PCB製造電子書籍

プリント基板は私たちの生活に大きな足場を持っています。テレビやコンピューター、洗濯機や時計など、あらゆるものに見られます。PCBデザイナーとして、各基板とそれがサービスするデバイスを現実のものにするための血と汗と涙を理解しています。どのPCBプロジェクトもスムーズに始まりから終わりまで進むことは稀です。しかし、プロセスの効率を上げ、問題の数を減らすために取ることができる多くのステップがあります。プロジェクトの各ステップに注意深く専念し、設計が期待通りに、予算内で、時間通りに完成することを確実にすることが最も重要です。

PCB製造プロセスに関連するトピックやヒントについて話し合います。これには以下が含まれます： 

• PCB製造におけるシルクスクリーン配置エラーを防ぐ方法
• 現代の製造能力を持っている場合でも、PCB上のフィデューシャルマーカーの配置はまだ必要ですか？
• 製造のためのPCBデザインガイドライン：重大な設計ミスを避ける方法
• 製造のためのPCB CADデザインガイドライン：トレースルーティングがはんだ接合部に与える影響
• PCB製造中にオープンサーキットを防ぐためのPCBデザインと製造のヒント
• コンポーネントの配置が製造予算を左右する方法

PCB製造におけるシルクスクリーン配置エラーの防止方法

1996年のオリンピックを覚えているなら、ケリー・ストラグの強いフィニッシュを知っているでしょう。彼女は怪我をした足首で2回目の最終跳躍を完了し、アメリカチームに金メダルをもたらし、最後まで粘り強く努力することの重要性を証明しました。しかし、プロジェクトの終わりになると、回路基板設計でさえ、気を緩めて警戒を解くのがどれほど誘惑的かは皆が知っています。製造のために設計をリリースする前に最後に行う作業の一つが、基板のシルクスクリーン画像と参照指示子の調整です。しかし、ほとんどの場合、このステップは設計の残りの部分と同じような注意深さで行われません。これにより、設計が製造業者によって拒否され、設計者に修正のために返送されることがあります。PCBシルクスクリーンに潜在的な問題が何か、そしてデザイナーがそれらをどのように避けることができるか見てみましょう。

体操選手のように強くフィニッシュしましょう。

PCBシルクスクリーンの潜在的な問題は何ですか？

最終的なシルクスクリーンの調整を行わずに設計を送り出すことの影響について、何が悪くなる可能性があるのか疑問に思っているかもしれません。

誤って表現されたコンポーネント： シルクスクリーンが意図したコンポーネントを正確に表現していない場合、デバッグや修正を行う技術者にとって混乱を招くことがあります。これには、関連するコンポーネントを誤って表す形状や、間違ったピンにあるピン番号や極性指示器が含まれる場合があります。キャパシタのプラス側を探っているときに、実際には極性指示器が逆になっていることがわかると、ボード技術者が感じる種類の不安を想像できるでしょう。

読めないシルクスクリーンのテキスト：シルクスクリーンのテキストが読めない場合、ボード技術者は参照指示子を解釈するのにより多くの時間を要します。これは、読みやすいようにするにはフォントサイズが小さすぎるか、間違った線幅サイズを使用しているためによく発生します。線幅が狭すぎるとボードにスクリーン印刷できず、線幅が大きすぎると膨らんで同様に読めなくなります。

間違ったコンポーネントに配置された参照指示子： 時には、参照指示子が間違ったコンポーネントに終わることがあります。これは、コンポーネントが移動されたが参照指示子が移動されなかった場合や、設計者のエラーによる場合があります。いずれにせよ、ボードをテストしようとするボード技術者は、回路図で見るものと一致しないコンポーネントを調べることになります。

組み立てられた部品によって覆われるように配置されたリファレンス指定子：シルクスクリーンのリファレンス指定子が組み立てられた部品の下に来てしまう例をたくさん見てきました。これは密集した設計では避けられないこともありますが、できるだけこのような状況を避けるべきです。再び、ボード技術者があなたの設計で「C143」を見つけようとして苦労している様子を想像してください。リファレンス指定子が見えない場合があります。

