T製造を考慮した設計：DFM/DFAに対する新しい視点

DFM分析の完全ガイド

私の良い友人がPCB設計の製造計画についてよく言う冗談があります。「今日、製造業者に電話しましたか？」とよく尋ねることで、設計プロセスの複数の段階で製造パートナーとの連携を強調します。これは設計者がよく忘れがちなことであり、全規模の製造に先立って大きな頭痛の種になることがあります。事実、ボードは製造可能性を確保するために、製造と組立の両方の観点から、複数回のDFM分析を受けるべきです。

では、いつからDFM分析に設計をさらすべきでしょうか？もう一つの重要な質問は、DFM分析プロセスを迅速に進める最良の方法は何かということかもしれません。任意のボードにはチェックすべきことがたくさんあり、特に複雑なレイアウトでは、製造可能性を完全に検査することは時間がかかることがあります。DFM分析に何を期待し、どのようにして設計を迅速にプロセスを通過させるかについてここで説明します。

PCBのDFM分析に何が含まれるのか？

一般的に言って、DFM分析は大量生産が必要なあらゆるものに適用されます。製造される製品は、大量生産に使用されるプロセスに適合するように設計される必要があり、設計が低い生産性、欠陥、または低い寿命を引き起こす可能性がないことを確認するために検査される必要があります。現在では、PCB製造業者とPCB組立業者が地球の反対側に位置していることもあり、DFM分析を行うために、プロジェクト情報の単一で管理されたストアに全員がアクセスできることが重要です。

PCBのDFM分析は、設計が製造業者の製造および組立プロセスに適合するかどうかを確認することを含みます。経験豊富な設計者であれば、品質を損なう可能性のある設計選択のリストが長いことを知っているはずです。私自身、設計に潜む可能性のあるあらゆる製造上の問題をまだすべて記憶していないので、製造を開始する前に私の基板を検査してもらうために、しばしば製造業者に頼っています。

頻繁に設計を検査する

これは重要なポイントを提起します：いつDFMチェックを実行すべきか？もし比較的シンプルなボードを扱っているなら、製造前に製造業者が最終的なDFMチェックを実行することに頼るのがおそらく問題ないでしょう。繰り返しのDFM深掘りは、製造業者が迅速に実行できる時に過度の時間を取ってしまいます。より高度なもの、例えば、厳しいクリアランスと複数の信号規格を持つ高層カウントの混合信号ボードの場合、潜在的な品質問題を早期に捉えるためには、複数のDFM分析実行が必要です。

製造前に不必要な設計変更を防ぐ最良の方法は、いくつかの異なるタイミングでDFM分析を行うことです：

• コンポーネントを選択するとき：これは主にパッシブコンポーネントのサイズ、特に0201と01005に関連します。これらの小さなコンポーネントを使用する必要がある場合は、製造業者がこれらを扱えるかどうかを確認してください。
• フロアプランニング中：この時点で、可能な層数、トレース幅の範囲、ビアサイズ、HDIに移行する必要があるかどうか、どのPCBラミネートを使用するか、設計に適用されるIPC Producibilityレベルなど、ボードのいくつかの基本的な側面をまだ決定しています。
• 部品配置後：部品を配置したら、特に両面SMDボードでのはんだ付けに関して、組み立てプロセスを考慮してください。また、接地された部品が参照面にどのようにはんだ付けされるか、熱リリーフが必要かどうかも考えてください。
• スタックアップを計画する際：設計を製造に移す前に修正が必要なスタックアップがどれだけ多いかに驚くかもしれません。これは、製造業者に検証済みのスタックアップ表を尋ねることで解決できます。
• Gerberファイルを生成した後：一部の欠陥はGerberファイルで見つけやすいので、重なっているドリルヒットやビアのアスペクト比などをGerberでスキャンするのが最善です。
• MCADチームとの協力：場合によっては、はんだ付け可能なコネクターや他の機械要素の配置が過度に狭いクリアランスを生じさせることがあります。

これらのポイントのいくつかは、他の記事ではあまり語られないことがあるため、詳しく説明する価値があります。

部品のクリアランス

コネクターに適用されるポイントのいくつかは、他のコンポーネントにも適用されますが、クリアランスに関するもう一つのポイントが確認する価値があります。組み立て中の膨張に対応できるようにしておくことが重要です。特にプラスチックのシュラウドやベースを持つコネクターでは、この点が重要です。もし2つのコンポーネントが近すぎて、はんだ付け中に膨張した場合、両方が組み立て中に基板から持ち上がる可能性があります。

DFM分析でクリアランスをチェックしていれば、最近の製造工程でのコンポーネントの持ち上がりを予測できたでしょう。

フットプリントを見る

明らかに、フットプリントが検証されていることを確認するために努力をするべきです。これは手動で行うこともできますし、利用可能な場合はメーカーから直接検証済みのコンポーネントを使用することもできます。しかし、フットプリントがレイアウトに入ると、はんだマスクの開口部、ビアへのクリアランス、他のコンポーネントへのクリアランス、ビアのアスペクト比などをチェックする必要があります。適切なルールチェック機能を備えたソフトウェアを使用していない場合、サーマルパッドを浮かせたり、ドリルヒットをはんだフィレットに近すぎる場所に配置したりする可能性があります。PCBレイアウトを直接見ることもできますが、予備のガーバーファイルを生成してレイヤーを比較する（下記参照）のも全く問題ありません。

中間ガーバーファイルからは、はんだマスクの開口部やティアドロップが必要なコンポーネントを見つけることができます。

TRANSLATE: スタックアップチェック

単純に聞こえるかもしれませんが、望む層数と層の配置を持つスタックアップを製造業者に尋ねるだけで、このチェックを楽々とクリアできます。彼らは特定の層スタックが彼らのプロセスを通過することを保証するために必要なDFM分析をすでに行っています。彼らは、望む積層材料を使用する際に必要なトレース幅、トレース間隔（差動ペア用）、および層の厚さを提供します。場合によっては、望む積層材料が利用不可能で、近い代替品を使用する必要があることに驚くかもしれません。

製造業者に早期に連絡すれば、彼らは資格のあるスタックアップ表を送ってくれます。

4層スタックアップの場合、標準の8mil/40mil/8mil S/P/P/Sスタックアップで、合計62milの厚さを受け取ることが多いです。より複雑なスタックアップは、特にインピーダンス制御ルーティングが必要なボードを持っている場合、カスタムテーブルを要求するかもしれません。スタックアップ情報を早期に入手すれば、制御インピーダンスに必要な誤ったトレースと間隔を適用するリスクはありません。すべてが既に検証されています。

