号ライン、右側が内層GNDのリターンです。

上段の例では、ビアによりリターンパスが遠回りとなっています。

この部分でノイズが発生しやすくなります。


下段の例では、ビアによる影響を受けずリターンパスが短くなって

います。

信号とリターンが対になっており、ノイズの発生はありません。


ノイズを考慮した設計をするために、ビアの配置も意識する必要があります。

1. 直角配線
2. ベタとの配線バランス
3. 部品極性シルク
4. リターンパス
5. GNDプレーン分断
6. パスコンの配置
7. ICの下はできるだけグランドを入れる
8. Ｔ分岐配線を避ける
9. シルク文字の配置
10. Ｖカットライン付近のシルク
11. 部品パッド－ビア間のレジスト間隔
12. スルーホール接続の鋭角パターン
13. フォトカプラの配線
14. VR（可変抵抗）の配線
15. トップビュー／ボトムビュー①
16. トップビュー／ボトムビュー②
17. 円形基板の面付け
18. 電解コンデンサの部品サイズ
19. 部品パッケージ
20. 電流に対してのパターン幅
21. 基板認識マークの位置
22. ミシン目と部品の位置
23. Ｖカットと部品の位置
24. 基板端と部品の距離
25. 基板取り数
26. 高電圧基板に関して
27. 鉛フリーはんだ仕様の設計仕様
28. シミュレーションについて

当日はあいにくの天気でしたが、
多くの方にご参加いただきました。

定員は25名としておりましたが、
参加のご希望を予想以上に多くいただき、
定員人数を超えての開催となりました。

セミナー内容については、
クロストークや現場でよく発生しているノイズ原因について
理解できたとご好評の声を頂きました。

その他にも、もっと詳しい内容を知りたいなど
ノイズ対策知識を得ようと前向きな意見を多くいただきました。

今後は、ノイズ対策セミナー中級編など考えておりますので
内容についてご要望がありましたら是非下記にお問合せ下さい 

静電気は2種類の物質をこすり合わせる摩擦によって 生じ、正（プラス）と負（マイナス）があります。

物体は電気的にみるとプラスとマイナスの電荷の
配列で成り立っています。
この配列が摩擦などの運動によりバランスが崩れ、
電気的に電荷が一方に片寄る事を「帯電」といい、
この帯電状態を「静電気状態にある。」といいます。

静電気は動かない物体には起きません。
物が動く事による物体同士の摩擦、ときには空気
との摩擦などで電気的に極性が一方に片寄ってしまう
事を帯電するといいます。

例えば、人は歩いているだけでも摩擦により帯電
しています。
そして、帯電の極性は物質によっても異なり、
塩化ビニールやポリエチレンなどはマイナスに帯電
し、人体はプラスに帯電します。

これらは、物体を構成する物質の帯電極性による
もので、ナイロンとテフロンを擦りあわせた時、
ナイロンはプラスに帯電し、テフロンはマイナスに
帯電します。

また、帯電量も摩擦させる物質によって異なります。

尚、「静電気安全指針」では、400V以下の配電線に
よる感電を防止する為、絶縁抵抗値は、0.1MΩ以上
ある事が望ましく、作業者への帯電防止の為、
作業環境に応じて、表1の抵抗値が示されています。

プリント基板設計に関する考え方を紹介します。


■チップ部品のベタとの配線バランス

チップ部品をベタGNDなどに接続する場合は、
左右のパッドへの配線幅を揃えるようにします。
（※注意　写真の例では揃っていません）

配線幅が揃っていない場合、
リフロー時にチップ立ちが発生する可能性が高まります。


熱の逃げがそろっていないため、
クリームはんだが溶けるタイミングが左右のパッドで変わります。

先に溶けたパッドのはんだの表面張力により、
チップ部品が動いてしまい、チップ立ちや位置ずれが発生します。


1608 → 1005 → 0603 → 0402 というように、チップ部品の
小型が進んでおりますので、少しのパターン幅の差でも、
割合で考えると大きな差となってしまいます。

