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« 日本語のAIナレーション | トップページ | オンキヨー 8月1日付けで上場廃止 »

2021年6月29日 (火)

半導体以外の部品もいろいろと入手しにくくなっています

NorthFoxDigi基板の部品をかき集めている最中ですが、思わぬところに入手しにくい部品が出てきています。

秋月電子で売っているPMLCAPもそのひとつ。

Pml00

この基板では電源のデカップリングコンデンサとして使用しています。

PMLCAPは、ポリプロピレンやポリエステルのフィルムコンデンサと同様の構造のフィルムコンデンサです。しかし非常に薄いフィルムを積層しているため、円筒型のフィルムコンよりも高域特性に優れ、かつ小型です。

 

PMLCAPは電源デカップリングに使ってもカップリング(信号を通す)に使っても非常にクセが少なく音に変な味付けをしない部分が気に入っています。

 

特性という話であれば、

1.セラミックコンデンサのようにDCバイアスや温度によって容量が変化しない

2.振動に強い。(圧電効果もない、鳴きも発生しない)

3.電解コンデンサより高周波特性が良い

4.電解コンデンサより漏れ電流が小さい

5.他のフィルムコンデンサより小型

といった特徴があります。5番以外は他のフィルムコンデンサと同様の特徴です。

 

 

フィルムコンの次に特性がオーディオに向いているのはタンタルコンデンサかもしれません。

タンタルは皆さんご存知の通り、故障モードがショートモードになる率が高いため、殆どの業界では嫌われています。故障率が他のコンデンサと比べて特段に高いという話は聞いたことはないのですが、諸先輩方に聞いても「使っちゃダメ」と言われます。

私も過去モデルでタンタルを使っている箇所をフィルムや電解、セラコンに置き換えて撤廃してきたくらいです。

 

 

そんな中、

一度、電解コンに交換して失敗したことがありました。

理由は漏れ電流です。500kΩ近い高インピーダンスの回路で漏れ電流の影響からDC値が揺らぐのです。タンタルでは皆無。ビシっと安定します。 電解コンでも、電源をONしてから10分くらいすると殆ど悪影響は出なくなるのですが、仕方ないのでフィルムコンデンサに付替えて難を逃れました。 4.7uFという容量の少ないところで助かった。。。

 

それ以降、タンタルの良さを少しは理解するようになってきました。

まあ積極的に使おうとは思わないのですが、良いところ良いと認められるようになったということです。

 

 

 

 

前置きが長くなってしまいましたが、結果はコレ。

Tant00

音質的なところはどうでしょうか?  電解コンデンサの「-」マークとは逆で、タンタルは「+」側にマークが付きます。

 

 

1週間ほどこの状態で再生をしてみたところ、PMLCAPのときよりも「しっとり感」と「静けさ」が増したような気がします。

NorthFoxDigiの場合はアナログ回路がなく、全てデジタル回路で構成されているので、電源部のコンデンサを変えても大きな変化がないと思っていたのですが、そんなに甘くはないですね。

使用したタンタルコンは正確にはタンタルポリマーコンデンサというモノです。

Polim00

ハイパフォーマンスとかウルトラLOW ESR とか胸が躍るような売り文句です(笑)

タンタルコンデンサには大まかに2種類あるそうです。 

「二酸化マンガン系タンタル」「導電性高分子系タンタル」です。

湿式と固体という言い方もあるようです。

 

 

唯一残念なところは、見た目がPMLCAPのメタリックグリーンで輝いていたのが黒く素っ気ないモノになってしまったところです。

 

 

という訳で、殆どの部品が揃いましたので、実装屋と基板屋の依頼をかけて行こうかと考えています。

今しばらくお待ちくださいますようお願い申し上げます

 

 

 

さて、こちらは半導体。

C1845

秋月電子で売っているFairchildのKSC1845 が売り切れでしばらく納品されないらしいです。
耐圧120V、AFアンプ向き、低ノイズ。

これに相当するトランジスタは東芝2SC2240なのですが、すでにディスコンで、一回に10個だけは購入することが出来ます。

 