シルクスクリーンのインクが金属を覆ったり、穴に入ったりする：シルクスクリーンのインクが裸の金属を覆ってしまう場合、例えば表面実装のピンやメッキスルーホールなど、実際にボードを廃棄しなければならない原因となります。また、シルクスクリーン要素が他のシルクスクリーン要素と衝突したり、シルクスクリーンがボードの端を越えてしまうことも誰の役にも立ちません。

製造業者との協力

このようなエラーを避ける最初のステップは、回路基板製造業者のシルクスクリーン設計ガイドラインに慣れることです。彼らは最適および最小のフォントサイズと線幅に関する情報を提供してくれます。また、シルクスクリーンと他のオブジェクト、裸の金属やメッキスルーホールを含む、間のクリアランス仕様についても教えてくれるでしょう。製造業者と良好なコミュニケーションを確立し、設計を提出する前に彼らが何を必要としているかを理解することは、製造エラーを減らすための重要な鍵です。

やってみよう！

デザイナーとしてシルクスクリーンのエラーを最小限に抑えるためにできることは？

まるで自分がその基板の修正やデバッグを担当する人であるかのように、新鮮な目で自分の設計を見てみましょう。設計のシルクスクリーンの出力を別のビューアーで見ることができれば、このチェックに役立ちます。すべてのリファレンス指定子を見て読むことができますか？大きなピン数の部品には、ピン1を見つけるためのマークがありますか？適切な部品に正しい極性が示されていますか？シルクスクリーンを読んで解釈できない場合、技術者もできないことを確信してください。

最後に、CADシステムのシルクスクリーンDRCを使用してください。裸の金属上のシルクスクリーン、穴に入るシルクスクリーン、他のオブジェクトや他のシルクスクリーン要素へのシルクスクリーンのクリアランスをチェックしてください。これらのチェックは多くの悲しみからあなたを救うことができます。

直面しましょう。基板を設計することは非常に楽しい作業です。実際、難しい配置や重要なルーティングを完了した後の最終手動ルーティングは、非常に心地よいものです。それにもかかわらず、設計は最終出力ファイルの準備が必要であり、それは退屈で単調な作業になることがあります。PCB設計者がシルクスクリーンのクリーンアップやその他の出力関連のタスクに全力を尽くさないことは珍しくありません。なぜなら、彼らは設計を終えて次のプロジェクトに移りたいだけだからです。しかし、オリンピックの体操選手のように、強く終わる必要があります。シルクスクリーンDRCを使って設計を仕上げる方法についてもっと知りたいですか？Altiumの専門家と話をする。

現代の製造能力を持っている今でも、PCB上のフィデューシャルマーカーの配置は必要ですか？

約10年前、私はホラー映画を見るのをやめました。若い頃は本当に怖がらされるのが好きでしたが、エンジニアリングのキャリアをスタートさせたとき、アクションやSFジャンルにもっと興味を持つようになりました。これは、簡単なミスが生産後の悲惨な悪夢につながるという、仕事でのホラーストーリーを十分に経験していたからかもしれません。

私が電子設計のキャリアをスタートしたとき、スルーホール部品は非常に人気があり、表面実装部品は珍しい存在でした。マイクロコントローラ（MCU）のQFPパッケージが人気を博すようになると、古いプラスチックリードチップキャリア（PLCC）のフットプリントから移行せざるを得ませんでした。これは、PLCCが追加のソケットを必要とするのに対し、QFPはPCBに直接実装できるためです。私が見た限りでは、チップメーカーがPLCCパッケージのMCUの生産をやめて、QFPや類似のパッケージを好むようになるのは時間の問題でした。

PCB組立てサプライヤーから、注文した200枚の生産ボードにMCUを機械組み立てできないというメールが届いたとき、私の悪夢が始まりました。スルーホール部品であるPLCCソケットに慣れていたため、PCBにフィデューシャルマーカーを提供することが思い浮かびませんでした。そのため、細かいピッチを持つQFPパッケージのMCUは全て手作業で組み立てる必要がありました。

