基板実装・電気機械器具組立の安曇川電子工業｜滋賀
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プリント基板の小型化で、実装する電子部品の小型化が求められています。その要求に対応するためには、基板に搭載するさまざまな種類の部品の進化が欠かせません。
電子機器の発展によって私たちの暮らしの利便性が向上している今日、プリント基板の表面実装であらゆる種類の部品を扱っている安曇川電子工業が、どのような種類の部品が電子機器の作動を支えているのか、部品の種類と名称、その役割についてそれぞれ解説いたします。
目次
電子機器に使われているプリント基板にはさまざまな種類の部品が搭載されており、その一つ一つが役割を果たすことで生活に欠かせない機器が作動し、私たちの暮らしが支えられています。
現在の電子機器は、高機能化と小型化を実現するために開発が進んでいますが、それには、より多くの高機能な部品を搭載しなければならず、部品の小型化に合わせて基板実装のための技術の向上も求められています。
そこで、電子機器に欠かせないプリント基板にはどのような種類の部品が搭載されていて、それらがどのような役割を果たしているのかをご紹介します。
ここでは、ほとんどのプリント基板に搭載されている必要不可欠な部品の種類とその役割をご紹介します。
抵抗は、電気を流れにくくするための電子部品です。電気の流れる量を制御したり調整したりすることで、電子回路を適正に作動させます。
その他にも、電圧を下げたり電気のエネルギーを熱に変えたりします。
抵抗は、導体の中でも抵抗率の高いものが材料となっていて、セラミックやニッケルクロム合金などが使われます。
コンデンサは電気を蓄えたり、必要な時に放電したりする電子部品で、コンデンサがあることで電圧の変化が吸収されます。
コンデンサには、誘電率の高いセラミックスを使ったセラミックコンデンサや、アルミニウムなどの金属と電解質を使った電解コンデンサ、誘電体にプラスチックフィルムを使ったフィルムコンデンサなどがあります。
インダクタは抵抗やコンデンサと同じく、供給された電力を整流したり増幅したりせず、そのまま使ったり蓄積したりする「受動部品」の一つです。
インダクタはコイルと同じ構造で、ひも状の導線をらせん状や渦巻き状に巻いた構造をしています。
インダクタは、電流が流れている間、磁石のような働きを持ち、電流によって発生する磁場でエネルギーを蓄積します。
トランスは、基板に接続して、基板を流れる電圧または電流を制御するための部品です。
電圧の変換の役割が最も一般的ですが、他にも絶縁目的で使われる「絶縁トランス」、スイッチング電源に用いられる「スイッチングトランス」、オーディオ機器に用いられる「オーディオトランス」など、さまざまな種類のトランスがあります。
ダイオードは、電気を一方向のみに流すための部品です。
半導体を用いた基本的な部品ですが、半導体の材料や構造によって、ラジオで使われる無線信号から音声信号を取り出す役割を持つゲルマニウムダイオードや、光を感知すると電流の量が変化するフォトダイオードなどさまざまな種類に分けられます。
LED（発光ダイオード）は、ダイオードの中でも、電流を流すことにより、電気エネルギーが光となって放出される現象を利用した半導体です。
白熱電球と違って電気エネルギーから光への変換効率が優れており、白熱電球や蛍光灯に比べて寿命が長く、エコな商品として活用されています。
トランジスタは電気の流れをコントロールする半導体です。
小さな信号を何倍にも大きくする「能動部品」の代表と言われるほど重要な部品で、信号によって電気を流したり止めたり、回路のオン/オフを切り替えたりとスイッチとしても使われます。
トランジスタができる前の電子機器には小型化が困難な真空管が使われていましたが、トランジスタが発明されたことで、電子機器の小型化、高性能化が随分と進みました。
ICは、一つの部品の中に、トランジスタや抵抗、コンデンサ、ダイオードなどの電子部品を集積したものです。
数cm角程度の欠片である「チップ」上で電気回路を形成し、複雑な処理や大量のデータの記憶を行っています。
ICの開発のおかげで、スマートフォンやノートパソコン、小型ゲーム機などのコンパクト化が実現できました。
センサーとは、温度や湿度、明るさや磁気などといった環境の変化を電気信号に変えるためのものです。
例えば、サーモスタットは、センサーが温度を検知し、設定された温度を保つように働きます。センサーは電子機器にとって「知覚」としての役割を果たすと言えるでしょう。
スイッチというと、電源を入れたり切ったりするための部品と捉えられがちですが、基板に搭載される部品のスイッチは、電流の流れをコントロールして回路を閉じたり、開いたりする役割を担うものです。
そのため、外部からの力を受け、機械的に電気信号の切り替えを行う部品はすべてスイッチに分類されます。
リレーとは、運動会のリレー競争でバトンをつなぐように電気をつなぐ役割がある部品で、日本語では「継電器」とも言います。
リレーは、コイルに電流を入力することで磁力を発生させ、その力でスイッチをON/OFFさせます。小さな電流で大きなスイッチをコントロールできるのが特徴です。
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プリント基板に表面実装する部品のほとんどが繊細で丁寧に扱わなければなりませんが、中には、少しの湿度や熱などからも保護しなければならないというより一層の注意が必要な種類があります。
それらはどういった種類の部品で、安曇川電子工業が日頃どのような配慮をしながら扱っているかをご紹介します。
半導体、特にQFPやLEDは、静電気や湿度に弱い部品です。わずかな静電気を受けただけで部品が壊れたり、湿度の高い場所に保管していると部品が吸湿し、はんだ付けの際に水蒸気爆発による破損が起きたりすることがあります。
そこで、安曇川電子工業では、静電気の発生を抑えるために導電性の靴、服装、帽子を着用しています。また、床や作業台には導電マットを敷き、アースバンドをして部品を取り扱います。
また、湿度管理を徹底するため、部品の保管はドライボックスで行っています。
LEDは、熱衝撃に弱いという特徴があり、 LEDの内部温度が80℃を越えると劣化が始まってしまいます。そして、さらに高温になると、LEDの回路が破壊される恐れもあるのです。
そのようなLEDを搭載した基板をリフロー炉ではんだ付けする際には高度な技術が必要です。
急激な温度変化を起こして部品内部にクラックが入らないように、リフロー炉では独自の温度コントロールを行い、はんだの状態や部品に異常がないかの確認をしています。
セラミックコンデンサは、素材の特性として、圧縮応力には強い反面、引張応力には弱いという注意すべき点がある部品です。
基板製造や組立時の過剰な基板曲げや基板分割時のストレスで部品にクラックが入ることがあるため、安曇川電子工業では、基板分割をする際には手で割ることはせずに、専用の分割機を使用します。
また、設計の段階で、分割時にストレスが掛からない方向に配置するように配慮しています。
安曇川電子工業です。基板・部品調達〜実装、組立まで、滋賀県一拠点で一貫生産体制を整えています。
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