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電子部品広告特集 各社紹介

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需要拡大する電子部品

コンデンサー

ノイズ除去や電流制御に使用

コンデンサーは回路の中で電気エネルギーを一時的に蓄積し、必要に応じて放電する機能を持つ電子部品で、ノイズを遮断するフィルターや大電流を抑制するサージ対策部品としても使用される。2枚の金属板を電極とし、電気を蓄える誘電体を挟み込むのが基本的な構造だ。

コンデンサーはキャパシターと呼ぶ場合があり、蓄電池用途に使用される電気2重層キャパシターは、誘電体ではなく電子や正孔が互いに引き合って整列することで生じる電気2重層に電気エネルギーを蓄積するタイプ。積層化などにより大きな静電容量を得ることができる。

コンデンサーは用いる誘電体材料により電気を蓄える容量である静電容量が変化するため、目的別に種類が多い。静電容量が一定の固定型と、変えることができる可変型がある。固定型コンデンサーにはセラミックコンデンサーや電解コンデンサー、フィルムコンデンサーがある。一方、可変型コンデンサーはバリアブルコンデンサー(バリコン)と呼ばれ、無線周波数の同調に使用される。

アルミ電解コンデンサーは電極にアルミニウムを使い、誘電体には酸化アルミニウム膜を使用する。電極表面を化学処理して誘電体を形成し、電極の隙間には電解液を浸したセパレーター紙を挟む構造のため、ケミカルコンデンサーとも呼ばれる。

セラミックコンデンサーは酸化チタンやアルミナ、チタン酸バリウムなどを誘電体に使用。高周波ロスが小さいことや温度変化に対する静電容量変化が少なく、高耐圧性能を備えている。

誘電体に酸化タンタルを用いるのがタンタル電解コンデンサーだ。アルミ電解コンデンサーに比べ小型で低温特性に優れ、周波数特性も優れている。タンタルが希少金属のため、酸化ニオブを用いたコンデンサーも開発されている。

導電性高分子アルミコンデンサーは、アルミ電解コンデンサーが持つ大容量性とともに低抵抗が特徴。電解液や二酸化マンガンに代わり誘電率の高い導電性高分子材料を用いる。フィルムコンデンサーには、スチロールコンデンサー、PETコンデンサー、耐電圧性に優れるポリプロピレンコンデンサー、高温耐性の良好なテフロンコンデンサーなどがある。

インダクター

回路内の電流を安定化

インダクターは、鉄芯など磁性体のコアに銅線を巻いたコイルに電流が流れることで電磁誘導により生じる磁場を利用して、電流を磁気エネルギーに変換して蓄積する受動部品。インダクションコイルという名称や、その構造から単にコイルとも呼ばれる。

インダクターは回路を流れる電流を安定化させる目的で使用される。蓄積されるエネルギーの大きさをインダクタンスと呼ぶ。

コイルに使用するコア材には酸化鉄や還元鉄などを使った鉄芯のほか、フェライト系やアモルファス系の磁性材料も使用されている。コア材を使用せずに空気をコア材に使用するタイプもあるが、磁性体を用いることでインダクタンスが増大する。

インダクターは一般的にアナログ回路や信号処理用として使用されている。ノイズフィルターやコンデンサーと組み合わせることで、特定の周波数を取り出す共振回路やフィルター回路を構成する。またスイッチング電源用として使用される場合もある。

コア材の形状には棒状のコアに導線を巻いたアキシャルコイルやドラムに巻きつけたタイプ、ドーナツ状のコアに導線を巻きつけたトロイダルコイル、円筒形のポット型、コア材に導線を通す穴を空けたタイプのビーズ型などがある。高周波フィルターやノイズフィルター、昇圧回路などに使用される。

スマホなど小型の電子機器では基板面積が小さいため、実装される電子部品にも小型化が要求される。コア材に導線を巻きつけたコイルは高さが出るため、平面的なスパイラル状のコイルを用いる。

導線の巻き方としては、このほかにもハチの巣状のハニカム巻きやクモの巣状のスパイダー巻きなどがある。これらのタイプは電気抵抗が増大する近接効果や、巻き線に発生する静電容量の軽減など、コイルに特有の問題を抑制する効果を備えている。

電子機器が様々な用途で大量に使用されることで問題になるのがノイズの発生だ。ノイズは外部からの伝播ノイズだけではなく内部の回路からも発生し、電子機器の誤作動の原因となる。そのためノイズの発生を防いだり、ノイズの影響を回避したりするには電磁波シールドやノイズフィルターを用いる。

これらのほかにもフェライトをコア材に使用したチップビーズを使うことで、低周波領域ではインダクターの特性によって電磁波ノイズを反射し、高周波領域ではビーズの特性から抵抗として電磁波ノイズを吸収できる。

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