その他、ナイロンを使用したコネクタ関係が入手困難ですので、モノつくりという観点では少しやりにくくなっていますね。

できる範囲でボチボチ進めていくしかないかなっと思います。

 

 

 

 

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コメント

最近、半導体以外にも金属類や樹脂系材料も値上がりしていますね。
特段大きな鉱山事故や化学工場事故が見当たらないので、
新型コロナの影響による物流停滞が素材段階で起きているのか、
あるいはスエズのタンカー座礁の影響でコンテナのフン詰まりの影響なのか、
と想像しています。

ルビコンPMLCAPはポリマーとして何を使用しているか、
ちょっと調べた限りは分からなかったです。なんだろう?

ポリマーと言うのは、
炭化水素化合物いわゆる有機化合物の重合体の意味になります。
単体化合物が沢山つながっているので、名称の前に「ポリ」を付けて呼びます。
エチレンの多重合体がポリエチレン、
ポロピレンだとポリプロピレン
エステル系材料だとポリエチレン
てな感じになります。
昔の高校の化学Ⅱで習う人もいたと思います。

応用化学や化学工学(ほんとは機械屋さんです)を専門にした人には、
ポピュラーなルールですが一般にはあまり知られていないかな。
1950年代から70年代までの公害問題で化学工業はすっかり悪役になってしまい、
化学やる人は悪い人みたいな印象が世間に広がった時期があって、
さらに加えてエレクトロニクスやコンピュータの時代が到来して、
化学屋さんにとって冬の時代が続きましたね。

雑談でした。

PMLCAPは2度ほどコテ先を見てなかったら溶けて突き刺さってたことが(^^;
高いのに…

80年代のタンタルでは会社でエライ目に遭いまして、個人的には使ってなかったですが、
あれは不純物が取り切れてなかったせいで云々という話も聞きましたね。
その黒い殺風景なチップタンタルでは火を噴いた記憶はございません(^^;
もっともDC逆接とかしたことないですが。

C2240は秋月在庫が減っていって、しばらくしたら急に増えたんで、どこから調達できたんだろうと驚きました。 
C3324に逃げる手はありますが… ALX-03はC3324/A1312で作りました。

sawanoriichiさん

モノマー(単量体)を重合反応で高分子化した重合体がポリマーですね。
元々の単量体の分子で特徴的な分子構造によってヴィニル、エステル、ウレタン・・・と分類され、それが重合体になってもその特徴的な分子構造が保持されているものをポリヴィニル、ポリエステル、ポリウレタン・・・と。

大学では理学部の化学系学科でも物性物理学に近い講座に所属してましたが、化学系学科故に有機化学は必須だったのでこれらはいまだに覚えています。高校の化学IIでも勉強したはずですが、大学で習ったことの方が記憶が鮮明です。
理学部だったこともあり、各講座の研究内容も応用化学ではなく、純粋化学でした。実験は全くせず、当時の大型コンピュータにひたすら量子力学系の計算をさせる、謂わば理論化学が研究内容の量子化学講座もありました。

三毛にゃんジェロさん
はじめまして、こんにちは。

物性物理学に近い化学が専門だったのですね。
個人的には化学と物理の境はなくなっていると思っているのですがマクロな現象的な世界では分けていますね。
私は就職して企業の研究所にいたのですが
別の研究室では計算化学を始めていて驚いた記憶があります。

私の化学知識は高校生の時の化学Ⅱをかなりオタッキーにやり込みまして下らない役に立たない知識を詰め込んでしまいました。正確な記述のご紹介をいただき、ありがとうございます。
(私の投稿を見直したら、タイプミスで誤りを見つけました)

私は流動論を専門にしておりまして
流体や熱などエネルギーの移動現象を専門にやってきました。
電子工作は中学生ごろからの趣味でしたが、
真空管機器は金属加工や高電圧を使うのがハードルとなって
最初からトランジスタばっかりでした。
会社ではパワーデバイスの冷却を長く担当してきたこともあって、少しだけ趣味にも役立っています。

