製品設計のために知っておくべきこと： 電子技術者が習得するこれらの基本的な電子部品の用語、PCB技術、および最もよく使用される部品のフットプリントは、プロジェクト開発の効率化のために、製品設計者、機械設計者、プロジェクトマネージャー、および規制担当技術者にとっても必須の知識です。
基本的な電子部品の種類
- 抵抗器： 電流の流れを阻害する受動的な2端子電気部品。
- コンデンサ： 電界に電気エネルギーを蓄積する、受動的な2端子電気部品。
- インダクタ： 磁場にエネルギーを蓄積する、受動的な2端子電気部品。
- ダイオード： 電流が一方向にのみ流れるように設計された、2端子の電子部品。
- トランジスタ： トランジスタは、電気信号を増幅またはスイッチングするために使用できる3端子の電子部品です。数十億個が集積されたトランジスタは、現代のあらゆるコンピューティングロジックの基盤となっています。
- リレー： さまざまな電気回路を制御するために使用できる、電気的に作動するスイッチ。
スルーホール抵抗器は、最も基本的な電子部品です。 - 光電子工学： 光を電気信号に変換する、あるいはその逆を行う電子部品。 導かれた （発光ダイオード）はその一つです。
- 発振器： 特定の周波数の交流電流を生成する電子部品。
- 電圧レギュレータ： 一定の電圧出力を維持する電子部品群。
- トランスフォーマー： 電気信号の電圧または電流を変化させるために使用できる電子部品。
- 結晶： 発振回路の周波数を制御するために使用される電子部品。
- フィルター: 電気信号から不要な周波数を除去するために使用される電子部品群。
- 集積回路（IC）： 上記で説明したような、相互接続された電子部品の集合体で、通常は単一の半導体チップ上に搭載されており、さまざまな機能を実行できる。
PCB用語集
- PCB: （印刷物） 回路基板）は、電子回路を作成するために使用されるベースサポートです。グラスファイバーなどの絶縁材料で作られた基板で、導電経路がエッチングされています。
- PCBA: はプリント回路基板アセンブリの略で、機能する回路基板を作成するために部品をPCBにはんだ付けするプロセスです。 電子回路これには、集積回路、抵抗器、コンデンサなどの部品を基板に取り付け、はんだ付けする作業が含まれます。
- ソルダーマスク： プリント基板（PCB）の表面に塗布される薄いポリマー層で、銅配線を酸化や短絡から保護する。
- プラチナ: 金属表面に錫や金などの別の金属の薄い層をコーティングするために用いられるプロセス。
- エッチング： 上述のように、化学溶液を用いてプリント基板から不要な物質を除去するプロセス。
- ラミネート加工： 2つ以上の材料層を接合して単一のユニットを形成するプロセス。
- 銅被覆ラミネート： プリント基板（PCB）の製造に使用される材料で、基板に接着された薄い銅箔層から構成される。
- シルクスクリーン： 印刷における、プリント基板に文字や図を印刷するために使用されるプロセス。
Like other design acronyms, PCB, PCBA and BOM are used daily by engineers but need a definition for newcomers. A list of manufacturing terms and acronyms helps product designers follow these exchanges.
- 回路トレース： プリント基板上の、電気部品を接続するために使用される細い銅線。
- 経由： プリント基板に設けられた小さな穴で、はんだが充填されており、基板を通して2層以上の層を接続するために使用される。
- SMT（表面実装技術）： 基板に穴を開けることなく、はんだペーストとリフロー炉を用いて電子部品を実装する方法。具体的な部品については後述します。
- スルーホール: 上記のSMTとは対照的に、スルーホール方式は、部品のリード線またはピンをプリント基板の穴に通し、反対側からハンダ付けすることで部品をプリント基板に実装する組立方法です。この組立方法は、スルーホール実装、ピンインホール実装、またはホールスルー実装とも呼ばれます。
- BGA（ボールグリッドアレイ）： 部品をプリント基板に接続するために使用されるはんだボールの配列
- ウェーブはんだ付け： 溶融したはんだの波を用いて部品をプリント基板にはんだ付けするプロセス。
- リフローオーブン： プリント基板を加熱してはんだペーストを溶かし、部品を基板にはんだ付けできるようにするオーブン。
- パネル化： 効率的な製造のために、複数のプリント基板を単一の基板上に配置するプロセス。
- ルーティング： ルーターを使用してプリント基板から余分な材料を削り取るプロセス
- テスト治具またはテスター： プリント基板の機能性をテストするために使用される装置。
- ガーバーファイル: の ファイル形式 プリント基板の部品、配線、および層の配置を説明するために使用されます。
- ピックアンドプレイス: 高速でプリント基板上に部品を配置するために使用される、コンピュータ制御の自動機械。
- 自動光学検査（AOI）： プリント基板の欠陥を検査するために使用される機械。
電子部品の形状と設置面積
スルーホール電子部品
- 軸方向リード線： これは最も一般的なスルーホールタイプのフットプリントで、部品本体の側面から伸びる2本のリード線で構成されています。
- 橈骨リード： このタイプのフットプリントは、部品本体の側面から円形に伸びる2本以上のリード線で構成されています。
- DIP（デュアルインラインパッケージ）： この集積回路パッケージは長方形の形状をしており、両側に2列のピンが伸びている。
- SIP（シングルインラインパッケージ）： 上記のDIPと同様だが、配線が1本のみである。このタイプのフットプリントは、電子部品本体の側面から伸びる1列のリード線で構成されている。
標準化された貫通穴形状
トランジスタの形状は他にも多数ありますが、これらはその一例です。
| 足跡または形状名 | 表面実装標準形状 | 例 |
| TO-126、TO-92、TO-39、TO-18、TO-5 … | 小信号トランジスタに使用される、金属缶の有無を問わない3リードパッケージ。
|  |