これにより、ボードの不良品率が高まり、不完全な手作業によるはんだ付けからの欠陥を修正するために無数の時間が費やされました。それ以来、私は供給業者がマーカーなしで機械を動かせるようにアップグレードしたと言っても、常に設計にフィデューシャルマーカーを使用するようにしています。

フィデューシャルマーカーを省略すると、全くの混乱に陥る可能性があります。

フィデューシャルマーカーとは何か、そして製造においてどのように役立つのか

PCB設計において、フィデューシャルマーカーは銅製の丸い形状で、ピックアンドプレース組立機械のための参照点として機能します。フィデューシャルマーカーは、Quad Flat Package (QFP)、Ball Grid Arrays (BGAs)、Quad Flat No-Lead (QFN)のような小さなピッチを持つ表面実装部品のPCBとその方向を機械が認識するのに役立ちます。

PCB設計において一般的に見られるフィデューシャルマーカーには、グローバルフィデューシャルマーカーとローカルフィデューシャルマーカーの2種類があります。グローバルフィデューシャルマーカーは、PCBの端に配置された銅製の参照で、機械がX-Y軸に対するボードの方向を決定するのに役立ちます。配置機械は、PCBがクランプされたときのどのような歪みも補正するためにフィデューシャルマーカーを使用します。

ローカルフィデューシャルマーカーは、四角いパッケージの表面実装コンポーネントの角の外側に配置される銅製のマーカーです。これは、アセンブリマシンがコンポーネントのフットプリントを正確に位置づけるのに使用され、コンポーネント配置のエラーを減らします。これは、細かいピッチの大きな四角いパッケージコンポーネントを設計に含む場合に特に重要です。

フィデューシャルマーカーの要件については、製造業者に必ず確認してください。

現代の製造技術ではフィデューシャルマーカーは必要ですか？

私は常に、グローバルフィデューシャルマーカーとローカルフィデューシャルマーカーの両方をPCBに設計してきました。しかし、ローカルフィデューシャルを省略する可能性について説明した記事に出会ったとき、興味を持ちました。信号トレースのスペースを最大化するために、小さなPCB上のフィデューシャルマーカーを取り除くことは理にかなっています。

製造技術の進歩の結果、特定の条件下ではローカルフィデューシャルマーカーを省略できます。小さなボードでは、現代のアセンブリマシンがグローバルフィデューシャルのみを使用してSMTコンポーネントを配置できます。また、ピッチが大きいコンポーネントについてはフィデューシャルマーカーを省略することもできます。例えば、ピッチが1.0mm以上の表面実装コンポーネントは、最新のマシンによって正確に配置できます。

それを踏まえて、設計からローカルフィデューシャルマーカーを取り除く前に、製造業者の機械の能力の範囲について話し合うことが重要です。最新技術を搭載した機械を装備している製造業者ばかりではないということを、私は痛い目に遭って学びました。一方で、グローバルフィデューシャルマーカーは、設計から決して省略してはいけません。たとえあなたが最先端の製造能力を持つ業者と仕事をしている場合でもです。 

PCB設計におけるフィデューシャルマーカーの使用に関するベストプラクティス

機械組み立てを最大限に活用するには、フィデューシャルマーカーを正しく配置する必要があります。設計にフィデューシャルマーカーを配置する際のいくつかの重要なガイドラインがあります。

1. フィデューシャルマーカーは、円形の非ドリル銅層を配置することによって作られます。フィデューシャルマーカーは、はんだマスクから自由でなければなりません。
2. フィデューシャルマーカーの最適なサイズは、1mmから3mmの間であるべきです。マーカーの直径に相当するクリアランスエリアを維持する必要があります。
3. グローバルフィデューシャルの場合、最高の精度のためにボードの端に3つのマーカーが配置されます。スペースが不足している場合は、少なくとも1つのグローバルフィデューシャルマーカーが必要です。
4. フィデューシャルマーカーは、フィデューシャルマーカーのクリアランスエリアを除いて、基板の端から0.3インチの距離を保つ必要があります。
5. ローカルフィデューシャルの場合、表面実装コンポーネントの外側の端に対角線上に少なくとも2つのフィデューシャルマーカーを配置します。