製造前のDFM分析

ボードを完成させて製造に出した後、製造業者は最終的なGerberファイルを使用して自身のDFM分析を実施すべきです。ここで「すべき」と書いているのは、すべての製造業者がこれを行うわけではないからです。一部の製造業者の場合、Gerberファイルをアップロードすると、質問なしにファブファイルに表示されている通りにボードを製造します。一部の製造業者では、異なるサービスレベルがアドオンとしてのみ利用可能になるため、このレベルのサービスを明示的に要求する必要があります。

製造業者からDFM分析を受け取ると、次の2つの領域に関する多くの結果が表示されます：プロセス能力に対するクリアランスのチェック、および特定の業界要件に対するチェック。

プロセス能力に対する特徴サイズのチェック

設計ファイルを製造業者に提出し、DFM分析を実行すると、クリアランスチェックに関する多くの結果が表示されることがあります。製造業者は上記の領域を既にチェックしているはずですが、プロセス能力に対して特徴サイズとクリアランスを比較する必要があります。見積もりの一環として予備的なGerberでこのプロセスを実施していたとしても、何かを見逃している可能性があるため、これを再度実行するのが最善です。

私の好みのITAR製造業者の一つからのDFM分析レポートの例を以下に示します。この表では、スペーシング、アニュラーリングのサイズ、およびスルーホールと銅の間のクリアランスを確認できます。最下行から、私のトレース対銅のクリアランス設定が低すぎること、そしていくつかのフットプリント上のパッドが小さなアニュラーリングサイズを持っていることがわかります。

プロセス能力と比較したクリアランスを示すDFM分析レポートの例。

この例では、特定のフットプリントに沿って複数のエラーがあり、たまたまTO-92パッケージでした。この場合、組み込みライブラリの穴のサイズが大きすぎ、クリアランスを維持するために端の周りのアニュラーリングを小さくする必要がありました。穴のサイズを調整した後、クラス2のアニュラーリングに余裕を持たせつつ、ブリッジングを防ぐための十分なクリアランスも確保できました。

数千のネットを持つ大規模で複雑な設計の場合、製造業者はPCBレイアウトのあらゆる可能性のある特徴をどのようにチェックしますか？このプロセスを自動化し、プロセス違反を含むレポートをコンパイルするのに役立つアプリケーションがあります。一部のメーカーは内部で使用する独自のアプリケーションを持っている場合がありますが、他のメーカーは製造前に設計をチェックするためにダウンロード可能なプログラムへのアクセスを提供する場合があります。

IPCクラス適合性レビュー

経験が必要とされる設計要件のもう一つの領域は、IPCクラスとの適合性レビューです。見積もりプロセス中に指摘する重要な点の一つは、求めているIPC資格のレベルが何であるかです。これには、ティアドロップ、アニュラーリングのサイズ、ドリルとパッドの直径対銅重量、ビアと穴のめっき能力、誘電体の厚さ要件など、主な信頼性要件のいくつかをチェックすることが含まれます。物理的なレイアウトは、製造業者の能力と比較され、IPC標準で定義された資格と性能要件を満たすことができる設計が得られるように、製造前に変更が必要になります。

設計データを製造業者に迅速に渡す方法

製造業者の手にファイルを最も速く渡す方法は何か、そしてどのようにして設計意図を完全に理解してもらうことができるか？最高のクラウド協業ツールセットが必要になります。今日では、すべてがデジタルで行われているため、PCB設計者は複雑なプロジェクトに協力し、製造パートナーと共有するためのツールが必要です。Altium 365プラットフォームを使用すると、プロジェクトの完全なリリースから個々の設計ファイルまで、製造業者、他のチームメンバー、顧客と迅速に共有することが簡単になります。

Altium 365は、以下を含む完全なドキュメント機能セットを備えたDFM分析の効率化にも役立ちます：

• コンポーネントおよびライブラリのホスティングと管理ツール
• Gitに基づいた統合バージョン管理システム
• 内部データベースツールまたは外部バージョン管理アプリケーションとの統合ユーザーアクセスおよび管理機能

Altium 365内では、「製造業者に送信」機能を使用して、非常に便利に基板を製造業者に送る方法があります。プロジェクトがAltium 365ワークスペースにリリースされると、プロジェクトリリースに入り、下記のように画面上部の「製造業者に送信」ボタンをクリックできます。そうすると、製造業者はAltium Designerでプロジェクトを開くことも、リリースファイルをダウンロードしてDFM分析アプリケーションで製造ファイルを処理することもできます。

プロジェクトがAltium Designerワークスペースにリリースされると、製造業者とのアクセスを許可できます。

デザインが製造業者に渡されると、DFM分析レポートを読む際の混乱を避けるために、デザインの特定の点についてコメントをすることができます。これらのコメントは、ブラウザを通じてAltium 365でオンラインで閲覧することができるほか、Altium Designerでプロジェクトを開いた際にPCBレイアウトで確認することもできます。Altium 365のように、複数回のDFM分析を通じてデザインを進める際に役立つクラウドベースのサービスは他にありません。

プロジェクトの変更を追跡しながら、複数回のDFM分析を通じてデザインを進める最速の方法は、Altium 365™プラットフォームを使用することです。PCBデザインデータを共有、保存、管理するために必要なすべてのツールを、安全なクラウドプラットフォームで利用できます。Altium 365は、PCBデザインと製造のために特化した唯一のクラウドコラボレーションプラットフォームであり、Altium 365のすべての機能は、世界クラスのデザインツールであるAltium Designer®と統合されています。

PCBデザインにおける主なDFMエラーの防止

すべての回路基板は、潜在的な製造および組み立てエラーを避けるために、DFM（製造可能性のための設計）ガイドラインに従うべきです。これはまた、コスト削減、品質向上、および無欠陥製造にも焦点を当てています。この記事では、PCBの主なDFMエラーとそれらを避けるさまざまな技術について説明します。

PCB設計における主なDFMエラーの防止

DFM分析により、製造業者はボードの設計をさまざまな側面からレビューし、その材料、寸法、および性能を最も効率的に変更できます。これは設計上の問題を即座に検出し、生産に先立ってそれらを修正します。製造可能性分析の段階的アプローチには、以下の属性が含まれます：

• 製造プロセスに影響を与える設計違反の特定。
• ジオメトリーと材料要件に応じた正確な製造プロセスの決定。
• ボード設計の検査および仕様が完成品と一致するかどうかの決定。
• ボードの寸法に依存する材料（特性、物理的強度、およびテクスチャーに応じて）の選択。
• 設計が品質基準および信頼性を満たすための規制遵守に従っていることを確認。

主なDFMエラー

一般的に見られるDFMの問題には、スリバー、アニュラーリングのブレイクアウト、アシッドトラップなどがあります。一般的な違反とその予防について見てみましょう。

スリバーの予防

スリバーは、銅を露出させてショートを引き起こす乾燥フィルムレジストの小さなくさびです。導電性（銅）または非導電性（はんだレジスト）のいずれかです。スリバーの形成には2つの理由があります。最初のケースは、銅またははんだマスクの長く細い特徴がエッチングで取り除かれるときです。取り外されたスリバーが製造中にショートを引き起こします。2つ目のケースでは、ボードデザインのセクションをあまりにも近く、または深く切ることによってスリバーが形成されます。これにより、回路基板の機能が悪影響を受ける可能性があります。

