コストのかかる遅延を避ける：PCBデザイナーのための重要なヒント

PCB設計の注文を製造業者に保留されたことによるフラストレーションを経験したことはありますか？これは、特に新しいフレキシブル回路やリジッドフレックス設計において、多くのPCB設計者が直面する一般的な問題です。注文が行われると、スムーズな生産プロセスを期待していたものが、しばしばエンジニアリングに関する質問や明確化が必要であるために予期せぬ保留によってすぐに中断されることがあります。これらの保留は些細な不便ではなく、プロジェクトのタイムラインに重大な遅延をもたらし、スケジュールの乱れ、コストの増加、クライアントやステークホルダーとの関係に負担をかける可能性があります。

PCB製造の遅延は、しばしば予防可能であり、提出されたデータパッケージの問題から生じます。欠落している情報や不完全な情報、矛盾、見落とされた詳細が頻繁に生産を妨げ、保留を引き起こします。これらの一般的なエラーを事前に特定し、対処することで、プロセスを合理化し、PCBプロジェクトの成功率を向上させることができます。

ドキュメント：多くの遅延の根源

新しい設計の60％以上が、製造業者が工具設定とプロセスフローを整えている際に「保留」になることはよくあることです。この割合は、フレックス回路とリジッドフレックス回路の設計ではさらに高くなることがあります。良いニュースですか？これらの問題のほとんどは予防可能です。注文を提出する前に、ドキュメントパッケージ全体と購入注文の要件を慎重に確認してください。すべてが含まれており、正確であることを再確認してください。

注目すべき主要領域

• ドリルチャート：ドリルチャートは、PCBに必要な特定のサイズ、数量、および穴の位置を概説します。ドリルチャートと提供されたドリルファイルの間の不一致は、プロジェクトが保留にされる最も一般的な理由の一つです。この不一致は、製造図面と実際の設計データが一致していないことを示しており、製造業者がプロセスを停止して説明を求めることを促します。これは、CAM（コンピュータ支援製造）プロセスを最初から遅らせ、不必要にプロジェクトのタイムラインを延長することがあります。
• スタックアップ：スタックアップ情報は、PCB内の各層の配置、使用される材料、およびそれらの厚さを詳細に説明します。正確なスタックアップデータは、正しいインピーダンスを達成し、ボードが期待通りに機能することを保証するために不可欠です。 
• インピーダンス表：インピーダンス制御は高速回路にとって重要であり、インピーダンス表の誤りは、要求された電気的性能を満たさないボードを引き起こす可能性があります。指定されたインピーダンス値が実際の設計と一致していること、および必要な計算がすべて正しいことを確認することが重要です。ここでの不一致は、電気的仕様を満たさない製品につながり、再作業や、さらに悪いことに、完全な再設計を必要とする可能性があります。
• PCBの寸法：PCBの全体的な寸法、エッジの許容差、および重要な特徴の位置は、正確に文書化されなければなりません。図面と実際の設計データとの間のいかなる逸脱も、製造中に重大な問題を引き起こす可能性があります。たとえば、寸法が正しくない場合、PCBが意図されたエンクロージャに適切に収まらなかったり、他のコンポーネントと正しく整列しなかったりする可能性があり、これはコストのかかる修正やスクラップボードにつながる可能性があります。

製造図面を提出する前に、すべての注記、寸法、および詳細を徹底的に確認し、最新の設計改訂との正確性と一致を確保してください。データセットが完全であることを確認し、回路層、ドリルファイル、はんだマスク、レジェンド、ネットリスト、アレイ指示、および図面が含まれ、正しい改訂と一致していることを確認してください。一般的な間違いとして、更新された回路層を使用しながら古いドリルファイルを提出することがあり、これは大幅な遅延を引き起こす可能性があります。一貫性と完全性を二重に確認することで、コストのかかる後退を避け、製造プロセスを合理化することができます。

例：NFP内のアニュラーリングとドリルから銅までの距離

特徴のサイズが品質、コスト、および納期に影響を与える一般的な例は、アニュラーリングのサイズとドリルから銅までの距離であり、特に非機能パッド（NFP）に関連しています。柔軟な材料は硬いものよりも扱いが難しく、内層の登録を維持することがより困難になります。可能な限り、これらの課題に対応するために、フレックス層に大きなアニュラーリングを設計してください。複数の積層サイクルが必要な設計の場合、最初のサイクル後にアニュラーリングを増やすことで信頼性を向上させることができます。 

さらに、トレースを配置する際には、非機能パッドを取り除く誘惑に抵抗してください。これらのパッドは、ドリルと導体の間の安全な後退距離として機能します。それらを取り除くと、PCBの信頼性が損なわれ、IPC設計ガイドラインに違反する可能性があります。

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非機能パッドを取り除いた場合に何が起こり得るかの例をここに示します：

• 設計仕様：ドリルから銅まで.008インチ。
• 許容される接触：.005インチの環状リングがドリルから銅までを.003インチにすることを許可する前にエッチングバック。
• エッチングバック：銅メッキと導体の間の距離を.0015インチに減少させるために.0015インチを除去。
• CAF移行：最大.001インチの成長を追加し、それらの間にわずか.0005インチを残す。
• IPC-2221/2222の要件：完成品で0-50ボルトには最小.002インチのスペースが必要です。

最悪のシナリオでは、めっき穴がそのスペース予算を.0015インチ超過する可能性があります。これはクラス2製品にとっては許容されるかもしれませんが、クラス3製品や現場の信頼性にとっては重大なリスクをもたらします。

ドキュメンテーション、製造データセット、そしてアニュラリングやドリルから銅までの距離のような重要な設計の詳細に細心の注意を払うことで、不必要な遅延を避け、PCB設計がすべての要件を満たしていることを確実にすることができます。これらのステップを踏むことは、時間とフラストレーションを節約するだけでなく、より信頼性の高い最終製品につながります。