プロフェッショナルなPCB設計ソフトウェアを使用して、パッドを挿入し、パッドサイズをゼロに変更し、直径の正しい値を設定することでフィデューシャルマーカーを配置できます。 設計にフィデューシャルマーカーを配置する際のさらなるヒントが必要ですか？Altiumの専門家に相談してください。

製造のためのPCB設計ガイドライン：重大な設計ミスを避ける方法

もし私がエンジニアリングの学位を取得していなかったら、次のマスターシェフになる旅に出ていたかもしれません。それは私が料理が特別上手いからではなく、恐ろしい試みである焼きビーフンを作った後に諦めなかったからです。長い麺の糸を浸さなかったため、救いようのない硬いワイヤーのような食感のパスタができてしまいました。これは、指示に慎重に従わないと料理に何が起こるかの良い例でした。

料理と同じように、電子設計においても、最も注意深い設計者であっても間違いは起こり得ます。しかし、いくつかの間違いは重大で、プリント基板（PCB）全体を廃棄して最初からやり直さなければならないほどです。回路をテストするためのプロトタイプPCBを辛抱強く待っているとき、これは製品開発サイクルにおいて高価な遅延を意味することがあります。

PCB製造における致命的な設計ミス

誰もが間違いを犯すのを嫌います。しかし、現実には、完璧な設計を得るには2回や3回の試みが必要です。初期の設計でミスを単にトラックを切断したりジャンパーワイヤーを使って修正する限り、開発プロセスへの影響は最小限です。しかし、以下のような間違いはほとんど常にあなたのPCBを台無しにします。

1. 間違ったフットプリントの使用

ほとんどの受動部品はスルーホールと表面実装の両方の形態で利用可能ですが、特に特殊機能を持つ集積回路（IC）は、いくつかのパッケージタイプでのみ生産されています。スモールアウトライン集積回路（SOIC）とシュリンクスモールアウトラインパッケージ（SSOP）を混同すると、より小さいICをより大きなフットプリントに合わせようとするか、その逆の状況が発生する可能性があります。

コンポーネントのパッケージタイプを確認する際には、そのデータシートを徹底的にチェックすることを忘れないでください。想定をせず、ICの寸法とピッチサイズが正しいことを確認してください。私が「狭い」バージョンのSOICを誤って使用したときに、同じピッチサイズを持つ「広い」バージョンがあることを学びました。

設計フットプリントに影響を与える設計エラーを避けるために、正しいICコンポーネントを使用してください。

2. アドレスバスの誤配置

設計者としての初期の頃、高密度メモリ要件は、パラレルフラッシュメモリや静的ランダムアクセスメモリ（SRAM）の使用を意味していました。最大23ビットのアドレスと8ビットのデータ信号を扱う必要がありました。マイクロコントローラのアドレスピンをメモリコンポーネントに正しくマッチングさせるミスは、使用できないプロトタイプを生じさせるか、ジャンパーワイヤーで信号を切断して再配線するのに数日を費やすことになりました。これを避けるためには、アドレスバスの完全な理解と、各メモリチップをどのように接続すべきかを知る必要がありました。

3. 不良なグラウンドプレーン設計

適切なグラウンドプレーン設計の効果は、単純なデジタル回路では明らかではないかもしれません。しかし、アナログや混合回路設計におけるグラウンドプレーンのベストプラクティスを無視すると、受け入れられないPCBのバッチを抱えることになるかもしれません。これは干渉やクロストークを引き起こし、より良い設計を迅速に生み出す必要があります。

幸運にも不良なグラウンド接続のPCBを救うことができた私ですが、今では将来の設計が適切なグラウンドプレーン設計に従うようにしています。適切な場合にはアナログとデジタルのグラウンドを単一のポイントで分離し、電流の流れの経路を考慮することを忘れないでください。