たかじんさんのサイトはIrBerryの頃に偶然にたどり着いて
それからROMばかりしてきたのですが、
最近やっと製作に時間を割けるようになったこともあって、
少しだけ当たり障りのない事をこちらに書かせてもらっています。

ご教示いただけることがこれからもあると思いますが
どうぞよろしくお願いいたします。

sawanoriichiさん

とんでもありません。こちらは落ちこぼれの学生でしたから。

物理学と化学の境界は、原子の中に入り込むかどうかだと思っています。一部、電子という原子中の粒子も化学では扱いますが、基本は原子が最小単位だと考えます。

sawanoriichi さん

高校化学・・・ モノ、ジ、トリ、テトラ、、、あたりは習った記憶があるのですがポリマーは抜け落ちていました。
物理は好きだったんですけどね。 ベンゼン環あたりから、かなり怪しくなっていきました。


天 婦羅夫さん

確かに、表面実装タイプのフィルムコンデンサは特に熱に弱いですね。 PMLCAPは高いので気を付けていますが、パナのECHUなどは熱をかけすぎて壊してしまうことがありました。

フィルムコンデンサは壊れるとショートモードになることが多いので、タンタルだけがショートするから危険という誤解をしている人が、ちょっと多いように感じます。

メタライズドフィルム系の一部は、自己修復機能でショートモード故障にならないので、電源部に使っても安全です。
https://www.tdk.com/ja/tech-mag/electronics_primer/8
半田の熱によるダメージは、不明ですけども。


三毛にゃんジェロさん

> モノマー(単量体)を重合反応で高分子化した重合体がポリマーですね。
なるほど。 と理解できる感じではありません。。ね

いやはや学生時代は、友人とバイクで遊んでいるか、ブラス、オケで楽器を吹いている記憶しか残ってません。何も極めることなく超低空飛行状態でした。

たかじんさん こんにちは
基板をプレゼントしていただいたkkumaxです。

NorthFoxDigi基板は現状メインシステムへ組み込まれて
ほとんど毎日稼働しています。
自分は低音フェチなので低音域が良く出て
お気に入りの音質です(>ω<)

量産品も近そうですが
今回も頒布告知が出て短時間で打ち止めとなりそうな予感です。
なので...もし基板のみでも頒布可能であれば
もちろん有料で分けて頂けないか思いますが
どうでしょうか?

kkumaxさん

ありがとうございます。
基板のみ頒布を望んでいる方が若干名いらっしゃるようですので、実装基板を作る際、生基板も何枚か多めに作ろうと思います。

ただ、実装仕様に基板は統一されるため、手ハンダしにくい箇所が出てくるかもしれません。ご了承ください。 例えばチップコンデンサは1005サイズに変更になっていたりします。

たかじんさん
ありがとうございます。
>チップコンデンサは1005サイズに変更
了解しました。よろしくお願いしますm(_ _)m

ちなみに...
自分が設計する基板はコンデンサーや抵抗は
すべて2012にしています。
後で温度特性の良いものや薄膜で高価なものとかに交換して
楽しむためだったりします(笑)

確かに年配の人にタンタル絶対禁止!という方多いですが、
10年以上前からスマホやノートPCみたいなホータプル機器も百万超え高級オーディオ機器も表面実装タンタルコンだらけですよね (^^;)

ニチコンのオーディオ用MUSEシリーズでもタンタル固体電解コンデンサありますしね。
安全性は昔より良くなったのかもしれません。
ショートモードで壊れるのはタンタルに限らずほとんどの固体コンデンサがそうですし。

kkumax さん

AFアナログ回路の場合は抵抗のサイズが音質に大きく影響するので2012を使うのは正解ですね。 一方、高周波的な観点から考慮すると、サイズが大きくなると高域が鈍ってしまうので、1608や1005サイズの方が有利になってきます。 帯域が10MHzを超えると小さめの方が良いかと思います。
http://sudoteck.way-nifty.com/blog/2010/06/post-3ec0.html