1. 直角配線
2. ベタとの配線バランス
3. 部品極性シルク
4. リターンパス
5. GNDプレーン分断
6. パスコンの配置
7. ICの下はできるだけグランドを入れる
8. Ｔ分岐配線を避ける
9. シルク文字の配置
10. Ｖカットライン付近のシルク
11. 部品パッド－ビア間のレジスト間隔
12. スルーホール接続の鋭角パターン
13. フォトカプラの配線
14. VR（可変抵抗）の配線
15. トップビュー／ボトムビュー①
16. トップビュー／ボトムビュー②
17. 円形基板の面付け
18. 電解コンデンサの部品サイズ
19. 部品パッケージ
20. 電流に対してのパターン幅
21. 基板認識マークの位置
22. ミシン目と部品の位置
23. Ｖカットと部品の位置
24. 基板端と部品の距離
25. 基板取り数
26. 高電圧基板に関して
27. 鉛フリーはんだ仕様の設計仕様
28. シミュレーションについて

7/29(月)に地元浜松にてアート電子主催【無料】ノイズ対策セミナーを開催します！ 

会場はアート電子3階の会議室で行います。

詳細・お申し込みは、こちらよりお願いします。

※ 一部講演内容を変更させていただきました（2013/6/25）

①ボード設計におけるクロストークの原理と対策 
  
       (シグナルインテグリティ コンサルタント　碓井有三 氏) 

　　ボード設計におけるクロストークの対策などを解説します。

 

②基板設計現場で活かせるノイズ知識とその具体策

　　　　　　　　　　　　　　 　(アート電子株式会社 劉岩 氏) 

　　実際にシミュレーションツールを活用し、
　　パターン設計を行なっている当社だからできる
　　実践的な対策を解説します。

③開発工期短縮を実現　高精度 近傍界測定

　　　　　 (有限会社アステック開発　代表取締役 鈴木達巳 氏)

　　アート電子主催ノイズ対策セミナーでは　　初めてご講演いただきます。

　　実装基板上の電流から発生するノイズ源を
　　高精度に測定・評価する、
　　近傍界ノイズ測定システムをご紹介します。

6/25現在、すでに十数名のご登録をいただいております。

詳細・お申し込みは、こちらよりお願いします。

 詳細はこちら

プリント基板設計に関する考え方を紹介します。

■直角配線をさける

基本的に直角配線はしないように注意して設計を行います。

直角配線の場合、以下の様な問題が発生します。

　　　① オーバーエッチングにより
　　 直角部分のパターンが細くなる可能性が高まる。

　② 直角部分でパターン幅が広くなるため、
　　 特性インピーダンスが変わる。

　③ 反射のため、ノイズを発生しやすくなる。

②③は低周波であれば、影響はほとんどありません。

45°配線（135°配線）の場合も、
コーナー部分のパターン幅が若干広くなりますが、
45°配線とするのが一般的です。

影響が大きくなる高周波の場合は、円弧での配線が必要となります。

1. 直角配線
2. ベタとの配線バランス
3. 部品極性シルク
4. リターンパス
5. GNDプレーン分断
6. パスコンの配置
7. ICの下はできるだけグランドを入れる
8. Ｔ分岐配線を避ける
9. シルク文字の配置
10. Ｖカットライン付近のシルク
11. 部品パッド－ビア間のレジスト間隔
12. スルーホール接続の鋭角パターン
13. フォトカプラの配線
14. VR（可変抵抗）の配線
15. トップビュー／ボトムビュー①
16. トップビュー／ボトムビュー②
17. 円形基板の面付け
18. 電解コンデンサの部品サイズ
19. 部品パッケージ
20. 電流に対してのパターン幅
21. 基板認識マークの位置
22. ミシン目と部品の位置
23. Ｖカットと部品の位置
24. 基板端と部品の距離
25. 基板取り数
26. 高電圧基板に関して
27. 鉛フリーはんだ仕様の設計仕様
28. シミュレーションについて