電子機器の開発とは？　電子回路設計から筐体製造・検査までの流れ

電子回路設計とは

電子回路基板は、様々な身近な機器に使われています。例えば、携帯電話、パソコン、車にも最近は多く使用されるようになっています。この電子回路基板は、様々な部品で成り立っていますが、一般的には、下記のような手順にて、設計、製作されています。

以下にて、簡単に上記用語の説明をさせて頂きます。

回路設計(部品選定)とは

電子回路は大きく分けて、アナログ回路とデジタル回路に分かれます。アナログ回路は、電気信号を増幅したり、スピーカーやLEDといった部品を駆動したりする回路です。デジタル回路は、論理ゲートと呼ばれる “0” か “1” かの信号を入力したり出力したりすることが出来る回路を多数組み合わせたもので、デジタル回路技術の発展により高度な信号処理が可能となりました。

また、アナログ回路とデジタル回路が混在する回路が一般的です。

基板設計とは

基板設計とは、回路図をもとに、プリント基板上のパターンに実現する技術です。基板設計は、パターンによって部品どうしを配線する作業だけでなくプリント基板の選択、形状設計、部品の外形形状の割り出し、プリント基板上への部品配置も含んでいます。

部品配置は、部品の電気的特性、熱的特性、

入出力信号のレベルや周波数などを考慮して決めなければなりません。パターンは電流容量やインピーダンスなどを考慮し、それ自体が回路であると考えて引いていく必要があります。また、発熱素子については、周囲への影響を考慮し部品配置をする必要があります。

回路設計と基板設計の違い

回路設計は前述のとおりですが、回路設計の後、基板設計をおこないます。基板設計は回路設計で選定した部品をプリント基板上にどのように配置するかを設計する工程です。配線の幅と間隔をみたり、部品の配置、基板の形状などを確認してパターンをひきます。回路設計では回路図や部品表を出力データとして出しますが、基板設計では、アートワークやガーバーデータとして出力します。

筐体設計とは

筺体は、機器の保護、発熱する機器の放熱を助ける、秘密の保持や改造防止、電気的ノイズ対策、騒音対策、防水・粉塵対策を目的として使用されます。
また、デザイン性はもちろんのこと、部品収納や空気力学的特性を改善、その使用条件に即した「機能性」を向上させる用途でも使用されますので、設計の際は製品コンセプトや性能まで考慮して行う必要があります。

プリント基板実装とは

プリント基板実装とは、ベアボードへ電子部品などを搭載してはんだ付けを行い、回路として動作させる状態にすることです。チップ部品などは、チップマウンタと呼ばれる設備にてプリント基板の部品面に実装することが基本です。

リード部品ははんだ面に実装されることが基本で、はんだ槽に流して実装したり、手はんだにて実装されることが多くなっております。基板の多層化、高密度化が進んでおり、極小チップ部品の正確なハンドリング技術や、位置決め技術、リフローはんだ付け技術などが求められています。

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