解決策：

この欠陥を避けるために、最小のフォトレジスト幅を実装します。同じネット間隔（3ミル未満）または取り除かれたり、埋められたりすることができるエアギャップを適用します。スリバーが形成される可能性のある領域を特定し、問題があれば解決するために、適切なDFM分析が必要です。

銅スリバーのCAMスナップショット

はんだマスクスリバーのCAMスナップショット

銅スリバー

コンポーネント選択

コンポーネントの選択は、その入手可能性、リードタイムの考慮、および廃止部品の監視に基づいて行うべきです。これにより、製造開始前にコンポーネントが十分に利用可能であることが保証されます。

BOMを適切に調査して、コンポーネントとパッケージのサイズを決定します。十分なスペースがある場合は、抵抗器やコンデンサーに大きなコンポーネントを選択できます。例えば、0402/0201の代わりに0603または0805サイズのキャパシタ/抵抗器を使用します。選択は電圧、電流、および周波数によって影響を受けます。可能であれば小さいパッケージを選択し、そうでない場合は大きなものを選択します。小さなコンポーネントパッケージの過剰使用は、回路基板の組み立てを複雑にし、清掃や再作業をより困難にします。

PCB上の小さなコンポーネント

テストポイント

DFMには、基板を構築した後の電気的接続をチェックするために、すべての重要な信号のテストポイントが含まれています。除外された場合、最終製品をチェックすることが困難になります。可能な製造問題を避けるためのいくつかのポインターは次のとおりです：

• テストの容易さのために、すべてのテストポイントを基板の同じ側に配置します。
• テストの効果を高めるために、テストポイント間の最小距離を0.100インチに保ちます。 
• より高いコンポーネントのためのエリアを指定します。
• 複数のプローブで簡単にアクセスできるように、すべてのテストポイントを均等に配置します。
• 製造公差を念頭に置いてレイアウトを設計してください。

ビアとドリル・トゥ・カッパー

ドリル・トゥ・カッパーは、穴の端から最も近い銅の特徴までの距離です。しかし、PCB設計者は、完成した穴のサイズ（FHS）から最も近い銅の特徴までのドリル・トゥ・カッパーを考慮します。

設計者は常に、正しい距離を決定するために、穿孔直径（FHS + ドリル公差）を考慮すべきです。ドリル直径は以下の方程式から決定できます：

完成した穴のサイズ + 公差 = ドリル直径

通常、距離は5-8ミルであるべきですが、これは層数に依存します。ボードレイアウトツールにはドリル・トゥ・カッパーに特有の設計ルールチェック（DRC）はありません。しかし、設計で適切な間隔を使用すれば、8ミルのクリアランスを持つことができます。これはDFM分析を行う際に考慮すべき最も重要な属性です。

ドリル・トゥ・カッパークリアランス

アニュラーリングでは、ドリルビットが目的の場所に到達せず、同じ軸でずれると、接線またはブレイクアウトが発生することがあります。これは限界的な相互接続を引き起こし、信頼性に影響を与えます。

アニュラーリングブレイクアウト

ドリリング中に発生するDFMの問題を避けるためのいくつかのヒントは次のとおりです：

• より大きなパッドサイズを採用して、設計に広い環状リング領域を取り入れます。これにより、良好な導電性を確保し、パッドの中央にビアをドリリングする際の容易さが保証されます。
• メッキドリルがすべての銅層に銅パッドを持っているかどうかを確認します。
• Sierra Circuitsは、ドリルから銅までの最小限度として8ミルを推奨しています。
• ドリルのミスレジストレーションを防ぐために、最小のアスペクト比を維持します。
• ドリルのタイプ（PTH/NPTH）およびドリルの数/サイズを定義します。
• 銅の特徴とドリルがボードのプロファイル内に収まるようにします。
• ベンダー/ファブハウスが製造できる最小環状リングサイズ（4ミル）以上の環状リングを設計します。
• 複雑な設計や小さな環状リングで環状リングの破損を防ぐためにティアドロップを追加します。

ドリルの数はドリルチャートと一致するべきです

ドリルの数をドリルチャートと一致させることが重要です。ドリルチャートはファブ図面に含まれています。時にはドリルチャートが実際のドリル数と一致しないことがあります。その場合、ドリルチャートを修正または再生成する必要があります。

ドリルチャートの例 PCB

シンプルな設計のポイントとして、PCBレイアウトで使用する異なるドリルサイズの数を最小限に抑えるようにしてください。信号の層間遷移のほとんどを処理できる1つまたは2つのビアサイズを選び、取り付け穴や非めっき穴に使用されるいくつかの他のサイズを選ぶのが最善です。

クリアランス

DFM分析では、観察すべきクリアランスのタイプが3つあります。

エッジクリアランス：

多くの設計者が、銅とPCBのエッジとの間に十分なクリアランスを設けることを忘れがちです。エッジに近い銅は、電流が適用された場合に隣接する層間でショートを引き起こす可能性があります。これは、ボードの周囲に露出した銅が原因です。この問題は、設計にクリアランスを追加することで解決可能です。以下の近似値を確認してください：

• 外層の場合：0.010インチ
• 内層の場合：0.015インチ

ライン間隔：

ライン間隔は、2つの導体間の最小距離です。これは、材料、銅の重さ、温度変化、適用される電圧に依存します。また、製造業者の能力にも依存します。

 

はんだマスククリアランス：

• はんだマスク定義パッドの場合を除き、はんだパッドよりもはんだマスククリアランスを大きく保ちます。
• はんだブリッジを防ぐ最良の方法は、マスクの開口部を銅パッドに延長するか、バレルリリーフ（はんだマスククリアランス = ドリルサイズ + 3ミル）を提供することです。

はんだマスククリアランス

アシッドトラップ

注意すべき別のDFMエラーはアシッドトラップです。鋭角を含む設計は、その領域に酸の濃度を引き寄せます。これにより、トレースの過剰エッチングやオープンサーキットが発生する可能性があります。

 

パッドに向かってトレースを鋭角で配置することを避けてください。トレースをパッドに対して45°または90°の角度で配置します。トレースのルーティング後に、トレースの角度がアシッドトラップを作成していないことを確認してください。

シルクスクリーンチェック

シルクスクリーンチェックには、DFM分析に影響を与え、可能なエラーを防ぐさまざまな属性が関与します。ここにいくつかの重要なガイドラインがあります：

方向性：シルクスクリーンがパッドの上に配置される場合があり、これはDRCを実行することで確認する必要があります。シルクスクリーンがビアホールと重なることもありますが、ビアがテンティングされている場合は許容されます。これは、テキストを回転させてコンポーネントのリファレンス指定マークを調整する際に発生することがあります。パッドやビアに重なるリファレンス指定マークをトリミングして重なりを防ぎます。