| TO-3、TO-3P、TO-220、TO-220F、TO-247 … | 放熱用の金属タブと追加の固定具を備えた3リードパッケージで、パワートランジスタに使用されます。 |  |
表面実装電子部品
- SOIC（小型アウトライン集積回路）： これは、長方形の形状をしており、各面にピンが並んでいるタイプの集積回路パッケージです。
- QFP（クワッドフラットパッケージ）： このタイプのフットプリントは、部品本体の両側から長方形のパターンで伸びる4列のリード線で構成されています。
- PLCC（プラスチックリード付きチップキャリア）： このタイプのフットプリントは、部品本体の側面から長方形のパターンで伸びる2列のリード線で構成されています。
- PGA（ピングリッドアレイ）： このタイプのフットプリントは、部品本体の裏面にピンのグリッドが配置されている。後述するBGAとは異なり、ソケットを使用して実装する必要があるため、厳密には表面実装部品ではない。
- QFN（クワッドフラットノーリード）： このタイプのフットプリントは、電子部品本体の側面から長方形のパターンで伸びる4列のリード線で構成されていますが、部品本体の底面からはリード線は伸びていません。
PLCC（プラスチックリード付きチップキャリア）： これは、正方形の形状で、各面にピンが一列に並んだ集積回路パッケージの一種です。
BGA（ボールグリッドアレイ）： このタイプのフットプリントは、部品本体の裏面に格子状に配置されたはんだボールで構成されています。
SOT（スモールアウトライン） トランジスタ): これは、長方形の形状をしており、各面にピンが並んでいるタイプのトランジスタパッケージです。
標準化された表面実装フットプリントサイズ
最もよく使われるもののいくつか：
| フットプリント名 | 表面実装標準フットプリントサイズ | 典型的な用途 |
| 201 | 0.6mm x 0.3mm | これらは、抵抗器やコンデンサなどの小型受動部品に使用されます。 サイズが小さいため、ここでは自動ピックアンドプレース組立のみが可能です。 |
| 402 | 0.6mm x 0.4mm | |
| 603 | 0.6mm x 0.5mm | |
| 805 | 0.8mm x 0.5mm | |
| 1206 | 1.2mm x 0.6mm | |
| 本日23日 | 2.9mm x 1.3mm | これらは通常、トランジスタやダイオードなどの大型の能動部品に使用されます。 |
| 本日223日 | 4.9mm x 3.1mm | |
| トゥデイ-89 | 6.1mm x 3.1mm | |
| 本日-553 | 7.9mm x 5.3mm |
電子部品とその応用に関する詳細は、Wikipediaをご覧ください。 電子ポータル または Institute of Electrical and Electronics Engineers （IEEE）
Complementary Readings & Techniques
- 回路設計 基本事項： 回路図とレイアウト設計を理解すること。
- プリント基板（PCB）の製造： プリント基板の製造に関わる技術と工程。
- はんだ付け技術： 電子部品を効率的に半田付けする方法。
- マイクロコントローラ プログラミング： ArduinoやRaspberry Piなどのマイクロコントローラのプログラミング入門。
- アナログ信号とデジタル信号： アナログ信号とデジタル信号の違いと応用例。
- 組み込みシステム開発： 組み込みシステム向けハードウェアおよびソフトウェア開発の基礎。
- 信号処理: 電子信号の処理および分析のための技術。
- 電子機器のテストとトラブルシューティング： tools and methods for diagnosing 電子回路 問題。
- 電磁両立性（EMC）： 電子部品およびシステムがEMC規格に準拠していることを理解し、確実に遵守させる。
電子部品に関する外部リンク
国際規格
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用語集
Automated Optical Inspection (AOI): 画像技術を用いてプリント基板やその他の電子アセンブリの欠陥を検出するプロセス。あらかじめ定義された基準に基づいて視覚データを分析することで、品質管理と仕様への準拠を保証する。
Bill Of Material (BOM): 製品の製造に必要な部品、サブアセンブリ、原材料を数量と仕様を含めて詳細に記述した構造化されたリストで、生産計画や在庫管理に使用されます。
Bill of Materials (BOM): 製品の製造に必要な部品、材料、数量を詳細に示した包括的なリスト。製造業やエンジニアリング分野で、生産計画、在庫管理、コスト見積もりを容易にするためによく用いられる。
Electromagnetic Compatibility (EMC): 電気機器が外部の電磁界からの干渉を受けずに動作し、他の機器に干渉を引き起こすレベルの電磁エネルギーを放出しない能力。
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE): 電気工学、電子工学、コンピュータ科学、および関連分野における技術の発展を、出版物、会議、標準規格策定などを通じて推進する専門家団体。世界中の専門家や研究者間のイノベーションと協力を促進します。
Printed Circuit Board (PCB): 絶縁材料で作られた平らな基板で、導電経路（通常は銅板からエッチング加工されたもの）を通して電子部品を支持・接続する。回路の組み立ての基礎となり、部品間の電気接続を容易にする。
Programmable Logic Controller (PLC): 産業プロセスの自動化に使用されるデジタルコンピュータであり、命令を格納するためのプログラム可能なメモリ、機械の監視および制御のための入出力インターフェース、および制御アルゴリズムを実行するためのプロセッサから構成される。
Surface-Mount Technology (SMT): プリント基板表面に電子部品を直接実装する方法であり、高密度化と小型化を実現する。部品の接合には、はんだペーストとリフローはんだ付け技術を用いる。高速全自動機械による組み立てに最適化されているが、手動による組み立ても可能である。