4. 不正確な取り付け穴

取り付け穴は、電磁干渉（EMI）を減少させるのに役立つことがあります。しかし、取り付け穴の座標がずれている場合、機能する基板がケーシングに固定されません。座標が正確でなければ、ネジを固定するための明確な経路がないかもしれません。

PCBがエンクロージャに取り付けられる設計では、他のコンポーネントを配置する前に、取り付け穴を正しい座標に配置してPCBレイアウトを開始することが重要です。

最初に穴の位置を間違えた場合、穴を開けることでは解決しません。

5. 薄い銅上の過剰な電流密度

サブサーキットレベルでの電力予算計算を行い、すべての基盤をカバーしている場合、何が問題になるでしょうか？一般的な間違いは、主要な電圧信号トラックを通る総電流を考慮しないことです。もう一つの一般的な間違いは、十分な銅幅を提供しないことです。これらの間違いは、過熱や、特定の場合には、導電性の銅が完全に分解する原因となる可能性があります。適切な電力予算分析は、必要なトラック幅の明確な指示を与えるべきです。プロフェッショナルなPCB設計ソフトウェア、例えばAltium Designerを使用している場合、DCドロップ分析ツールを利用して計算を検証することができます。

製造ガイドラインにおけるPCB CAD設計：トレースルーティングがはんだ接合部に与える影響

エディトリアルクレジット：Aija Lehtonen / Shutterstock.com

数週間前、ビッグバンドリーダーのスタン・ケントンに捧げられたコンサートに行きました。私がビッグバンドジャズを好む理由はいくつかありますが、その一つがバンドの構成です。通常、異なる楽器を演奏する15人から20人のミュージシャンがいますが、それぞれが異なるパートを演奏します。たった一人が間違えるだけで、作曲家が慎重にアレンジしたナンバーのバランスが崩れてしまうことがあります。

バンドの各メンバーが調和して演奏することの重要性は、正しく製造されたプリント基板の重要性を思い出させてくれました。たった一つの部品が正しくはんだ付けされていない場合、完成した基板は断続的な故障を起こすか、あるいは全く動作しないかもしれません。サックスが不協和音を奏でることが全体のナンバーを台無しにするように、悪いはんだ接合は基板全体を台無しにする可能性があります。幸いなことに、製造のための設計（DFM）ルールは、回路基板上で不協和音のはんだ接合を避けるのに役立ちます。

DFMルールが基板に役立つ領域の一つは、意外かもしれませんが、PCB上でトレースをどのように配線するかが、はんだ問題に直接影響を与えることがあります。DFMルールは、その点においていくつかの指針を提供します。今、トレースの配線が冷たいはんだ接合やトゥームストーニングのような問題を引き起こす可能性がある方法を見てみましょう。そうすることで、将来避けるべきことが何かを知ることができます。

鋭角トレース

最初に見ていく問題は鋭角トレースです。この状況が特にはんだ問題に直接つながるわけではありませんが、PCB DFMガイドラインで指摘されている配線問題です。

トレースの鋭角とは、角度が90度を超えるコーナーを持つトレースのことです。これにより、トレースが自身に戻ってくることになります。鋭角トレースによって作られるくさび形は、製造過程で酸性化学物質を閉じ込めることがあります。これらの閉じ込められた化学物質は、製造のクリーニングフェーズで常に適切にクリーニングされるわけではなく、さらにトレースを侵食し続けることがあります。これは最終的にトレースの断線や断続的な接続を引き起こす可能性があります。

PCB上のトレース配線

トレース幅によるトゥームストーニング部品

トゥームストーニングは、表面実装抵抗器などの小さな2ピン部品が、はんだ付け中に片方のパッドで立ち上がる現象です。これは、はんだリフロー中に2つのパッド間で加熱の不均衡が生じることによります。どちらかの側が先に溶けると、その側に部品が引っ張られ、トゥームストーニング効果が発生します。

