電子回路基板 回路・構造解析

御社で
このようなご要求は
ございませんか?

  • 市場に出た最新製品の回路制御方式を紐解きたい
  • プリント基板の材質を調査したい
  • 搭載部品を調査して、製造コストを試算したい
  • サポートが切れたり、交換パーツが無くなった装置の制御基板を再生したい

こんな時、電子回路基板 回路・構造解析を
御社の設計・開発エンジニアが
担当していませんか?

エルテックへ
お任せください!
優れた調査力で
お答えします!!

御社内のリソースを
設計・開発に集中でき、
スピード向上に寄与します。

電子回路基板回路解析

電子回路基板回路解析

自社の強み/弱みを把握するために、競合他社の回路解析を行うという手もあります。
その他の目的として…

  • 設計データを紛失した自社基板やEOL製品の回路再生
  • コスト調査
  • 特許の活用

エルテックに
お任せください!
優れた回路解析技術で
ご要望に応えます

おかげさまで2014年に大幅な価格改定,サービスの見直しを行い、従来より幅広いユーザー様からご支持を頂いています。
当社では、回路の再生だけではなく、製品入手から断面観察,材料分析などの幅広い解析サービスを、お客さまの目的にあわせて柔軟に対応,ご提案できます。ぜひ他社と比べてみて下さい。

EACH LAYER PATTERN
IMAGES OF PCB

基板を各層ごとに除膜して配線情報を抽出します。(各層の写真は、標準解析のレポートに含まれます。)
車載用基板のご依頼が圧倒的に多いですが、スマートホンのような高密度実装基板や、高周波やカメラモジュールなどのセラミック基板などの、用途が限定される基板についても実績が豊富にあります。
また、ガーバーフォーマットやDFXフォーマットでのご提供も可能です。(オプション)

以下は、車載用基板を除膜していく様子です。

X線による側面からの基板構成の観察

基板の構成は、積層数が4層であること、配線間はスルーホールによって接続されていることがわかります。
この基板構成情報をもとにして、当社の”職人”が上の写真のような除膜を丁寧に行っていきます。

COMPONENT LIST

基板から取り外した部品について調査し、品種や素子定数の特定を行います。
コスト調査を目的とした部品表のみのご依頼も承っています。
部品番号は、「回路図」や「搭載部品位置」と共通の番号なので、部品の仕様,回路での使われ方,レイアウト上の搭載位置が確認できます。
当社独自のデータベースにより、大半のICは機能を特定できますが、ASICのような特殊なICについては特定できないことがあります。
この場合、ICのチップを取り出すことで、チップマーキングによるメーカーの確認や機能推定も承ります。(別途、ご相談下さい。)

以下は、部品表の例です。

部品番号
/No
シルク印字
/Silk
製造メーカー
/Supplier
機能/Function 定格(部品に記載の値)
/Nominal
実際の測定値
/Measure
備考/Remark
001 C51 - Capacitor 7.5uF 7.254uF
002 C52 - Capacitor 15uF 0.024nF
003 Q1 NXP Transistor:PNP general-purpose transistors,BC807-40W - - cf.datasheet
004 R21 - Resistor 220ohm 220.8ohm
005 C53 - Capacitor 1uF 994.1nF
006 D41 - Diode - -
007 IC11 Freescale IC:RISC MCU Including Peripheral Pin Multiplexing with Flash and Code Compression Options - - cf.datasheet
008 R22 - Resistor - -
009 IC12 Infincon IC:Smart Lowside Switches -Multiple/ChannelAdditional Low Side Switches 220kohm 220kohm cf.datasheet
010 IC13 Infincon IC:H-Bridge for DC-Motor Applications - - cf.datasheet
011 C53 - Capacitor 3.9uF 3.889uF