シルクスクリーンの方向性が一貫していることを確認してください

ライン幅とテキストの高さ：簡単に読み取れるように、最小ライン幅を4ミル、テキストの高さを25ミルと推奨します。常に標準色と大きな形状を使用して、良い表現を心がけてください。通常、サイズはテキストの高さが35ミル、ライン幅が5ミルです。ボードが密集しておらず、大きなテキストを使用するのに十分なスペースがある場合は、次のサイズを使用してください：

上記の仕様が中密度ボードに適さない場合は、次のサイズを使用してください：

上記のサイズが機能しない場合は、次を参照してください。中密度ボードの場合：

 

シルクスクリーン印刷方法：特定の方法は、サイズ、クリアランスなど多くの設計パラメーターに影響を及ぼし、パッド、ビア、トレースなどの要素にも影響します。マニュアルシルクスクリーン印刷、液体フォトイメージング、ダイレクトレジェンド印刷に応じてこれらを指定してください。

マーキングの優先順位付け：規制要件、製造者識別、組み立て補助、テスト補助の分類に従って、シルクスクリーンマーキングを優先してください。

製造可能性に関する設計ガイドラインに従うことで、設計の初期段階でのエラーを認識できます。幸いなことに、Altium Designer®のDRCエンジンは、製造に進む前にこれらの問題を捕捉するのに役立ちます。製造業者と相談した後、上記の制約をPCB設計ルールにプログラムすることで、迅速にエラーを捕捉して修正できるようになります。設計が徹底的な設計レビューと製造の準備が整ったら、チームはAltium 365™プラットフォームを通じてリアルタイムで共有し、協力することができます。設計チームはAltium 365を使用して製造データやテスト結果を共有し、設計変更を安全なクラウドプラットフォームおよびAltium Designerを通じて共有できます。

効率的なPCB設計のためのDFAガイドライン

実際のデバイスになりたいすべてのPCBは、高い収率で組み立てられる必要があります。ボードが最初の試みで正しく組み立てられるようにするためには、戦略的な計画が必要です。いくつかの基本的なDFAガイドラインを理解することで、製造組み立てを通過する際に最小限の欠陥で、やり直しなしで済むようにすることができます。

DFAは、3つの段階からなるプロセスです。第1段階では、ボードレイアウトの設計が考慮されます。この段階では、コンポーネント間のクリアランス、はんだ付けの方向、および組み立てコストの削減が考慮されます。次の段階では、GerberまたはODB++ファイルが、コンポーネント、フットプリント、およびさまざまなクリーニング方法のクリアランスと方向性について検証されます。最終段階では、波はんだ、リフローはんだ、および手はんだの要件が特定されます。

 

DFAの目的

標準化

すべてのボードデザイナーは、新しいPCB設計に取り組む際に生じる可能性のある課題を予測するのが難しいでしょう。標準化の主な目的は、以前に機能した部品や技術を使用することにより、不確実性のレベルを最小限に抑えることです。以下に、設計における最大限の標準化を確保するためのいくつかの方法を示します：

• 各コンポーネントのソースを慎重に検証し、コンポーネントの真正性を確保します。不正なソースは、遅延、誤情報、および偽造部品のリスクを高めます。
• 組み立てプロセスを容易にし、潜在的なエラーを最小限に抑えるために、ユニークなコンポーネントパッケージの数を減らすように努めてください。例えば、フットプリントとランドパターンの不一致がある場合、デザインにユニークなランドパターンが少ないため、必要なレイアウト調整をより迅速に行うことができます。

コンポーネントの検証

すべてのボードデザイナーは、新しいPCBデザインに取り組んでいる間に発生する可能性のある課題を予測するのが難しいでしょう。標準化の主な目的は、以前に機能した部品や技術を使用することによって、不確実性のレベルを最小限に抑えることです。以下は、デザインで最大限の標準化を確保するためのいくつかの方法です：

DFAの主要な目的の一つは、ボードに搭載されるコンポーネントを検証することです。以下に記載されているガイドラインに従って、製造業者がボードを効率的に組み立てるのを助けてください：

 

組み立てエラーの削減

DFAは主に、発生する可能性のある組み立てエラーを排除することに焦点を当てています。上記のポイントに加えて、以下のポイントは、製造業者が望ましい機能を持つ回路基板を製造するのを可能にします。

• あなたの製造業者の能力内に収まるサイズ、間隔、および穴あけの許容誤差に固執してください。これはまた、PCBデザインの製造可能性を保証します。
• CMの能力内に収まるクリアランスと許容差に従ってください。
• 基板端のクリアランスルールに従ってください。
• 最適なパネル化を可能にする基板形状を確保してください。
• 必要に応じて熱リリーフを取り入れてください。

DFA基準

前のセクションで議論したように、DFA基準を知ることは、効率的かつコスト効果の高い方法で基板を設計するのに役立ちます。このセクションでは、いくつかの重要なDFA規範を紹介します。

極性マーキングを伴うコンポーネントの向き

プリアセンブリ段階で考慮されるべき最も重要な要因の一つがコンポーネントの向きです。トラブルフリーの組み立てのためには、明確で明示的な向きの技術に従うことが不可欠です。例として、確実に極性を持つダイオードを考えてみてください。配置後にも見える適切な極性マーキングを持つように、回路図のシンボルとシルクスクリーンを確実にしてください。これにより、検査プロセスが容易になり、テストやデバッグが容易になります。

 

スルーホール部品の場合、シンボルは2つのピンの間に配置できますが、表面実装部品の場合はデバイスの横に配置するべきです。これらのシンボルは多くのスペースを取ることがあるため、HDIボードではカソードパッドの上にバーを配置するか、A（アノード）またはK（カソード）の簡単な表示で十分です。

同様のコンポーネントをグループ化し、可能であれば同じ向きで配置しようと努めてください。これにより、組み立てプロセスが迅速に進行します。例えば、すべてのQFPを一列に配置し、各ICのピン1を同じ角にすることができます。

 

スペーシング要件

コンポーネント間のスペーシングは、PCBAプロセスの時間枠要件に影響します。このセクションでは、組み立てプロセスの品質を保証するために推奨されるスペーシング基準を見ていきます。

部品からエッジまでのスペーシング

部品からボード端までの距離は、ボード上の特定のコンポーネントからその端までの距離です。この要因は、デパネライゼーション中に重要な役割を果たします。このプロセス中に、ボードの端に近いコンポーネントは、はんだ接合部に影響を与える可能性のあるストレスを受けます。125ミルのクリアランスをボードの端と、回路基板の上側に配置されたSMDの間に推奨しますが、製造業者によってはそのプロセスで異なる許容値を提供する場合があります。

