PCB – あらゆる電子機器の心臓部<多層プリント基板>

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【書き起こし】 PCB – あらゆる電子機器の心臓部

(00:01) AirPodsを分解するとこの緑色の 魅力的な部品に出くわしますこれは プリント基板でこの小さな基盤があらゆる 電子機器の心臓部なのです小さなプリント 基板を経由して 膨大な数の小型部品が繋がっていると 考えると 驚きですよねそして ノートパソコンのプリント基板から 約0.3gの金を取り出すことができると すればさらに驚かれることでしょうこちら はコネクターに金メッキが施された JLCPCB社製プリント基板です動画の 最後にはこの金メッキを除去する方法を 探ります さて今回の動画の最も興味深い部分である airpod用のプリント基板の作成に 移りましょう 最初のステップでは EZエイダを使用して プリント基板を設計します ezaは PCB設計の3DBを生成することが できるソフトウェアなのですがどのように 設計するかは後ほど説明します
(01:06) まずはこれを制作しましょう最初の ステップではこの設計図をプロッターで プリントアウトしますこれにより プラスチックシートに黒インクで回路の ネガが印刷されます 次は 黒インクの下の部分を覗いて プリント基板の最上層に動画欲しいところ ですそのために 銅板を用意しその上に印刷物を フォトレジスト層と一緒に置いてみ ましょうこのセットアップを UVライトに当ててみます フォトレジスト層は 紫外線を浴びると 硬くなる特性があります フォトレジスト層の上に印刷物を置くと 光は印刷物の透明な部分を通過して フォトレジストを硬化させます一方 プリントアウトの黒いインクは高架させる つもりのない部分には光が届かないように なっているのですさあ 次に降下していない部分の銅を除去します 実現するためにいくつかの化学物質を使い ます
(02:09) これでプリント基板は出来上がりです ショルダーマスクで 銅の部分を保護しましょう 光学的な検査が終わったらいよいよ部品を 実装していきます jlcpcbが提供するこの映像は 工場でプリント基板に部品を装着する様子 を撮影したものです プリント基板の制作は終わったわけですが まだ大きな問題がありますこのプリント 基板は airpodに対して大きすぎるのです つまりサイズを小さくしなければなりませ ん トレースが重なってしまうので 部品間のギャップを小さくすることはでき ません 実際 トレースの厚さはそれにどれだけの電流が 流れるかによって決まるため トレースの厚みや 間の距離を小さくすることはできないの です この問題は プリント基板の反対側にいくつかの トレースと部品を用意することで解決でき
(03:13) ますこれが 両面プリント基盤です ではこの基盤を airpodに装着してみましょうしかし ユーザーは曲の雑音が気になるようです この鑑賞と呼ばれる問題は私たちの プリント基板にあります私たちは 部品やトレースを 互いに干渉するほど近くに配置してしまっ たのですあるトレースに流れる電流は 磁界を発生させそれが別のトレースの電流 に影響を与えますそれに加えて2つの金属 トレースの近接が コンデンサーのように作用し始め 結果的に 電圧が変化してしまうのですこの問題は高 周波信号ではより深刻になりますそのため 最近のプリント基板では グランド層とパワー層を分離することで 鑑賞の問題を最小化することができる 多層化技術が使われています 電気的に分離するためにこれらの層の間に 絶縁層が追加され
(04:17) 総数は 要件に応じて決定され12層以上にもなり ます 出来上がったら 絶縁層と 交互に密着させるのです jlcpcb提供のこの映像では 製造現場での 積層作業の様子を紹介しています これらの層は 様々な種類のビアを介して 電気的に接続されており 機械的なドリルやレーザー加工機を使って 製作されます プリント基板の上にもビアがあるのを見た ことでしょうこれらは ヒートシンクとして機能し このようなギアを介して コンポーネントや トレースから 外部に熱が伝わります 先ほど一部のプリント基板には 金も含まれていることを確認しました 金は 電動性だけでなく 解散化成 耐腐食性にも優れています 高価なためエッジコネクターのメッキとし
(05:22) てのみ使用されており ノートパソコンでは SSDやグラフィックカードがマザー ボードに接続されている部分に使われてい ますでは プリント基板から 金を抽出する方法を説明しますこの プリント基板を 称賛に1週間ほど付けてみます 銅とプラスチックが溶けて菌がそのまま 残っているのがわかるでしょうこの溶液を ろ過して加熱し 金の薄片を1枚にしましょう それでは最後にフリーソフトのイージー 映画を使って 回路設計をする方法を紹介しますまず ソフトウェアでBluetooth ヘッドセットの回路図を作成します 次に egaダのPCBに変換オプションを使っ てこの回路図を自動的にプリント基板に 変換することができますこのオプションは 各コンポーネントのフットプリント すべての接続と PCBのアウトラインを表示しています 次のステップでは
(06:25) コンポーネントのフットプリントを プリント基板アウトラインの中に配置し トレースと一緒に要求に応じて 配置しなければなりませんそして プリント基板のソフトウェアバージョンを 取得します この例では 赤い部分が銅の部分 黒い部分が 非胴の部分を表していますこれで プリント基板の製造準備が整いました カートに入れて jlcpcbで注文します jlcpcbは迅速に 安く納品してくれる 信頼できるPCB製造会社です動画のご 視聴ありがとうございましたお帰りになる 前に レシックスチームへの参加もお忘れなく

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