ZEPマガジン

熱対策の最初の確認作業は，基板の面積あたりの発熱密度，すなわち熱流束を計算．計算式は「基板に搭載された部品の総消費電力÷基板の表面積」

定量的な放熱設計においては，全部品の外形寸法，消費電力，許容温度を把握し，周長や表面積を計算することで，部品ごとの放熱能力を数値化する

SoCやパワー・マネジメントICなど特定デバイスに発熱が集中する傾向が強まっており，1チップで300Wから400Wを消費するケースもある

強制空冷時の放熱性能はヒートシンクの熱抵抗と包絡体積で評価できる．風速を上げれば必要な包絡体積は小さくなる一方で騒音が増えるため，風速と騒音のトレードオフを理解すべき

熱伝導シートは，熱伝導率が高ければよいと考えがちだが，熱抵抗や圧力特性によって実使用時の性能が大きく変わる

熱設計では，部品温度を直接の設計目標とするのではなく，熱抵抗と熱流束を指標にすることが重要

熱設計に必要な条件は，許容温度，周囲温度，発熱量の3つ．これらを1つの値としてまとめたときに得られるのが目標熱抵抗

ヒートシンクの設計を考えるときに重要なのは温度そのものではなく，目標熱抵抗を明確にすること

1701年にニュートンが提唱したニュートンの冷却法則は，物体が周囲に放出する熱量が温度差に比例するという経験式

平行なリボン・ケーブルに意図的にグラウンドを追加すると不平衡が上がり放射が低減される

マイクロストリップ線路とツイスト・ペア線の結合部に生じる同相電圧は，差動モード電圧にインターフェース部での両線路の不平衡率の変化を乗じたもの

ディファレンシャル・モード信号がコモン・モードに変換されるのは，伝送線路の電気的な平衡度が変化した場合に限る

基板材の比誘電率が高いほど，同じ配線構造でもインピーダンスは低くなる．信号伝搬速度や反射特性にも影響がある

クロック周波数の偶数次高調波が奇数次よりも強く現れる場合，電源バスを流れるCMOS貫通電流が主な原因

ディジタル信号の遷移時間が短いほど高周波成分が強調され，高調波の振幅が大きくなる．10MHz，振幅3.3Vの場合，第5次高調波の実効値は数百mV程度になる

高調波のレベルの理解は基板のEMI対策に直結する．たとえば，振幅3.3Vのクロック信号の第1次高調波の振幅は，3.3Vに対しておよそ3分の2の約2.1V

ESLはキャパシタ単体の固有値ではなく，キャパシタが接続される回路構成や電流ループによって大きく変化する

電源層とGND層の間隔が小さい基板では，各キャパシタの位置精度はそれほど影響を与えない．重要なのは，大電流を引き出すIC付近に十分な数を配置すること

銅のように導電率が高い材料ほど，入射磁界を打ち消す渦電流と逆向きの磁界が生じるため，銅板や銅配線の内部には磁界が浸透しにくい

相互キャパシタンスの減少は，容量性クロストークの低減に直結する．容量性クロストークは$C_{12}$に比例するため，基板厚を小さくすることで信号干渉を抑制できる