時には、製造業者はボードの下側のコンポーネントからボード端までの距離をさらに広げます。これにより、はんだペーストの適用中にSMTコンポーネントが損傷する可能性が減少します。

銅トレースも、ボードの端に近づけて配線することができます。これにより、はんだマスクの隙間が許され、パッドの侵入を防ぎます。トレース、銅の流れ、および手動で挿入された部品は、ボードの端から少なくとも10ミル離れていなければなりません。キャステレーションホールは、ボードの端に銅メッキが必要な設計の一種です。望ましい銅メッキを達成するために、そのような設計は追加の費用とリードタイムを要します。

 

部品と穴の間隔

コンポーネント間の間隔は、PCBAプロセスの時間枠要件に影響を与えます。このセクションでは、組み立てプロセスの品質を保証するために推奨される間隔基準を見ていきます。

• 部品から穴壁まで：これは、実際の穴の端からパッドの端まで測定されます。
• これは、ドリルから銅までの距離としても知られています。必要な最小間隔は約8ミルです。
• 部品から環状リングまで：これは、穴の環状リングの端からパッドの端まで測定されます。必要な最小間隔は約7ミルです。

部品から穴までの間隔

IPC組み立て基準

こちらは、基板を組み立てる際にあなたのCMが守るその他のIPC組み立て基準です。

• IPC-A-600：IPC-A-600、一般にIPC-600として知られている、は各製品カテゴリーに対する受け入れ基準のレベルを指定しています。これは、ボードの望ましい、許容される、および譲れない要件を定義します。 
• IPC/WHMA-A-620C：これは、ケーブルおよびハーネスアセンブリの材料、手順、テスト、および受け入れ基準の標準を記述しています。 
• IPC-A-630：これは電子エンクロージャの標準を定義します。この標準は、CMが組み立ておよび検査プロセスを実施する際に使用されます。

共通の組み立て欠陥

このセクションでは、PCBA中に最も頻繁に発生する欠陥と問題について詳しく説明します。製造業者はこれらの欠陥を避けるために多くの品質管理方法を採用しており、その方法のいくつかは以下の小節で述べられています。 

トゥームストーン

トゥームストーン、またはマンハッタン効果とも呼ばれるものは、SMDコンポーネントがその着地パッドから部分的または完全に剥がれるケースを指します。これは小型のSMDパッシブ（0603またはそれ以下のパッケージ）で最も一般的であり、リフローはんだ付け中の力の不均衡によって発生します。

トゥームストーニングを防ぐ方法：

• 高いコンポーネントの精度と高い予熱温度を確保する。
• 高温および高湿度への露出を避ける。
• 両方のパッド上の濡れ力をバランスさせるために、ペーストが溶融状態に達する前に浸漬ゾーンを拡張してください。

 

はんだブリッジ

はんだブリッジは、電気的に接続されるべきでない二つの導体間にはんだが適用された場合に発生します。これら望ましくない接続はショートとして参照されます。

はんだブリッジを防ぐ方法:

• 高い部品精度と高い予熱温度を確保する。
• 高温と湿度への露出を避ける。
• ペーストが溶融状態に達する前に浸漬ゾーンを拡張して、両方のパッド上の濡れ力をバランスさせる。

 

はんだボイド

はんだ接合部内の空間や穴ははんだボイドとして知られています。はんだボイドは、接続を確立するのに十分なはんだがない場合に作成されます。はんだボイドは通常、空気で構成されています。 

はんだボイドを防ぐ方法:

• ガスがボードから逃げることを可能にするために、ガス放出チャネルを増やす。
• 鉛フリーのはんだペーストを使用するようにしてください。

 

検査方法

回路基板が実装された後、製造業者は複数の検査および品質管理手順を実行することがあります。

自動光学検査（AOI）

自動光学検査（AOI）は、基板が生産施設を離れる前にPCB組み立てエラーを検出するための効率的で正確な方法です。この方法は、高解像度カメラと高度な画像処理ソフトウェアを使用して、欠落または誤配置されたコンポーネント、はんだブリッジ、はんだボール、またはトゥームストーンなどの組み立てエラーを特定します。

 

X線検査

AXI（自動X線検査）は、ICやBGAの隠れた欠陥を検出するための人気のあるアプローチです。このシステムのスキャンソースはX線です。これを使用して、大きな空洞や亀裂を特定できます。このアプローチにより、内部の幾何学的形状や構造組成への非破壊アクセスが可能になります。AXIはAOIと同じように画像をキャプチャします。唯一の違いは、AOIが光源でスキャンするのに対し、AXIはX線でスキャンすることです。

2D X線検査画像

DFAガイドラインは、組み立て後の高い歩留まりと最小限の再作業を保証することを目的としています。Altium Designer®のDRCエンジンを使用することで、これらのDFAガイドラインやその他多くのガイドラインを製造に移る前に実装することができます。製造業者と相談した後、上記の制約をPCB設計ルールにプログラムすることで、エラーを迅速に検出して修正できるようになります。設計が徹底的な設計レビューと製造の準備が整ったら、チームはAltium 365™プラットフォームを通じてリアルタイムで共有し、協力することができます。設計チームはAltium 365を使用して製造データやテスト結果を共有し、設計変更を安全なクラウドプラットフォームおよびAltium Designerを通じて共有することができます。

製造業者へのPCBレイヤースタックアップのニーズの伝達

PCB設計のビジネスでは、製造業者やベンダーへのニーズの伝達が最優先事項です。私たちの要求の文脈は、正しい情報を提供しない、十分な情報をリストアップしない、またはいかなる情報も与えないことによって、時々失われます。経験豊富なPCB設計者はPCBスタックアップに自分が見たいものをすべて指定するための措置を講じることができますが、最終的には製造業者が利用可能な材料と処理能力、歩留まりをバランスさせる努力の中でその決定を行います。

スタックアップは、PCBの基本構造以上のものを記述します。スタックアップには、コアと誘電体材料の物質特性によって定義される多くの他の設計上の考慮事項が組み込まれています。設計が製造業者の能力、材料在庫、およびインピーダンス要件と互換性があることを確認するために、設計者はスタックアップ要件が明確に定義されていることを確認する必要があります。最初に設計を作成する際に私のアドバイスに従い、最初に製造業者にどのようなスタックアップが利用可能かを尋ねるならば、良い状態になるでしょう。そのレイヤースタックを基に設計すれば、製造業者との作業がずっと簡単になります。

既存の設計があり、互換性のある材料セットでどこでも生産を行いたい場合はどうすればよいでしょうか？受け取るボードが要件を満たさないリスクをどのように減らすことができるでしょうか？それがこの記事で見ていく内容です。これらのヒントのいくつかに従えば、製造のためだけでなく、製造と共に設計を行うことになります。