BLOCK DIAGRAM,SCHEMATIC

抽出した配線情報からフラットな回路図を作成し、電源ノードやメイン経路などを見極めながら、動作が把握しやすいように機能的にまとめていきます。ここは解析の肝となるところで、設計者の意図と当社エンジニアの意地が激しくぶつかる工程です。
アウトプットは、全体の機能と信号の流れを示したブロック図と、詳細な回路図(Schematic)から構成されています。
接続情報だけわかればいい場合は、フラットな回路図(まとめなし)での納品も可能で、この場合さらにお安くご提供できます。
標準はPDFの回路図とEDIFによるライブラリデータのご提供となりますが、別途、OrCADデータでの納品も承ります。(オプション)

以下はブロック図と回路図の例です。

COMPONENTS POSITION ON THE PCB

部品ごとに部品表や回路図と共通の番号を割り振り、各部品の搭載位置を示します。
部品番号は「回路図」や「部品表」と共通の番号なので、回路での使われ方,部品の仕様が確認できます。
なお、未実装(NM: Non Mount)の場合は、「NM000」のように未実装箇所ごとに番号を割当て、回路図上でも未実装であることがわかるようにしています。(標準)
テストポイントの反映はオプションとなります。

CIRCUIT AND LAYOUT CROSS
REFERENCE VIEWER SOFTWARE

回路図は1枚図面としてレポート納品させていただきますが、当社開発のViewerツールも合わせてご提供いたします。
本viewerツールでは、下記が可能です。

  • 基板配線の各層配線、等電位配線の確認。回路図配線との対応の確認
  • 回路図上の部品と回路図上の部品のリンク

電子回路基板回路解析 オプション解析-1

INDUCTANCE MEASUREMENT

  • 搭載トランスの励磁インダクタンス、漏れインダクタンス、結合係数(k)、巻き線比の算出基板配線を使ったトランスについては、配線幅、回路解析後の測定可能です。
    ※追加製品が必要となります。

PCB PATTERN LINE AND
SPACE MEASUREMENT

基板の平面から、より詳細な測定を行うことで、解析対象のデザインルールを明らかにします。
以下は、パターン測長の例です。

平面測定結果

  • 最小配線幅:75um
  • 最小配線間隔:84um
  • 最小TH内径:φ0.185mm

LAYOUT DATA
CREATION OF EACH LAYERS

  • 電磁界シミュレーション、インピーダンスの算出を目的として、各層の配線写真(ビットマップデータ)から、CADデータ化が可能です。対応可能なフォーマットは下記
  • Gerber、DXF、PADS、ODB++

CAMインターフェースとしてODB++をサポートしているツール
1. Altium社 : PROTEL, P-CAD, Altium Designer
2. Cadence : Allegro PCB Design, Cadence OrCAD PCB Designer
3.ファースト :START
4. Mentor Graphics : Board Station, Expedition, SFX J-1, Power PCB
5.ワイ・ディ・シー :CADVANCE - II & I1I
6.図研 : CR5000/PWS, CR-5000/BD, Visula

PCB CROSS SECTION ANALYSIS

基板の断面を観察することで、基板の構成をより詳細に明らかにします。断面観察は、回路解析に影響のない箇所を選定して、部分的に基板を切り出します。断面加工後に処理をすることにより、銅箔とTHメッキ層を顕在化しTHメッキ回数、メッキ膜厚を測定することができます。
最近の車載用電源基板の例として、放熱および寄生抵抗を減らすために、銅箔厚は厚くなる傾向にあります。
以下は、層構成の例です。

層構成の例

プリント基盤の樹脂分析結果

層構成 厚さ(µm)
ソルダーレジスト 樹脂 50
L1 銅メッキ(THメッキ)層A 20
L1 銅メッキ(THメッキ)層B 29
L1 銅箔 26
L1-L2層間絶縁層 樹脂+ガラスクロス1枚 214
L2 銅箔 58.5
L2-L3層間絶縁層 樹脂+ガラスクロス5枚 86.4
L3 銅箔 59.3
L3-L4層間絶縁層 樹脂+ガラスクロス1枚 214
L4 銅メッキ(THメッキ)層A 20
L4 銅メッキ(THメッキ)層B 28
L4 銅箔 26
ソルダーレジスト 樹脂 50
スルーホール内厚 メッキ層A+B 42