暇ぬこさん

どちらかと言うと私もその部類でした。 スマホやパソコンは5年を超えたくらいで買い替えることが多いと思います。 しかし、テレビやステレオなどの家電は最低でも10年くらいは壊れずに持ってほしいものです。その辺も関係しているのではないかとにらんでいます。あと、外形サイズ的なところも大きいですね。

数百万円以上のハイエンドオーディオの全てが正しいのかどうかはさておき、特性や音の良いものを選択しているのは確かだと思います。


gombessa さん

数100pF程度のマイラコンデンサなら電源デカップリングでは使われないのでショートモードで壊れても燃えるようなことはあまりないとは思うのですが、100uF、220uFと大容量なタンタルコンデンサは電源部にぴったりなので、そこがショートして壊れると大惨事になることが予想されます。
今でもヒューズ入りタンタルがあるくらいなので、故障は防げないということでしょうね。 まあ昔と比べれば格段に良くなっていると思います。

遅れながら確認しました。ホントだ、在庫なくなってますね。

設計中のTAS5825M-Mono☓2☓PCM192khz直接再生基盤で使う予定だったのに…
5V電源系にAK1110も使用予定だったのですが、昨年末に入手不可になり、変更することになりました。
手間取って時間かかってるとこういう目に合うんですねぇ。

降霜 さん

いまは、コネクタの類も入手しにくくなっていますね。 なので一度にすべての部品を揃えるのが非常に困難になってきていますね。

困ったものです。 あと1年くらいは続くと予想されています。

旭化成の半導体は、大幅に品種を減らしてくるのと、工場の再開は来年度中を目指すというスケジュール感じらしいですよ。

以下ど暇な考察でございますので間違いがあるかもしれません

PCや、TVのような構造的にPCな家電が10年保たないのは、ソケットや拡張カードなどの金メッキやカーボンのコンタクトのせいではないかと思っています。
ファンなどの振動でコンタクトが削れて発生した金属粉でさらにコンタクトが削られ、電流が流れると極端に抵抗値が上がる現象が起き、接触不良で不具合やブルスク連発…となるようです。洗浄してコンタクトオイル塗れば直るんですけれど、作業費より新しいの買った方が安いし(PCは基本的に企業向けの製品です)、新しい方が圧倒的に高性能という宿命の製品なので捨てるというケースの方が多いのではないでしょうか。オーディオではほぼありえない世界かと… (^^;)

また最近は鉛フリー化のせいで昔懐かしいスズマイグレーションでのショート故障が再発していると聞きます。

昔の卵型タンタルは製造技術が未熟なため不純物が多く、電源オンオフ時の極微弱な漏電や静電気などで回路的には問題なくともいつのまにか壊れてしまうようです。
不純物を「完全にゼロ」にすることは物理的に不可能ですので、ESRが1ミリオームの超高性能タンタルでも100%故障しない、という保証はないのでしょうね。
その音が良い音か、という問題だけであるのは全く同感です。

暇ぬこさん

確かに接点不良は、けっこうな確率で故障の原因になっていると思います。

接点が復活すれば治るケースもあるし、接点不良のおかげで、何かのデバイスを破壊してしまって、復活できないケースもあるでしょう。

鉛フリー半田も、おっしゃる通りと思います。共晶はんだと比べて粘りがないので、基板のソリや振動があるとハンダクラックも起きやすいみたいです。

タンタルのESRは電解コンとフィルムコンの中間くらいですかね。容量も中間くらいなので、うまく利用すればメリットがあると思います。電解コンもフィルムコンも故障しますし、セラコンも故障しますが、タンタルはショートモード故障が厄介。 ヒューズ内蔵のタンタルはESRがさほど低くないというデメリットもあって、部品選択をより悩ましくしているように感じます。とかいいつつ、松尾電機のヒューズ内蔵のタンタルは会社で使ってます。。
過電圧や逆電圧にも弱いため、設計も細心の注意が必要ですね。