PCBレイヤースタックアップのニーズが指定されていることを確認する

上述の通り、設計の初回イテレーションでは、標準的なスタックアップを取得し、それを設計に使用することが一般的です。これは、プロトタイプを設計し、生産に移す最も速い方法です。もう一つの選択肢は、少なくとも自分で選んだ材料でスタックアップを設計し、それを製造業者と認定することです。彼らはそれを生産できるかどうかをあなたに伝え、そこからどう進むかを決めることができます（スタックアップを再設計するか、別の場所に送るか）。

設計がすでに完成している場合は、少し異なる話になります。設計を生産に移す際には、裸のボード製造業者が複数の仕様を満たすことができるかどうかを確認する必要があります。これには以下が含まれます：

• 層の特性 - これには層の厚さ、銅の重さ、銅箔のタイプ（逆処理、電解銅、圧延銅、添加物など）、およびラミネート構造/織りスタイルが含まれます。
• 誘電体とインピーダンス要件 - シグナルと電力の両方に対するインピーダンス仕様を満たす必要がある場合、層の誘電率を層の厚さと銅とともに指定する必要があります。
• 許容される代替品と許容差 - これにより、製造業者は設計がどこでも確実に生産できるように変更する許可をあなたが与えたものを確認できます。

ポイント＃3についてはあまり話されず、代わりにDFMをポイント＃1と＃2の一部として重視します。ポイント＃3でPCBレイヤースタックアップに必要な変更を考慮できれば、仕様に合わないボードを受け取るリスクを排除できます。

PCBスタックアップのニーズを確実に満たすために、回路基板の要件を指定するために使用できる重要な文書があります。それは、PCB製造図です。スタックアップ図と製造ノートの両方を使用して、製造業者にPCBレイヤースタックアップの要件を伝えたいと思うでしょう。

PCBレイヤースタックアップ図または表から始める

製造図面の中で、レイヤースタックアップ図を使って、スタックアップに関するほとんどの要件をすぐに指定することができます。これは、基板に求める基本的な要件を製造業者に伝える最も簡単な方法です。以下の例は、高速PCB、電力レギュレータモジュール、マイクロコントローラボード、またはその他の汎用ボードに使用できる4層ボードの設計です。

製造図面内の例示されたPCBレイヤースタックアップ図。これはDraftsmanで作成されました。

製造図面内の例示されたPCBレイヤースタックアップ図。これはDraftsmanで作成されました。この図から、製造業者が満たす必要があるいくつかの重要な仕様がすでにわかります：

• レイヤーの厚さと数
• 各レイヤーの銅の重さ 
• 特定の材料セット（この場合はITEQ IT-180BS/IT180C）
• 各レイヤーに対応するGerberファイルの拡張子

時々、クライアントから要件リストを受け取ると、これらのポイントはスタックアップドキュメントにまとめられます。設計成果物を製造業者に提出する際に、スタックアップドキュメントやその他の要件ドキュメントをファイルパッケージの一部として含めることは問題ありませんが、この情報は製造図面にも反映されるべきです。これを行う最良の方法は、上に示されているようなスタックアップ図を使用することです。

インピーダンスと誘電特性についてはどうでしょうか？特定の材料セットを念頭に置いて設計している場合、これらを明示的にリストアップする必要はありませんが、PCBレイヤースタックアップ図にこれらを含めることができます。設計におけるこれらの許容差を製造業者が考慮していることを確実にするためには、トレース幅と層の厚さに対する許容差を指定する必要があります。

スタックアップとトレース幅の許容差

誘電率定数目標、熱/化学特性目標、またはインピーダンス目標（指定している場合）を達成するために、設計で進める方法は3つあります：

• デザイン作業を始める前に、スタックアップを製造業者に承認してもらいましょう。承認された場合、制御インピーダンスデータに基づいて、インピーダンス値のためのトレース幅を指定してもらうことを確認してください。このトレース幅とレイヤースタックを基に設計すれば、製造図面に提供する仕様が望む電気的挙動を生み出すことを知ることができます。
• PCBスタックアップで使用される互換性のある材料について、IPCスラッシュシートの適合を指定します。初期材料選択のために、望ましいスラッシュシートを知る必要があります。• PCBスタックアップで使用される材料の交換を容易にするために、必要に応じてトレース幅を調整することを製造業者に許可します。特定のスラッシュシートや材料名を指定する必要はありませんが、製造ノートでそうすることは自由です。

オプション＃1は、特定の材料セットを提供する製造業者でのみ、ボードが正確になることを保証します。オプション＃2と＃3はより一般的で、どこでもカバーしようとしますが、製造中にインピーダンス制御テストを実施するよう要求する必要があるかもしれません。

オプション＃2の実装は、製造ノートで簡単に行えます。以下の画像は、材料セットが準拠しなければならないスラッシュシートを明確に示す製造ノートの例を示しています（注16.C、赤で囲まれています）。これは、インピーダンス制御が必要でない場合でも実装できることに注意してください。

この製造ノートはスラッシュシートの準拠を指定しているため、製造者は互換性のある材料セットのみを交換できます。

オプション＃3では、製造業者がこれらの仕様を少し調整する必要があるかもしれません。製造ノートで許容される層の厚さとトレース幅の許容差を指定する必要があります。以下の例は、製造業者に許容される許容差としてこれを指定する方法を示しています。赤いボックスは、製造業者に最初に提供された設計で実装された公称インピーダンス目標を定義しています。青いボックスは、トレース幅と層の厚さに許容される許容差を指定しています

これら2つの製造ノートにより、製造業者は注18.Aで指定された許容差内でインピーダンス目標を達成するためにトレースまたは層の幾何学を調整できます。

これを行うことで、製造工場が使用する材料の誘電率が、設計で使用したものと異なる可能性があることを考慮しています。彼らが必要な誘電率を常に達成できるわけではないため、インピーダンスがノート18.Aで定義された仕様から大きく外れる任意の主要な差を補償するためにトレースを調整する必要があります。

PCB設計のドキュメントをコンパイルし、製造ファイルパッケージを生産に送る準備ができたら、Draftsmanパッケージに含まれる自動化された描画ツールを使用してください。Altium Designer®。製造データを製造業者にリリースする準備ができたら、Altium 365™プラットフォームを通じて設計を簡単に共有および協力することができます。高度な電子機器を設計および生産するために必要なすべてが、1つのソフトウェアパッケージに含まれています。

どのようなはんだマスク拡張値を使用すべきか？

はんだ抵抗マスク層はPCBを覆い、表面層の銅に保護膜を提供します。はんだマスクは、表面層のランディングパッドから引き戻す必要があり、そこに部品を取り付けてはんだ付けできる表面が得られます。トップレイヤーのパッドからはんだマスクを取り除くと、パッドの端の周りにある距離まで広がり、NSMDまたはSMDパッドを部品用に作成します。

