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| Question & Answer No.01 |
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複数の信号配線を等長にする必要があるのですが、おすすめの配線方法があれば教えてください。
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複数の信号配線を等長配線しなければならないときは、ミアンダ配線をおすすめします。
「ミアンダ」というのは川の蛇行を意味する言葉で、ミアンダ配線は、蛇行した川のような形状で配線を行なうことから、こう呼ばれてます。
ミアンダ配線は、蛇行配線を繰り返し行なう事で配線長を調整します。蛇行配線の高さや数を変える事で、配線長の調整がしやすいというメリットがあります。
ただし、ミアンダ配線は、その配線自体がクロストーク・ノイズを発生し、自身に影響を及ぼします。このため、長い平行配線は避け、配線間隔も一般信号線間の間隔より大きくする必要があります。
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| Question & Answer No.02 |
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基板上にホール素子を実装したいのですが、ホール素子が影響を受けないように周辺の材質は非磁性体で構成する必要があります。基板や基板材料に磁性体は含まれているのでしょうか？
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基板材料の誘電体やレジスト、シルクインク、銅箔は非磁性体ですが、表面処理に金めっき処理を行う時に使用するニッケルめっきに磁性体が含まれております。
金めっき処理を行なう場合、銅の上に直接金めっきを施すことができないため、一旦、銅にニッケルめっきを施した後、金めっきを施します。このニッケルめっきは磁性体のため、一般に金めっき処理を施した基板は磁性体になってしまいます。特注でニッケル浴のリン濃度を高くした非磁性体ニッケルを使って金めっき処理を行うこともできますが、非磁性体ニッケルは高温になると磁性体に変化するため注意が必要です。
また、エッジコネクタなどに使う硬質金めっきは、金にコバルトを添加したものですが、このコバルトも強磁性体です。以上の理由から、ホール素子を実装する基板では金めっき処理は使わずに、フラックスまたは半田レベラーによる表面処理をおすすめします。
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| Question & Answer No.03 |
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高速信号では「終端抵抗が必要」とよく言われますが、その理由を教えてください。終端抵抗が無いと、一体どのようなことが起きるのでしょうか？
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配線の長い高速信号の場合は終端抵抗が必要になります。終端抵抗が無いと、反射ノイズが発生して大きなオーバーシュートやアンダーシュートが起きてICが壊れたり、ICの寿命が短くなったりします。また、オーバーシュートやアンダーシュートの後に発生するリングバックにより、ICが誤動作することもあります。
このような反射ノイズが発生しないようにするために使うのが終端抵抗です。なお、基板側では配線の特性インピーダンスを一定にすることも必要となるので注意しましょう。
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| Question & Answer No.04 |
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ICのノイズ発生1箇所に、バイパス・コンデンサとして0.1uFを５個付けるように指示されたのですが、配置するスペースがありません。0.47uF１個で配置しても問題ないでしょうか？
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コンデンサは、容量だけでなく、「ESL」や「ESR」と呼ばれる微小なインダクタンス成分(以下「L」)や電気抵抗成分(以下「R」)を含んでいます。複数のコンデンサを並列に接続すると容量が大きくなるだけではなく、「L」と「R」の値を小さくすることができます。容量の大きなコンデンサを１個使うのではなく、複数のコンデンサを使うことで、バイパス・コンデンサの効きを悪くする「RSL」と「ESR」を小さくすることができるのです。
なお、バイパス・コンデンサ用に、特に「L」と「R」を小さくした部品があるので、バイパス・コンデンサの数を減らしたい場合にはこのような部品を使ってもいいでしょう。
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