PCB穴サイズの公差を指定するための5つのヒント

PCB設計が適切に製造されるように、穴のサイズ許容差の仕様を製造業者に迅速かつ明確に伝える方法を学びましょう。

PCB設計でよく忘れられがちなトピックの一つが、コンポーネントが取り付けられる穴です。PCB製造における穴の寸法の許容差を指定することで、スルーホール（PTH）コンポーネントの適切なフィットを保証します。同じく重要なのは、それらの寸法を製造業者に明確に伝えることで、基板が適切に作られるようにすることです。

現在、Altium DesignerPCB設計ソフトウェアを使用すると、パッドやビアの穴の許容差属性を追加し、ドリルテーブルに含めることで製造業者に伝えることができます。PCB穴サイズの許容差を指定する際に役立つ5つのヒントをここに紹介します。

許容差

コンポーネントのデータシートには、経年変化、摩耗、温度、めっき、材料、加工などの変動を考慮して、プラス/マイナスで許容差が記載されています。例えば、1/4ワット抵抗器の特定のメーカーのデータシートでは、リード直径を0.022 ±0.003と指定しています。したがって、実際の部品のリードは0.019から0.025の範囲で変動することがあります。

一般的にプリント基板(PCB)メーカーは、穴の公差を±0.004と指定します。リードは、公差の大きい側でも小さい側でも、常に穴に収まらなければなりません。したがって、最小の穴のサイズは、最大の抵抗リードとその公差（0.022の抵抗リード + 0.003の抵抗リード公差）、プラス0.004のPCB穴の公差を収容できなければなりません。従って、0.022+0.003+0.004 = 0.029インチが、基板上で許容される最小の穴のサイズです。

穴をあける際、ドリルビットは摩耗して小さくなることがあります。また、ドリルが穴の中でわずかに振動したり揺れたりして、やや大きな穴ができることもあります。その後、取り付け穴はめっきされ、めっきはバッチや基板上の位置によって厚くも薄くもなり得ます。また、処理中にプリント基板(PCB)の基材が熱膨張または収縮することも考慮しなければなりません。

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したがって、PTH部品の適切な配置を保証するためには、穴の公差が設計プロセスで重要です。経験則として、すべての公差、ドリルの摩耗や揺れ、そしてめっきの変動を収容するために、部品リードの穴径よりも0.007インチ大きなPCB穴を作るべきです。

Altium Designerでは、穴の公差値にデフォルト設定はありません。パッドやビアのプロパティダイアログで穴の公差属性を調整できます。穴の公差とデフォルト設定は、Pad Via LibraryパネルやFootprint Libraryでも設定できます。

穴の公差を指定するための5つのヒント

Altium Designerでの穴の公差は、いくつかの異なる方法を使用してアクセスおよび編集できます。これらの方法では、最小（-）および最大（+）の穴の公差属性を設定できます。

ヒント1 — 特定のパッドとビアの穴の公差属性を設定する

各パッド/ビアのプロパティを使用して、パッド/ビアの公差をすばやく設定できます。

パッドまたはビアを右クリックしてプロパティを選択します。パッドプロパティダイアログ（図1）では、穴情報セクションで穴の公差を編集できます。

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ビアプロパティダイアログでは、ダイアログの左上隅にある公差を使用して穴の公差を編集できます（図2）。

図1: パッドプロパティダイアログで指定できる穴の公差Alt Text: パッドプロパティダイアログで指定できる穴の公差)

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ヒント2 — パッドまたはビアテンプレートの穴の公差属性を作成する

パッドまたはビアテンプレートを使用して穴の公差を指定することもできます。

Pad Via Library パネルで右クリックし、「Add Via Template」または「Add Pad Template」を選択します。穴の公差は、Hole Information セクションで設定できます。

Tip 3 — 複数のパッドまたはビアの穴公差属性を一度に設定する

便利なことに、複数のパッドまたはビアの穴公差を同時に設定できます。

PCB Inspector パネルを開き、図3に示すように、設定したいPCB上のパッドまたはビアを選択し、パネルの右側の列にある Object Specific の下で必要な穴公差値を入力します。

穴公差の列は、Hole Size Editor を使用して PCB パネルに追加および編集することもできます。Unique Holes ヘッダーの下で右クリックし、「Columns » Hole Tolerance (+)」および「Hole Tolerance (-)」を選択します。穴公差の列をクリックすると、公差属性を変更できます。

Tip 4 — Via Stitching/Via Shielding に穴公差を追加する

複数のステッチングビアに穴公差を追加することで、時間を節約できます。

「Tools » Via Stitching/Shielding » Add Stitching to Net」に移動します。Via Style セクションの Tolerance の下に穴公差情報を追加できます。

Tip 5 — ドリルテーブルで穴公差を表示する

ドリルサイズ表において、許容差を二つの方法で表示できます：許容差属性を表示するための一列または二列。

ドリルテーブルプロパティダイアログから、列追加をクリックします。全ての許容差属性を一列で表示するには、穴の許容差を選択します。この列では、設定された最小値と最大値の属性が一緒に表示されます。または、設定された最小値と最大値の穴の許容差属性を別々の列で表示することを選択できます。後者のオプションには、穴の許容差（+）と穴の許容差（-）を選択します。もちろん、最小値または最大値の設定された穴の許容差を独立して表示することも選択できます。

また、穴の許容差によってオブジェクトをグループ化することも選択できます。ドリルシンボルダイアログから（ドリルテーブルダイアログでドリルシンボルの設定をクリック）、グルーピングをクリックし、穴の許容差を選択します。

パッドやビアに穴の許容差情報を追加する際、カウント列の下でグループ化された全てのパッドまたはビアが同じ穴の許容差属性を持っていない場合、穴の許容差値は*（アスタリスク）として表示されることに注意してください。

重要：ドリルテーブルに列を追加した後、ドリルテーブルダイアログを終了するためにOKをクリックしなければ、変更は保存されません。

PCBコンポーネントの取り付け

PTH部品がPCBに適切に取り付けられるように、適切な穴の公差を確保することが重要です。