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： 2端子 電子部品 電流が一方向にのみ流れるようにする。
- 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： electronic components that convert light into electrical signals or vice versa. 導かれた (Light Emitting Diode) is one of them.
- 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: プリント基板組立（PCB）とは、プリント基板上に部品をはんだ付けして機能する電子回路を作成する工程のことです。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。
- 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: the file format used to describe the layout of components, traces, and layers of the PCB.
- Pick and Place: 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。
Electronic Components Shapes & Footprints
Through-hole Electronic Components
- Axial Lead: this is the most common type of through-hole footprint, consisting of two leads extending from the sides of the component body.
- Radial Lead: this type of footprint consists of two or more leads extending from the sides of the component body in a circular pattern.
- DIP (Dual In-line Package): this integrated circuit package has a rectangular shape and two rows of pins extending on each side
- SIP (Single In-line Package): similar to the DIP above but with only one line: this type of footprint consists of one row of leads extending from the sides of the electronic component body.
Standardized Through-hole Shapes
Among many other shapes, these are for some transistors:
| Footprint or Shape Name | Surface Mount Standardized Shape | 例 |
| TO-126, TO-92, TO-39, TO-18, TO-5 … |
a three-lead package with or without a metal can, to be used for small-signal transistors.
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| TO-3, TO-3P, TO-220, TO-220F, TO-247 … | a three-lead package with a metal tab for heat sinkinIog and an additional fixture, to be used for power transistors. |
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Surface Mount Electronic Components
- SOIC (Small Outline Integrated Circuit): This is a type of integrated circuit package with a rectangular shape and a row of pins on each side.
- QFP (Quad Flat Package): this type of footprint consists of four rows of leads extending from each side of the component body in a rectangular pattern.
- PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier): this type of footprint consists of two rows of leads extending from the sides of the component body in a rectangular pattern.
- PGA (Pin Grid Array): this type of footprint consists of a grid of pins on the underside of the component body. Contrary to the BGA described here-after, it requires a socket to be mounted, and as such is not exactly a surface mount component.
- QFN (Quad Flat No-Lead): this type of footprint consists of four rows of leads extending from the sides of the electronic component body in a rectangular pattern, but without any leads extending from the bottom of the component body.
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PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier): This is a type of integrated circuit package with a square shape and a row of pins on each side.
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BGA（ボールグリッドアレイ）： this type of footprint consists of a grid of solder balls on the underside of the component body.
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SOT (Small Outline トランジスタ): This is a type of transistor package with a rectangular shape and a row of pins on each side.
Standardized Surface Mount Footprints Sizes
Some of the most used:
| Footprint Name | Surface Mount Standardized Footprint Size | Typical application |
| “0201” | 0.6mm x 0.3mm |
These are used for small passive components such as resistors and capacitors. Due to the small size, only an automatic pick-and-place assembly is possible here. |
| “0402” | 0.6mm x 0.4mm | |
| “0603” | 0.6mm x 0.5mm | |
| “0805” | 0.8mm x 0.5mm | |
| “1206” | 1.2mm x 0.6mm | |
| SOT-23 | 2.9mm x 1.3mm | These are typically used for large active components such as transistors and diodes. |
| SOT-223 | 4.9mm x 3.1mm | |
| SOT-89 | 6.1mm x 3.1mm | |
| SOT-553 | 7.9mm x 5.3mm |
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Complementary Readings & Techniques
- Circuit design basics: understanding schematics and layout design.
- Printed Circuit Board (PCB) manufacturing: techniques and processes involved in PCB production.
- Soldering techniques: methods for soldering electronic components effectively.
- Microcontroller programming: introduction to programming microcontrollers like Arduino or Raspberry Pi.
- Analog and digital signals: differences and applications of analog versus digital signals.
- Embedded systems development: basics of developing hardware and software for embedded systems.
- 信号処理: techniques for processing and analyzing electronic signals.
- Electronic testing and troubleshooting: tools and methods for diagnosing electronic circuit issues.
- Electromagnetic Compatibility (EMC): understanding and ensuring electronic components and systems comply with EMC standards.
External Links on Electronic Components
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。
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。
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。