この加熱の不均衡を引き起こす要因の一つに、2つのパッドに異なるサイズのトレースを使用することがあります。トレースが広いほど、それに接続されたパッドが加熱されるのに時間がかかります。部品の一方のパッドに非常に狭いトレースがあり、もう一方のパッドに非常に広いトレースがある場合、はんだリフローの不均衡が生じ、一方のパッドがもう一方のパッドよりも先に溶けてリフローする可能性が高くなります。

しばしば、電気工学では製造業者が確実にはんだ付けできないほど広いパワートレースを求めます。PCB製造のための設計ガイドラインには、異なるサイズの部品に使用するトレースの最小および最大幅に関する推奨事項がありますが、それだけでは問題を解決しないかもしれません。電気工学と製造の両方の要件をバランスさせることが鍵です。このようにして、設計の両面のニーズを満たす共通の合意に達することができます。

DFMルールは、基板上の製造問題を設計段階で解決するのに役立ちます。

コールドソルダージョイント

太いトレースをルーティングする際に発生する問題の一つに、コールドソルダージョイントの生成があります。コールドソルダージョイントとは、はんだが正しくリフローされずに良好な接続ができていない、またははんだが接続部から離れてしまった状態のことです。パッドから太いトレースをルーティングする際、太いトレースのサイズが原因で、部品との接続に必要なパッドからはんだが引き剥がされてしまうことがあります。

解決策は、パッドサイズよりも小さいトレース幅を使用することです。一部のDFMガイドラインでは、トレースの幅を0.010ミル以下にすることを推奨していますが、これは再び、電気工学と機械工学の両方のニーズをバランスさせるために検討する必要があります。

製造のためのPCB設計ガイドラインには、ここでお伝えしたトレースルーティングの推奨事項以上のものがあります。DFMガイドラインは、適切なコンポーネント配置技術、フットプリントのサイズ、および設計の他の側面にも役立ちます。これにより、できるだけ少ないエラーで製造される設計を最終的に助けることができます。製造中にエラーがない回路基板は、良好で堅固な設計の反映であり、Intermissionのエラーのない演奏を聞くのと同じようなものです。

PCB設計ソフトウェア、例えばAltium Designerは、DFMルールに従って設計するための高度なルーティング機能やその他の機能を備えています。これにより、最初の段階でDFM準拠の設計を製造業者に提供することができます。

DFM準拠を確実にするために、Altiumが次の設計でどのように役立つかについてもっと知りたいですか？Altiumの専門家に相談してください。

PCB製造中にオープンサーキットを防ぐためのPCB設計と製造のヒント

数年間、私はチョコレートとキャンディー工場がある町に住んでいました。それは素晴らしくもあり、恐ろしくもある時期でした。なぜなら、工場に行って「B級品」、つまり規格外のキャンディーを通常価格の約75％オフで購入できたからです。通常、その欠陥は見た目の問題で、例えばキャラメルの上のチョコレートが割れているようなもので、味は全く問題ありませんでした。

PCB製造業者がミスを犯した場合、時にはそれが見た目の問題であり、基板がまだ機能することがあります。最終的なスクリーン印刷の位置ずれは電気的性能には影響しないかもしれませんが、はんだマスクや銅層の同様の位置ずれは、基板を完全に台無しにする可能性があります。PCBは電気を配線することを目的としているため、最も重要な性能上の欠陥は電気的な性質のものがほとんどで、開回路、ショート、配線や材料の故障などがあります。

あなたの情報源によると、開回路はPCBの欠陥の約3分の1を構成しており、特に開いたはんだ接合部の形で現れます。開回路が基板上で発生する原因は、材料から処理、取り扱いに至るまで様々です。ここでは最も一般的な原因を紹介します。