はんだ抵抗マスクの拡張をどの程度引き戻すべきか、組み立て不良を防ぎ、はんだ付けのための十分なエリアが確保できるようにするには？実際には、ますます小さな部品と高密度のレイアウトが常態化しているため、はんだマスクの拡張によって表面層に小さなはんだマスクのスリバーが残る可能性があります。ある時点で、許容される最小のはんだマスクスリバーと必要なはんだマスク拡張は競合する設計ルールになります。両方のルールを同時に満たすことができないかもしれません。

はんだマスク拡張とスリバーのバランス

パッドの周囲サイズ対ミスレジストレーション許容誤差

これが、非はんだマスク定義（NSMD）パッドを作成するために、正のはんだストップマスク拡張を適用する主な理由です。これには銅のエッチングプロセスに関連する理由があります。銅エッチングは湿式化学プロセスであり、実際にはんだマスクの適用よりも高精度です。したがって、パッド領域全体が常に露出していることを保証するために、パッドの周りに十分に大きなはんだマスク拡張を適用します。

はんだ抵抗の適用プロセスの精度が低いため、はんだストップマスクがPCBレイアウトで定義された場所と完全に一致しないミスレジストレーションが発生することがあります。しかし、はんだマスク拡張が十分に大きければ、ミスレジストレーションを補償し、パッドがはんだマスクを通して完全に見えるようになります。はんだマスク拡張の最小推奨値は、パッドの全ての側で3ミルであり、これは約2ミルのミスレジストレーションを補償します。

このパッドは少量のはんだストップマスクのミスレジストレーションがあります。

パッドがすでに十分に大きい場合はどうでしょうか？その場合、小さいはんだマスクの拡張値を選択することが正当化されるかもしれません。この場合、大きなパッドに小さい拡張を使用すると、登録ずれがあっても十分に大きな露出パッド領域を確保できることが保証されます。いずれにせよ、近接するパッド/ビア間にはんだダムが必要かどうかも考慮する必要があります。

 

最小はんだダムサイズ

最小はんだ抵抗スリバーサイズは、特定のリードピッチに適用できるはんだストップマスク拡張開口の限界を決定します。リードピッチが十分に大きければ、はんだダムの限界に達することを心配せずに、常に大きなはんだマスク拡張を適用できます。リードピッチが小さくなったり、コンポーネントが密接に配置されたりすると、最小はんだマスクスリバーサイズを違反する可能性があります。その場合、登録ずれを補償するか、常にある程度のはんだダムが存在することを確保するかを決定する必要があります。細ピッチのコンポーネントでは、私は後者を好みます。

これらの位置は、最小はんだダムサイズに関する製造業者の制限を違反します。異なるコンポーネントのパッド間に少し余分なスペースを設けることで、組み立て欠陥を防ぐことができます。

はんだ抵抗マスクのウェブがPCB基板の表面に付着するためには、少なくとも約3ミル必要ですので、パッドピッチが20ミル以上の場合、パッドの周りに最小限のはんだマスクの拡張を配置することが一般的に可能です。内部リード（BGAフットプリントの内側のボールなど）を見ている場合は、SMDパッドを使用し、パッドとビアの間に小さなダムを配置するのが適切です。

製造業者に決定させるべきか？

密度要件を満たすために、一律にデザインルールを設定し、0ミルまたは1ミルの拡張を適用する場合、製造業者が追加の拡張値を適用する可能性があります。これを行った場合、彼らがそれについてあなたに知らせないかもしれません。はんだ抵抗マスクのステンシルと表面層のパッドの間のミスレジストレーションを克服するために、製造業者がこれを適用する可能性があることを期待すべきです。

私の好みは、主に2つの理由から、ほとんどのプロジェクトでマスクを0ミルに設定することです：

• 非常に高密度のレイアウトを扱っていない限り、私たちがほとんどのコンポーネントに使用しているフットプリントは、典型的なミスレジストレーションの量がパッド上のはんだ付けエリアを大幅に減少させることはないほど、十分に大きなパッドを持っています。
• 既に私は、限られた数の製造業者と仕事をしているため、はんだマスクの拡大を製造業者が増やすことを知っています。彼らのプロセスを知っており、DFMレポートを送ってもらった際に、彼らが何を変更したいのかを正確に確認する機会があります。

ポイント＃2は、使用する製造/組立会社の優先セットを持つべき理由を示しており、そのプロセスを理解すべきです。私の会社は、低・中ボリュームのクライアントプロジェクト専用に、いくつかの製造パートナーを独占的に使用しています。彼らが何を期待しているか、そして初期のDFM/DFAレビュー後に受けるかもしれないフィードバックを知っています。

製造業者にあなたの意図を本当に伝えたい場合は、製造図面に意図を明確にしてください。製造図面に注記を追加し、製造業者がはんだ抵抗開口部を特定の範囲内（たとえば+/- 3ミル）で変更することを許可すると述べてください。もう一つの選択肢は、はんだマスクの拡大に特定の許容差を設定し、その後で最小スリバ幅を指定することです。ただし、許容差が厳しすぎると、彼らがボードをあなたに返送する可能性があることに注意してください。その時点で、許容差の要件を緩和する必要があるかもしれません。

これらの製造ノートの注記10では、この設計で許容できるはんだマスクの拡張レベルを指定しています。この場合、パッドサイズに合わせたはんだマスクの開口部を好むことを指定しました。

組み立て問題を防ぐために必要な最小のはんだマスク拡張とスリバーを決定したら、Altium Designer®のCADツールを使用してランドパターンとフットプリントを定義できます。あなたとあなたのチームは、Altium 365™プラットフォームを通じて、高度な電子設計に効率的に協力し、生産性を保つことができます。高度な電子機器の設計と製造に必要なものは、一つのソフトウェアパッケージで見つかります。

印刷されたものですか、それともコンポーネントですか？ PCBテストポイントについて

電子アセンブリのテストポイントは、コンポーネントにアクセスし、機能を検証するための重要な測定を行う場所を提供します。テストポイントを使用したことがない、またはテストポイントが必要かどうかわからない場合は、PCBレイアウトでのテストポイント使用に関するオプションを見てみましょう。

PCBテストポイントとしてのコンポーネントと印刷要素

非常に単純に言うと、PCBテストポイントは、裸のパッドや内部トレース/プレーンに接続されたビアなど、設計内の印刷要素として意図的に配置することができます。これらは、基本的な電気（連続性）テスト、インサーキットテスト、またはフィクスチャレスのフライングプローブテストなど、電気テスト中にテストフィクスチャを使用してアクセスできます。PCBレイアウト内にパッドやその他のフィクスチャとしてテストポイントを意図的に配置しない場合でも、特定の導体をテストポイントとして定義することができます。

