［VOD］Before After！ハイパフォーマンス基板＆回路設計 100の基本【パワエレ・電源・アナログ編】

セッション① 危険！高出力電源＆インバータの安心設計 10の心得

～メガ・ワット級大電力制御回路の開発はこうやって始める～

　講師：坂本 三直（株式会社デスクトップラボ）

●概要
　インバータ回路自体は，誰にでも製作できそうな非常にシンプルなものです．しかし，実際に製作すると，正常に動作しない，破損するなど，さまざまな致命的なトラブルに見舞われます．本講演では，インバータ基板設計をするにあたって，関連する電力変換技術，さらにはマネージメントまで含めた設計に関する経験をいくつか紹介します．

●講師の略歴
東京工業 大学・大学院にてパワーエレクトロニクスの研究を行う
1990年4月　パイオニア総合研究所にて液晶・有機ELの研究に従事
1995年1月 大学時代の隣の研究室の博士とパワーエレクトロニクスの開発サポート会社であるマイウェイ技研株式会社を設立
2010年10月 マイウェイプラス株式会社を退社後，株式会社デスクトップラボ設立

セッション② 目視からX線まで！プリント基板 10の見極め方と検査術

～伸縮自在/高放熱効率/極細配線タイプまで，最新ソリューションも紹介～

　講師：寺田 正一（テラテック）

●概要
　プリント基板の品質は，外観だけでは判断できません．本セミナでは，基板の品質を判断する方法や，用途に応じた品質の見極め方を紹介します．また，基板への要求が多様化していて，特殊な基板が使われています．そのいくつかの基板の紹介と実現性や採用時の注意事項についても説明します．

　・部品内蔵基板（抵抗・キャパシタ・インダクタ・半導体チップ）
　・ストレッチャブル基板・繊維ベース基板（3次元変形）
　・大電流放熱基板（厚銅・金属）
　・ファイン基板（L/S=40/40um未満）ほか

●講師の略歴
1972年 中央大学理工学部工業化学科卒業
1972年 株式会社トゴシをかわきりに，設計・EMS業の株式会社ソーワコーポレーション，株式会社オーケープリントで，基板およびEMS事業の品質保証，技術開発全般に従事．その間，JIS規格，JPCA規格，JAXA規格などの制定に従事
2013年 テラテック設立．プリント配線板関連の技術指導，技術開発，試作開発コンサルティング，研修などを手がける

セッション③ 信頼性を予測設計！熱流路のコンピュータ解析 初導入10の基本

～高性能いつまでも！高速CPUや小型電源のエネルギを分散＆最適化～

　講師：宮崎 研（株式会社IDAJ）

●概要
　部品実装を含むプリント基板の製作で，熱問題に直面したことはありませんか．試作して動作させたところ想定を超える温度になってしまった，基板単品ではOKだったが，筐体に入れたら温度条件をクリアできなかった．というようなことが往々にして起こります． 基板や実装部品の温度予測は，主に2つのフェーズで行われます．
(1) 基板の仕様や搭載部品が大よそ決まった段階で，熱的に成立するか否かを判断する上流設計
(2) アートワークや部品配置もほぼ決まり，試作に臨む事前の検証を行うフェーズ

　試作前に部品温度を精度よく見積るには，基板周囲の温度や気流を考慮できる熱流体シミュレーションを利用するのが定石です．そのためには，十分な精度を確保できる基板や部品のモデルを準備しなくてはなりませんが，電子機器専用のシミュレータを利用することで，モデル作りの手間を大幅に省くことができます．
　本講演では，プリント基板の熱設計におけるシミュレーションの手順を解説し，安心・安価に基板を製作できるワークフローを提案します．

●講師の略歴
1986年 早稲田大学教育学部 理学科卒
1997年 株式会社シーディー・アダプコ・ジャパン（現IDAJ）に入社，電子機器用熱解析ソフトの開発およびサポートに従事
2005年より現部署で電子機器用解析ソフトの営業支援，サポート，受託業務に携わる．JEITA（電子情報技術産業協会）会員，日本機械学会会員，日本伝熱学会会員

セッション④ 雑音レス！アナログ＆ディジタル・グラウンド配線設計 10の基本

～24ビット多チャネルA-D変換基板を例に，高性能を引き出すノウハウを伝授～

　講師：中村 黄三

●概要
　A-Dコンバータのデータシートでグラウンド配線の方法を参照すると，「アナログ・グラウンド・ピンとディジタル・グラウンド・ピンはデバイス直下で短絡させる」と記述されています．しかしこの記述が有効なのは，実装するA-Dコンバータが1個だけの場合に限られます．複数のA-Dコンバータを実装する場合のグラウンド配線技術については，「ベタ・グラウンドを推奨する」程度で，その有効性の根拠は記述されていません．
　これは，各A-Dコンバータの信号源が互いにフローティングであるか，共通グラウンドかなどの条件により配線方法が変わるので，記述しきれないのがその理由です．同じようにA-Dコンバータ自体の解説に注力した文献は市場にありますが，実験データを基にした適切なグラウンド配線技術に関する書籍はほどんど見当たりません．
　本講演では，実際に製作した24ビットのマルチチャネルA-Dコンバータ基板の実験データを基に，複数のA-Dコンバータを実装する場合のグラウンド配線や絶縁テクニックを丁寧に解説します．