暇ぬこさん、たかじんさん、こんにちは。

この接触抵抗の増大はフレッティング・コロージョン(微摺動摩耗)のことですね。
金接点はコストの関係から0.何ミクロンから数ミクロン前後と薄くつけますが、これでは接点の接圧を低くしないと擦れてしまいますね。
結果、挿抜回数は低く設定されてます。 地の金属が剥き出しになるようではやり過ぎでしょう。
過去に勤務してた会社では挿抜上等で、20ミクロン指定で業者が飽きれてました(笑)

薄いメッキはムラが出て微細な穴として残ることがあり、そこから汚染された大気中の硫化だの塩化だのの物騒な物が侵入して、地の金属と非導電化合物を生成し、ついにこれが穴から出てきてメッキ表面を追おうともうダメです。
そこで穴を塞ぐ、封孔剤という油脂を塗ってカバーするという話を聞きました。

ハンダメッキなんかはフレッティング・コロージョンに弱く、接圧が不十分だとガンガン削れてしまいます。
実験的に長時間振動を与え続けた接点を、SEMで見せてもらいましたが、酷い有様でした。 接点の抵抗値を計測もしましたが、数Ωも出たケースがありました。

爺の昔話で失礼しました(笑)

天 婦羅夫さん

> この接触抵抗の増大はフレッティング・コロージョン(微摺動摩耗)のことですね。

そんな呼び方があるのですね。 電食とか単に腐食して接点不良になるのはよくありますが「摩耗」ですか。 自動車やバイクでは起きそうな接点不良ですね。

そういえば、モレックスなどの端子は金の厚さがいくつか種類がありました。 hard goldって表記も。

挿抜回数規定も色々ありますね。一時期PCに使われたRambus メモリの挿抜回数がやたらと少ないのが話題になりましたね。 10回程度だったか。。。

フレッティング・コロージョン、
なんか、懐かしい単語です。

大昔、そんなことも気にしながら実験装置の計画してたことを思い出しました。
ここ20年くらいは、考える必要性なんてなくなったんで、
言葉自体を忘れていました。

自分の専門ではなかったのですが、
材料知識は必然的なものだったので、否応なく身に付きました。
他部署の材料研究の専門家などに厚かましく引っ付いて聞きまわっていたら、当時は今のように世知辛くなかったので貴重な知識を沢山教わったなぁ。

年寄りの昔話です。(って、年寄りとは自覚してないですが)

sawanoriichi さんもフレッティング・コロージョンをご存知だったのですか。
私が無知でした。。。 まだまだ勉強が足りないですね。

そういえば、若干振動があるところのスイッチの接点が、やたらと速く接点不良に陥るケースがあります。 早ければ3ヶ月くらい。 スパークが飛んで接点がやられているんだとばかり思っていましたが、摺動による影響もあるのかもしれません。
SEMでみてみようかな・・・

対策は金クラッド接点を使うくらいしかないのか、他に良い方法があるのか。。。謎ですね。

sawanoriichi さん、たかじんさん、

私も被害を受けるまで知りませんでした。
うっかりコネクターメーカーに問い合わせたら、業界内で話題になってしまい、なにも言ってないのに取引のある会社から「本件につてたご教示いたしたく」と乗り込まれて恥ずかしかった憶えがあります(^^;;

振動源と云っても排気用のファンだったり、ハードディスクだったりします。
また聞きですが、畳の上に置いたラジカセのスピーカー端子が、畳の上を歩く振動で摩耗した話もありました。

ヘッドフォン端子、電池端子の接触不良もコレかなと思ったりしますが、コンタクトオイルも手持ちは古くなって変色したので捨ててしまいました。

同僚が解説した単行本をどこかから借りてきたことがありますので、コネクター関係の人はご存じな資料かもしれません。金VOIDとか恐ろしい写真が載ってました(^^;

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