すべての設計にテストポイントが必要ですか？必ずしもそうではありません。プロトタイプの場合、手作業で機能テストを行う時間を取る方が良いでしょう。そうすることで、故障をより簡単に特定できます。作業しているボードや機器を見て触ることができるので、テスト中に問題を特定するのがはるかに簡単になります。何らかの方法でスケーリングしており、テスト要件を十分に評価した場合は、製造業者とのインサーキットまたは機能テスト用にテストポイントを配置するのが最善です。この方法で、基本的な機能テストをライン上で自動化できます。

テストポイントとは何かというと、これらは基板上にコンポーネント、パッド、ビア、または他の印刷要素として配置することができます。テストポイントは、設計ソフトウェア内で製造または組み立て中にアクセスするためにタグ付けすることもできます。さて、PCBレイアウトで利用可能なテストポイントのオプションについて見てみましょう。

 

テストポイントパッドとビア

一つの方法としては、インターコネクト沿いやバス上のどこかにテストポイントとして意図的にパッドを配置することができます。これをビアとして配置することで、内層にも簡単にアクセスできます。これらはトレースに沿って（直列に）配置するか、小さなスタブとして側面に配置することができます。低速デジタルおよび低周波数アナログの場合（インピーダンスが制御されていても）、これは信号整合性の問題にはなりません。より専門的なテストで高速/高周波数の信号を扱う場合は、各ポートで制御され一致したインピーダンスを持つ特定のテスト構造が必要になります。これを念頭に置いて、すべてのインターコネクトにテストポイントを配置する前に考慮してください。

大きなプロセッサの周りにテストポイントの配列を配置することは一般的で、重要なネット（PWR、GND、設定など）にテスト中にアクセスできるようにします。

テストポイントコンポーネント

一部の企業は、PCBに直接取り付けることができるテストポイントコンポーネントを製造・販売しています。下に示すKeystoneの例があります。このコンポーネントは、2端子コンポーネントとして回路図に定義され、他のスルーホールコンポーネントと同様にレイアウトに配置されます。SMDコンポーネントも利用可能です。

テストポイントの例 (Keystone 5001)

これらのコンポーネントは、プローブを取り付けて波形の測定を行うのに適しています。これらは1つの接続点しか持っていないことに注意してください。このテストポイントを対象のインターコネクトと直列に接続した場合、このコンポーネントを使用して対象のインターコネクト上の電圧波形（例えば、オシロスコープで）を測定することができます。低～中程度の周波数（1GHz以下）および立ち上がり時間（10-20ns以上）では、プローブを直接接続して測定を行うことができ、周波数が十分に低ければ、テストポイントのインピーダンスや反射について心配する必要はありません。これにより、これらのコンポーネントは、モータードライブ、低周波アナログ、遅いデジタルバス（例えばI2CやSPI）、または機能テスト中のMCU上のGPIOなど、重要な波形にアクセスするのに適しています。

ミックスアンドマッチ

TRANSLATE: 一般的に、必要に応じて異なるタイプのテストポイントを組み合わせて使用することができます。ベストプラクティスでは、機能テスト中に内部接続や波形にアクセスする必要がある場合は、テストポイントコンポーネントまたは特定のテストフィクスチャをボード上に配置することが推奨されます。それ以外の場合、インサーキットテスト、フライングプローブテスト、または連続性テストのためには、ボード上の特定のポイントに触れるためのパッドやビアを配置するべきです。特定のパッドやフィクスチャとして配置されていないテストポイントは、通常、製造されたPCB上の特定のビア、コンポーネントパッド、電源/GND接続、または他の露出した導体に定義されます。

テストポイントコンポーネントは、製造または組み立てのためのテストポイントとして同じボード上に配置することができます。

より専門的なテスト

ここで示した内容は、製造/組立中のインサーキットテストや、プローブを使用して波形やレベルを見るためのPCBテストを意図したものです。高精度のインピーダンス測定やインパルス応答測定のように、もっと専門的なものについては、単純なPCBテストポイントと単純な導体接続（機械的に固定されたものやはんだ付けされたもの）では、期待する結果を得られないかもしれません。信号発生器やアナライザーにPCBテストポイントアクセスを接続するためには、より洗練されたテストフィクスチャが必要です。IEEE P370標準で指定されている2xスルーデザインが一例です。

高周波数または高速システムで使用するための特殊なインターコネクトが設計されている場合、しばしば採用される戦略は、インターコネクトとそのコネクタを保持するテストボードを構築することです。製造業者に制御インピーダンスを指定した場合、彼らは特殊なインターコネクト設計（例えばウェーブガイドなど）をテストしません。なぜなら、特定のインターコネクトを持つテストクーポンを持っていないからです。標準的な伝送線タイプは問題ありませんが、もっと特殊なものは、自分でテストクーポンを作成するか、またはテストクーポンの設計ファイルをPCB製造業者に提供して、彼らにテストさせる必要があります。

低インピーダンスのPDN測定について、10GHz以下の短いインパルスや周波数スキャンを行う場合、PCBテストポイントパッドに接触するテストプローブに同軸接続を使用して低インピーダンス接続を行うことができます。ネットワークパラメータを取得するために周波数ドメイン測定を行う場合は、参照選択に関連する誤差源に注意してください。これについては、電力インテグリティに関して他の専門家と共に詳しく説明していますが、低インピーダンスSパラメータ測定を専門とする他の専門家もいます。

PCBテストポイントを印刷要素、プローブ接続、または特殊なテストフィクスチャとして配置する必要がある場合は、Altium Designer®の完全な設計機能セットを使用してください。完全なテストポイント管理ツールセットとDraftsmanユーティリティは、製品のテストポイントと性能要件を指定するのに役立ちます。設計が完了し、製造業者にファイルをリリースしたい場合、Altium 365™プラットフォームを使用すると、プロジェクトを共有して協力することが簡単になります。

ALTIUMについて

Altium LLC（ASX: ALU）は、カリフォルニア州サンディエゴに本社を置く多国籍ソフトウェア企業で、3D PCB設計および組み込みシステム開発のための電子設計システムに焦点を当てています。Altiumの製品は、世界をリードする電子設計チームから草の根の電子設計コミュニティまで、あらゆる場所で見られます。

独自の技術範囲を持つAltiumは、組織や設計コミュニティが革新し、協力し、接続された製品を創造するのを助け、同時に時間と予算内で作業を進めることができます。提供される製品には、Altium Designer®、Altium Vault®、CircuitStudio®、PCBWorks®、CircuitMaker®、Octopart®、Ciiva®、そしてTASKING®の組み込みソフトウェアコンパイラの範囲が含まれます。

1985年に設立されたAltiumは、サンディエゴ、ボストン、ニューヨーク市の米国内の拠点、カールスルーエ、アメルスフォールト、キエフ、ツークのヨーロッパ内の拠点、および上海、東京、シドニーのアジア太平洋地域の拠点を含む、世界中にオフィスを持っています。詳細については、www.altium.comを訪問してください。また、Facebook、Twitter、YouTubeを通じてAltiumをフォローし、交流することもできます。
 

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