ボックスビルド組立のレイアウトおよび配線規則

電子製品の品質は、大部分が組立技術に依存しています。ボックスビルドアセンブリとは、設計ファイル、作業手順および技術に従って、複数の部品や付属品を回路基板または筐体の所定位置に組み立てて固定し、統合されたシステムを構成するプロセスを指します。その後、テストと検査を経て、それらのシステムは最終製品となり、包装されたのち世界各地の販売拠点へ出荷されます。

大量生産される電子製品のモジュールの中で、技術ファイルは実際には、全製造工程の各段階における技術的特徴を示すファイルによって構成されている。これらの段階は、組立準備、サブアセンブリおよび…ボックスビルド組立。
a. 組立準備- 材料、技術および製造体制の観点から、サブアセンブリおよびボックスビルドアセンブリに関する一連の準備を指す。
b. 製造組織の準備- 技術文書に基づき、ワークフローおよび組立手法が決定され、ワークフロー運用担当者とエンジニアリング担当者が分担して配置されます。
c. 組立用工具および設備の準備電子製品の組立工程で一般的に使用される手動工具は、組立全体の手順において重要な役割を果たしている。

ボックスビルド組立の主な特性

a.ボックスビルドアセンブリの電気的特性は、バックプレーンとして組み立てられたプリント基板（PCB）上の部品の回路はんだ付けにあります。ボックスビルドアセンブリの構造的特性は、部品の固定という手法を通じて、内側から外側へと順次実装される機械的インテグレーションおよび筐体組立にあります。

b.ボックスビルド組立技術は、部品品質検査およびリード成形技術、リード線およびハーネス加工技術、はんだ付け技術、組立技術など、複数の技術によって構成されています。

c.組立品質は、定量的な分析ではなく、目視検査と手触りによって検査されます。例えば、はんだ付けの品質は通常目視検査によって判断される一方で、回転ノブやダイヤルの組立品質は手触りによって検査されます。

ボックスビルド組立手法

組立原理の観点から見ると、ボックスビルド組立には次の3つのアプローチがあります。

a. 関数アプローチ- は、電子製品を機能モジュールに従っていくつかのセクションに分割するプロセスを指し、その各セクション（機能ブロックとも呼ばれる）は、機能的にも構造的にも比較的完結しており、単独で組み立ておよび検査を行うことができるものをいう。各機能ブロックは、構造、体積、接続仕様および組立仕様の点で性能が大きく異なるため、統一的な規格を作成することが難しい。この方式の主な利点は、システム全体の実装密度を低減できることである。そのため、一般に、機能が離散部品に依存している製品や、真空電子管を用いるデバイスに適用される。

b. コンポーネントアプローチ- は、図面仕様および組立仕様が統一された仕様を有する複数コンポーネントの製造を指します。その利点は、電気組立の一体性および組立の標準化向上にあり、通常、インテグレータなどの装置を組み立てる際に適用されます。

c. 機能的コンポーネントアプローチ- 機能アプローチとコンポーネントアプローチの両方の利点を兼ね備えており、統合された機能と標準化された構造サイズを持つコンポーネントを製造することが可能である。このアプローチはマイクロ回路に最も適している。

ボックス組立のレイアウトとトレース

レイアウト

ボックスビルド組立のレイアウト原則は、以下の詳細な規則により製品の技術指標が確実に達成されることを示している。構造上の要求を満たし、レイアウトが便利であり、放熱・検査・リワークに有利でなければならない。ボックスビルド組立の詳細なレイアウト規則は次のとおりである。

a. 電源・電源は装置の下部に配置する必要がある。装置全体の動作に作業エネルギーを供給する電源は、通常、電源トランス、整流管、電解コンデンサ、およびパス素子で構成されており、これらはいずれも比較的大きな体積と重量を有し、多くの熱を発生する。そのため、電源は装置の下部に配置すべきである。さらに、高電圧部と低電圧部の間には一定の距離を保たなければならない。高電圧端子および高電圧線は、筐体またはフレームから絶縁し、他の配線および接地線から十分に離しておく必要がある。スイッチは少なくとも 1kV の高電圧を有する電源上に組み付けなければならない。加えて、電源の制御機構は筐体と接続し、その筐体は適切に接地されていなければならない。

b. 制御機構および指示計器操作、監視および再作業を容易にするために、制御機構および指示計器は船内に組み付けられていなければならない。

c. コンポーネントここでいうコンポーネントとは、故障や破損が起こりやすく、ブレーカーや電解コンデンサのように保守や交換が容易な場所に配置すべき部品を指す。真空管は、少ない力で挿入・取り外しができるようにしなければならない。頻繁な点検が必要なテストポイントは、容易にアクセスできるよう合理的に配置しなければならない。

d. 高出力コンポーネント・高出力部品は動作時に多くの熱を発生しやすいため、機構全体の中で放熱しやすい位置に配置する必要がある。例えば、高出力トランジスタは通常、放熱器とともにバックプレーンの外側に取り付けられる。必要に応じてファンやサーモスタット装置を追加するべきである。

e. 高周波回路一般的なコンポーネント配置ルールとは別に、高周波回路次の要件に従わなければなりません。

1).高周波回路と低周波回路が同一のベースを共有する場合、または同一のプリント基板上に配置される場合には、両者の間にアイソレーション対策を施す必要があります。ユニット回路は、高いシールド性能と調整機能を備えたシールド構造として適用するべきです。真空管のシールドは、個別に実施しなければなりません。
2). 金属部品は、不明なシールド線の近くには取り付けないでください。箔のインダクタンス値や Q 値が低下するおそれがあります。取り付けが必要な場合は、十分な距離を確保してください。
3). 分布容量を低減するために、高周波かつ高電位の部品およびそれに関連する接続線は、筐体やシールド壁から離れた位置に配置しなければならない。接続線がそれほど長くない場合には、位置が変化しにくく、分布定数が安定し、かつ誘電損失が比較的低くなるよう、銀メッキ硬引き裸銅線を使用することが望ましい。
4). 余分な寄生結合を避けるために、高周波回路内の部品は、外部の固定部品ではなく、それ自体の構造によって固定されるべきである。

・トレーシング

a. 地面金属ベースを適用したら、ベースの底部に太い銅線をグランド線として配置するのが最適です。PCB のグランド線は一般的に、大面積レイアウトに依存し、基板の縁に配置して近くの部品をグランドに接続するか、すべてのグランドポイントを一点でグランドに接続する方法が取られます。高周波グランド線は一般的に、グランド線のインピーダンス制御を低減するために平らな銅線に依存します。

b. ハーネス・ハーネスは装置のベース付近、またはフレーム上に固定すること。 ・高周波回路のリード線は、シールド処理を行う前にハーネスにまとめておくこと。 ・異なるリターンパスから引き出される高周波配線は、同一ハーネス内に収めたり、平行に配置したりしてはならない。代わりに、互いに直交するように立体的に交差させて配線してよい。

c. リードおよび接続線・部品のリード線や接続線は、できるだけ短くまっすぐに配線する必要があります。ただし、デバッグや保守のために十分な柔軟性を確保する必要があるため、あまり強く引っ張ってはいけません。

高周波回路における接続線は、その直径と長さをできるだけ小さく抑える必要があります。絶縁材料には、高い誘電率や誘電損失をもつものを使用すべきではありません。リード線を並行に配置しなければならない場合は、それらの間隔をできるだけ大きく取る必要があります。

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役立つリソース:
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