はんだペースト

はんだペーストが一貫性を持って適用されない場合、塗布される量が変動したり、完全に塗布されない箇所があったりすると、固定されるための十分なはんだが得られず、結果として接合部がしっかりと形成されません。これにより、開回路が生じたり、接合部が弱くなり破損しやすくなることがあります。はんだペーストに関する別の問題は、表面全体にわたるリフロー温度の不均一です。もしチョコレートを電子レンジで加熱したことがあれば、他の部分よりも早く溶けるホットスポットができるのを見たことがあるでしょう。はんだリフロー中にも同様の変動が発生する可能性があります。一部のエリアがリフロー温度に達せず、完全に結合しない場合、電気的接続が形成されず、ココアやフロスティングミックスに溶け残ったチョコレートの塊のようになります。

はんだペーストを適用する際、アスペクト比（開口部の幅とステンシルの厚さの比率）が適切でないと、はんだペーストの堆積に問題が生じやすくなります。はんだマスクの層厚さを特に、製造業者と確認することが重要です。

チョコレートを溶かすように、基板上のどこでもはんだはリフロー温度に達する必要があります。

汚染

誰も汚染されたチョコレートを食べたいとは思いません。PCBコンポーネントも汚染されることがあります。環境汚染は、基板上またははんだペースト内のさまざまな源から来ることがあります。明らかな原因には、化学物質のこぼれ、空気中のほこりや微粒子、触れられたことによる油があります。

空気中の湿気でさえも、加速された腐食につながることがあります。パッド表面やコンポーネントのリードの任意の汚染または腐食は、はんだ接合部が正しく結合するのを妨げる可能性があります。製造業者からの品質管理を確認し、社内での取り扱いを使用して、部品が清潔で損傷しないようにしてください。

基板上の指紋は、一般的な汚染源であり、しばしば腐食や悪いはんだ接合部につながります

GAPS AND CRACKS

表面の不規則性によって引き起こされる隙間は、PCBの領域が平面性を失う原因となり、同じコンポーネント上の異なるリード間の距離が大きく異なり、リフロー中にリードがはんだペーストと接触すらしないことがあります。これは、コンポーネントの反りやはんだマスクの不規則性が原因で最も一般的ですが、他の熱的不一致の問題、レイヤースタックアップの問題（不適切なアウトガスからの気泡など）、または物理的な基板の取り扱いミスからも生じることがあります。

時には隙間や亀裂が目に見えるほど深刻なこともありますが、特に小さなパッケージを持つコンポーネントでは、顕微鏡やX線を使用して問題を見つける必要があることがほとんどです。トラブルシューティングに割り当てられた予算にもよりますが、オープン回路の位置を特定するために電気テストを使用し、最終的な原因分析は製造業者やテストラボに依頼することになるかもしれません。

ボードを落とすような単純なことでも、最初から壊れやすかった場合（チョコレートの卵のように！）、はんだ接続が切れることがあります。

製造中のミスは時間がかかり、コストがかかることがあります。設計レイアウトソフトウェアを使用して設計と製造情報を管理することで、プロセスを改善できます。Altium DesignerやAltium Vaultなどです。 Alitumの機能があなたの設計と製造プロセスをどのように改善できるかについてもっと知りたいですか？

Altium PCB設計の専門家

と話してみましょう。

コンポーネントの配置が製造予算を左右する方法

新しいPCB設計を行うたびに、性能だけでなく、他の要素に基づいて決定を下さなければならない時があります。方程式、回路図、オシロスコープの世界では、物理的なスペースが簡単に見過ごされがちです。私たちはしばしば、コンポーネントの体積といった平凡な事柄よりも信号の整合性に焦点を当てます。部屋いっぱいのコンピュータが主流だった時代には、私たちはスペースを意識的に扱う必要がありませんでした。しかし、コスト、時間、そしてスペースの要件は明らかに変わりました。今では、予算の現実（またはその欠如）が直面すると、私たちは決定のコストへの影響を評価する必要があります。特に、ボードのレイアウトが製造コストにどのように影響するかを考慮する必要があります。コンポーネントのスケーラビリティと配置に関する知識の両方で、私たちは長い道のりを歩んできました。過去の失敗から学び、設計をより予算に優しい範囲に保つのに役立ついくつかの重要な領域を特定することができます。

