電子・SMT製造 計算ツール

オームの法則、AWG電流容量、トレース幅、LED抵抗、リフロープロファイル、ステンシル開口部の計算ツール。

利用可能なツール

本ツール群の対象範囲

本ツール集は、EEやPCB設計者、SMTプロセスエンジニア、電子系学生が、フルCADやシミュレーションパッケージを開かない場面で日常的に行う演算を対象としています。ベンチやライン脇のノートPCで繰り返される問い——この電源電圧でこのLEDには何Ωの直列抵抗が必要か、22 AWGは加熱なしに3 Aを流せるか、2 Aで温度上昇10°Cを保つには内層トレース幅はいくつ必要か、指定のステンシル厚で矩形開口部から出るペースト量はどれだけか、このリフロープロファイルはJ-STD-020の許容域内に収まるか——これらに答えます。各計算ツールは決定論的で、評価する計算式を表示し、一次的な妥当性確認を目的としています。基板発注に踏み切る前のデザインレビュー用スプレッドシートに入れるような数値です。

対象となる利用者

主たる利用者は、リフローレシピとステンシル印刷を調整するSMTプロセスエンジニア、銅箔幅やビア電流容量を検証するPCBレイアウト設計者、プルアップ抵抗・電流制限抵抗・デカップリングネットワークをサイジングするファームウェア/ハードウェアEE、そしてオームの法則、RC時定数、カラーコード解読を学ぶホビイストや学生です。リワークベンチの技術者はAWGや半田接合部リファレンスをクイックルックアップとして利用します。このツールキットは、信号品質シミュレータ、フル電磁界ソルバ、熱FEA、HyperLynx、Ansys SIwave、Cadence Sigrityのようなパワーインテグリティツールの代替ではありません。結合ノイズ挙動、伝送線反射、詳細な熱勾配に依存する判断であれば適切なソルバを使用し、本ツールはそのステップに進む前の問題整理に活用してください。

参照する規格と計算式

トレース電流容量は内層・外層導体についてIPC-2152曲線を採用し、データが利用可能な範囲で旧IPC-2221チャートを置き換えます。半田ツール内の接合部・フィレット品質基準はIPC-A-610クラス基準に依拠します。ステンシル開口部比、面積比、転写効率の経験則はIPC-7525から引用。リフローピーク温度、液相以上時間、ランプ限界はIPC/JEDEC J-STD-020の耐湿性リフロープロファイルを基準とします。電線サイジングはAmerican Wire Gauge幾何級数（92の39乗根比）を使用。コンデンサマーキングはIEC 60062とIEC 60755の符号規則に従い、回路記号形状はIEEE 315に準拠します。LED電流制限抵抗サイジングと基本的なRC時定数はMaxim、Analog Devices、TIのアプリケーションノートレベルの代数（オームの法則 V = IR、τ = RC）を使用し、デバイスレベルのSPICEモデリングは行いません。

スコープ外の領域

これらのツールはEMI/EMCプリコンプライアンス推定、放射・伝導エミッション予測、近傍磁界プローブ解釈は行いません。信号品質やパワーインテグリティのフルウェーブ解析（Sパラメータ抽出、アイダイアグラム構築、PDNインピーダンススイープ）も搭載していません。CAMレベルの作業——Gerber、ODB++、IPC-2581生成、パネライゼーション、ドリルファイル編集、銅箔バランスやシービングパターン配置——も対象外です。タクトタイムを超えたSMTライン計画、すなわちピックアンドプレースのフィーダースロット最適化、ノズル交換シーケンシング、フィーダーセットアップシート生成も扱いません。部品調達と商業的判断も対象外で、BOMコスト集計、ライフサイクル/陳腐化チェック、RoHSやREACH適合確認、流通在庫照会は行いません。これらのワークフローには専用のEDA、CAM、MES、PLMツールを使用し、本ツールはエンジニアリング演算の段階までを担います。