ティアドロップスは、PCBの品質と歩留まりを向上させます

投稿日 2017/02/10 金曜日
更新日 2020/10/27 火曜日

ティアドロップを使用して製造中のPCBの品質と収率を向上させる方法を学びましょう。

もし一枚でもプリント基板の設計経験があれば、製造または製造プロセス中に予期せぬ問題が発見されることに遭遇しているかもしれません。製造上の問題は、穴の位置ずれや望ましくないドリルの突き抜けによって引き起こされることがあります。それらがボードのリジェクトに直接つながらなくても、時間とともにトラックの分離に問題を引き起こす可能性があります。ティアドロップは、ビアやパッドを扱う方法であり、PCB設計ソフトウェアが概説され、製造されたときに品質と収率を向上させる結果をもたらすことがあります。この論文では、ティアドロップを使用してPCBの品質を向上させる方法が、あなた自身の設計にどのように役立つかを示します。

PCB製造

プリント基板PCBの設計が製造される方法は、異なる工場や製造業者によって異なる場合があります。しかし、写真フィルムの準備、基板の準備、積層、エッチング、穴あけ、はんだマスクの適用、表面仕上げなど、PCB製造プロセスのいくつかの基本的なキーステップがあります。

レイヤーは通常、レーザープリンターを使用して印刷され、各レイヤーは極めて高い精度で合わせる必要があります。その後、レイアウトを切り取り、銅張り基板に熱を加えて配置し、固定します。PCBレイアウトから使用されない銅を除去するためにエッチングが行われ、その後、基板に穴が開けられます。

穴あけにはいくつかの異なる技術が使用され、このプロセスでは正確なドリル位置を確保するために精度が求められます。プロセスの最終段階のいくつかは、はんだマスクの追加とその後の表面仕上げです。これらのステップは、製造業者によって異なりますが、正確な登録が必要であり、慎重に実行されてもエラーの余地が残ります。

アライメントと登録

PCB設計のドリリング問題の原因となるのは、指定された位置からのわずかな穴のずれ、またはドリル登録がわずかにオフであることです。さらに、積層中にレイヤーが非常にわずかにシフトすることがあり、これにより見えないパッドの位置ずれが発生します。

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掘削に関連する潜在的な問題に加えて、機械的ストレスがPCB設計に影響を与えることがあります。特に、設計がリジッドフレックス基板である場合には顕著です。時間が経つにつれて、フレキシブル設計の銅接続の完全性が損なわれる可能性があります。リジッドフレックス設計で予想される追加の機械的および熱的ストレスは、対処されない場合、さらなる製品の反復につながる可能性があります。フレキシブル回路への銅接続が遭遇する屈曲および熱的ストレスが設計プロセス内で考慮されることが重要です。これらの懸念が対処されない場合、またはプリント基板がこれらの懸念を念頭に置いて設計されていない場合、それらは生産収率に悪影響を与える可能性があります。

ティアドロップはPCBの品質と収率を向上させる

トラックとパッド、トラックとビア、トラックとトラックの接続を強化することで、ドリル登録の信頼性が向上し、掘削穴の周りにより多くの銅サポートを提供します。次の設計にティアドロップを含めることは、製造可能性のための設計において重要なステップです。

図1: Altium Designerのティアドロップダイアログは、作成を簡単かつ迅速にします

ティアドロップは、Altium^® Designerで簡単に作成して使用することができます。ティアドロップは、どの設計においてもグローバルに制御することができます。ビア、スルーホールパッド、サーフェスマウントパッド、トラック、Tジャンクションに追加することができます。通常、ティアドロップは完成した設計の最後に追加されます。

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Altium Designerでは、ティアドロップのパラメータを指定するだけです。銅の特徴の追加や削除は、ダイアログボックスによって迅速に制御することができます（図1を参照）。この機能のグローバルな性質と制御は、PCBを製造に向けて微調整する際に非常に役立ちます。

以下の2つの画像は、ビア、スルーホールパッド、サーフェスマウントパッド、トラック、Tジャンクションにティアドロップが適用された前後の結果を示しています。

図2：ティアドロップ適用前：トラックがパッドに直接入る

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図3：ティアドロップ適用後：トラックのパッドへの入り口がテーパー状になる

ティアドロップには、図4と図5がそれぞれ示すように、追加のスタイルバリエーションを適用することができます。

図4：ビアとパッドに適用されたラインドティアドロップスタイル

図5：ビアとパッドに適用されたカーブドティアドロップスタイル

結論

製造可能性を考慮して設計することは、品質と収率を向上させるだけでなく、設計プロセスの習慣的な部分にもすぐになります。プリント基板のティアドロップを使用して、設計完了の最後にパッドのブレイクアウトの懸念に対処することは、含めるべきプロセスステップです。Altium Designerでこれらのティアドロップを含めることは迅速かつ簡単であり、そのリターンは十分に価値があります。