基板のスルーホール(TH)部を拡大した画像です。基板Aに比べ、基板Bでは層間絶縁樹脂へのTHメッキ侵入が見られます。
これはTH開口時にガラスクロスが拡がり、そこへTHメッキ時にCuメッキが侵入することで発生します。程度がひどくなると、密なパターンでは短絡の原因となったり、使用環境(主に水分)によってはイオンマイグレーションを起こす原因となったりします。
製品の仕上がり程度を確認するためにも断面解析は有効な手段です。

PCB MATERIAL ANALYSIS

基板の層間に使用される樹脂やソルダーレジストなどの組成分析を行います。
樹脂基板には強度、難燃性を目的として樹脂成分以外にも添加物が加えられています。いくつかの測定手法がありますが、大きく以下のような使い分けをしています。

  • 樹脂主成分:FT-IR
  • 添加物:EDX

また、実際の使用環境下(高温)でプリント基板がどのくらい膨張しているのかの参考として熱膨張率測定を実施することもできます。

  • 線膨張率測定:熱機械分析(TMA)

FT-IRによる基盤樹脂分析の例

Peak 帰属
740〜850付近 δ(面外) C-H:芳香環
1000付近 γs,C-O-C:芳香族エテール
1023 水酸化アルミニウム
1106 δ C-O:エテール
1239 γAs,C-O-C:芳香族エテール
1452 γ C=C:芳香環
1508 δ C-H
1736 γ C=O:カルボニル基
2873〜2963 γ C-H
3037〜3064 γ C-H:芳香環
3476〜3622 水酸アルミニウム

フィラー材料分析(ソルダーレジスト材料分析)の例

熱膨張率測定の例

  • 熱機械分析によるプリント基板の線熱膨張率の測定
    この場合、ガラス転移温度TG(変曲点)が142℃付近であることを示している。

電子回路基板回路解析 オプション解析-2

HEAT DISSIPATION ANALYSIS

回路解析の結果(熱源の見積)や伝熱経路、放熱器の形状や材料を元にして、温度分布の見積を行います。
どの程度まで温度マージンを持たせているのかや、工夫しているポイントを探るのに活用いただけます。

以下は、放熱解析による温度分布の例です。

湿度分布の例

  • 車載電源モジュールの放熱器

冷却FANによる送風のため導風フィンが設けられている。
なお、熱源となる素子および基板は裏面に取り付けられている。

  • 放熱機構の温度分布シミュレーション結果

トランジスタ部よりも整流ダイオード部の発熱が大きく、
最大で161℃にまで達している。

熱等価回路を適用することにより部品・コンポーネントの温度上昇の検討。

コスト分析

他社ベンチマークにおいて、コスト情報は非常に重要です。当社は基板、搭載部品の材料、製造原価から積み上げ方式でコスト試算をいたします。想定製造数量、想定製造国の指定をいただければ、コストに反映可能です。

MECHANICAL PARTS

  • 機構部品については、部材の組成から材料費、試算対象物の外観形状から加工費を試算します。
  • 使用ネジの種類、本数、分解時には組み立て工程の類推、封止材なども類推、コスト試算します。

ELECTRONIC CIRCUIT BOARD

  • 基板サイズ、積層数、製造プロセス(貫通Via、ビルドアップなど)表面保護膜(ヒューミシール有無)などから、基板の製造価格を試算搭載部品、実装方法(手付け、フロー半田、リフロー半田など)から基板の製造コストを試算します。

MOUNTED PARTS

  • 既製品IC、受動部品については、特性、サイズから購入価格を類推、カスタムICについては、種類、端子数から同等製品にて試算、もしくは、搭載半導体のチップサイズ、プロセス、製造Fab(推定)から歩留まりを推定して試算も可能です。

販売レポートのご購入・エルテックに関するご質問がございましたら
お問い合わせフォームよりお気軽にご連絡ください。

よくある質問はこちら