製造コストが急騰する原因は何か？

工場で利用可能な技術を考えると、小さな予算でも何でも可能に思えるかもしれません。これはほとんどの場合において真実かもしれませんが、製造プロセスに追加される各ステップは確実に請求されるステップです。シンプルな設計の考え方は常に頭の中にあるべきです。なぜなら、製造業者は彼らが行う必要のある追加作業に対して請求しようとするからです。これには、迅速なピックアンドプレース機械による基板上への部品配置、機械によるはんだ付けステップ、基板の反転、工場作業員のタッチタイムなどが含まれます。彼らがあなたの基板をいじる必要があるほど、あなたへのコストは高くなります。

スペース関連の製造予算の落とし穴を避ける

設計を通じて、間違いなく遭遇し学ぶことになる数百のヒントやコツがあります。しかし、以下の3つの戦術は、常に念頭に置くべき低コストで手に入る重要なポイントです。

PCB設計の製造における追加ステップはコストを増加させます。

• 基板の構成。現在の実装技術の多様性により、スルーホール部品と表面実装部品を混在させることがよくあります。これは製造業者にとって少し問題となります。なぜなら、PCBに各部品を取り付け、はんだ付けする方法がそれぞれ異なるからです。これは確実に、基板を製造するために必要な追加のステップやタッチタイムを大量に増やし、結果として全体の製造予算を増加させます。もし一つの実装技術に固執することが設計上の問題である場合、基板の片面または両面に同様に実装された部品をグループ化することで、そのようなグループを成功裏にはんだ付けするために必要なステップの数を限定できます。
• 個々の部品の向き。人生の中で、あなたは「自分のアヒルを一列に並べておけ」と言われたことがあるかもしれません。これまでの年月を通じて、どのようにあなたのアヒル（または他の家禽）を保ってきたにせよ、PCB設計に関して同じ古い格言を思い出させてくれる必要があります。基板上でコンポーネントを散らかしておくこと自体が間違っているわけではありませんが、製造コストは新たな高みに達するでしょう。コンポーネントを互いに向き合わせ、きれいな列に並べておくことで、はんだ付けに費やす時間が減少し、製造に必要なエラーや追加の手順も最小限に抑えられます。
• 基板の表面にコンポーネントを配置する。シンプルな2層ボードを扱う際には、コンポーネントをボードの表面に配置することをお勧めします。物理的な制限により、「ねえ、片面のコンポーネントの半分を取って、底面に配置すれば、たくさんのスペースを節約できるかもしれない」と考えているかもしれません。しかし、軽率に行動すると、製造上の悪夢になる可能性があります。PCB製造の組み立て段階では、迅速なピックアンドプレース機械が単一のPCB面を素早く処理できます。しかし、ボードが2つ目の面でピックアンドプレースを必要とする場合、コストが予算を超える可能性があります。

良い配置技術は、PCBの製造コストを下げるでしょう。

練習が完璧を生み、製造コストを下げます。

どんな世界的なデザインにも、芸術と科学があります。PCBデザインも少しの両方が必要です。設計の初期段階でボードの整理、コンポーネントの向き、表面のコンポーネント配置を念頭に置くことで、受け入れられる妥協へと導かれ、製造コストを最小限に抑えることができます。

製造予算を把握するもう一つの素晴らしい方法は、部品表管理ツールを使用することです。慎重なコンポーネント配置を通じてコストを下げるための全ての努力の後でも、不正確なBOMのために予期しないコストが発生する可能性があります。手動で作成されたBOMのエラーは、PCB設計の製造を遅らせたり停止させたりする可能性があり、時間と費用がかかります。幸いなことに、BOM管理ツールを使用してPCB BOMを自動的に作成することで、これらのエラーの可能性を排除できます。

エラーのないPCB BOMをBOM管理ツールで作成することが、あなたにとって役立つ解決策のように思えますか？その場合、AltiumのBOMツールがあなたが探している答えかもしれません。そうであれば、Altiumの専門家に話して