●講師の略歴
1969年 医療用計測器メーカ入社．心電計，血圧計などの設計に従事
1986年 1986年 日本バー･ブラウン株式会社入社．工業用リニアICのFAE課長
2001年 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社との合併で同社へ同職で編入
2004年 同職の部長および上級主任技師（SMTS）へ昇進
2007年 定年退職後，同社の専門職契約にて社員教育／セミナ講演を担当
2022年現在　電気電子系雑誌「トランジスタ技術」のフリー・ライタ

セッション⑤ 対策部品レス！スイッチング電源基板の低ノイズ化 10の基本

～放射源や結合を早期発見！小型化と高信頼性を両立する～

　講師：技推

●概要
　電源設計は 「この道 何十年」の熟練エンジニアが担当するケースが多く，人材の高齢化により若手エンジニアへの継承・育成が急務な技術分野となっています．しかし，既存の参考書籍や公開セミナでは，各種電源の回路設計が中心であり，電源回路周りのプリント基板のレイアウト起因まで深く踏み込んだ内容は少なく，各企業が技術ノウハウとして，社外秘にしているケースが多いのではないでしょうか．
　そこで，実務経験のない受講者でも電源設計の本質が理解できるよう回路設計，基板レイアウト設計，特性評価までハンズオン中心の実践的なセミナを企画・実施しました．実際に彼らが設計・製作したスイッチング電源基板の中から評価結果で顕著な差が出た基板や，実測とシミュレーション結果の比較考察データをベースに本講演内容を解説します．

●講師の略歴
ASIC I/O回路デバイス設計，半導体パッケージ基板の電気特性解析, 電子製品(プリント基板周り)におけるノイズ対策コンサルティングを実務として経験． 特にスイッチング電源周りのノイズ対策を得意とする

セッション⑥ デジ/アナ/電源高密度混載！車載基板の放熱設計 10の基本

～ノイズとエネルギが密集するコンピュータ制御パワー回路の作り方～

　講師：国峯 尚樹（株式会社サーマルデザインラボ）

●概要
　CASE(「Connected:コネクティッド」「Autonomous：自動運転」「Shared：共有」「Electric：電動化」）というキーワードで代表されるように，今後の自動車は高性能AIチップや基地局を搭載した走る高性能コンピュータとなっていくでしょう．これらを実現するのが，無線通信デバイス，処理デバイス，表示/センシング・デバイス，パワー・デバイスです．高性能化によってますます消費電力が増大するこれらのデバイスを「車」という限られた空間に高密度で実装する際には，放熱の対策は不可欠です．ヒートシンクやTIMを使った直接的熱対策に加え基板の配線設計や部品のレイアウトも重要な熱対策となります．
　本講演では熱を考えた基板設計手法を中心にこれからの熱設計，熱対策ついて解説を行います．

●講師の略歴
1977年 早稲田大学理工学部 機械工学科卒
1977年 沖電気工業株式会社に入社．電子交換機やミニコン，パソコン，プリンタ，FDDなどの冷却方式開発や熱設計に従事．その後，電子機器用熱解析ソフトの開発，CAD／CAM／CAEおよび統合PDMの構築などを担務
2007年 株式会社サーマル・デザインラボを設立．上流熱設計と熱解析の両輪による「熱問題の撲滅」を目指し，製品の熱設計，熱対策支援，プロセス改革コンサルティング，研修などを手がける．
著書に「エレクトロニクスのための熱設計完全制覇」(日刊工業新聞社)」，「熱設計と数値シミュレーション(オーム社)」など

セッション⑦ 半導体から見る低ノイズ＆高効率電源 10の実装技術

～パッケージ内チップの構造を理解して，電磁界や熱の流れを最適化する～

　講師：住谷 善隆（アナログ・デバイセズ株式会社）

●概要
　ここ10年間でスイッチング電源回路の性能は飛躍的に改善し，プリント基板面積あたりに扱える電力は4倍に増えました．
　これにはスイッチング制御やMOSFET駆動技術以外に半導体パッケージング技術が大きくが寄与しており，アプリケーションや使用条件に合わせてICパッケージを選定することは重要な設計要素になりました．
　最新のグラフィック・プロセッサは，1V前後の電源レールに数100Aの電流供給を求める一方で，ドローンや電気自動車ではGaNやSiCを用いて高電圧を高効率に扱う回路を求めるようになりました．
　本講演では，アプリケーションや使用条件に合わせたICパッケージの選定，ICパッケージの性能や特徴を最大限に引き出すためのプリント基板設計について紹介します．

●講師の略歴
2003年 パデュー大学大学院を卒業
2007年 リニアテクノロジー株式会社にFAEとして入社
2017年 アナログ・デバイセズ(株) 車載ビジネス・デブロップメント・スペシャリスト．主に新製品の企画や開発に携わる