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高品質なPCBレイアウトでは、高密度な配線、低EMI、機械的制約を考慮した部品配置を行います。Altium DesignerでのPCBレイアウトの方法やヒントをライブラリのリソースでご覧ください。

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PCBソルダーマスクの拡張 使用すべきソルダーマスク拡張値 1 min Blog PCBの最上部に来るソルダーストップマスク層は、表面層の銅箔を覆う保護膜となります。コンポーネントを取り付けはんだ付けができる表面を確保するため、ソルダーマスクを表面層のランディングパッドから引き戻す必要があります。最上層のパッドからソルダーマスクを剥がすと、パッドの端がある程度拡張し、コンポーネントにNSMDまたはSMDパッドが作成されます。 アセンブリの欠陥を防ぎ、はんだ付けのための十分なスペースを確保できるよう、ソルダーストップマスクの拡張をどの程度引き戻す必要があるでしょうか？結局のところ、部品の小型化とレイアウトの高密度化が標準となっているため、ソルダーマスクの拡張によってソルダーマスクに小さなスライバが形成され、表面層に残ります。そのため、ある時点で、ソルダーマスクの最小許容スライバと必要なソルダーマスクの拡張により設計ルールの競合が起き、これら両方を同時に満たすことができなくなる場合があります。 ソルダーマスクの拡張とスライバの間でバランスをとる ペリメーター・パッド・サイズと位置ずれの許容差 これが、ポジティブなソルダーストップマスクの拡張を適用し、NSMD（Non-Solder Mask Defined）パッドを作成する主な理由です。これを正当化するのは、銅エッチングプロセスと関連しています。というのも、銅エッチングは湿式化学プロセスで、ソルダーマスクの塗布よりも精度が高いためです。そのため、パッドの全領域を常に露出させるために、パッドの周囲に十分な大きさのソルダーマスクの拡張を施しています。 ソルダーレジスト塗布プロセスの精度が低いと位置がずれる可能性があり、ソルダーストップマスクがPCBレイアウトで定義された位置と完全に一致しません。ただし、ソルダーマスクの拡張が十分に大きい場合は、位置ずれが補正され、ソルダーマスクを通してパッドが完全に見えるようになります。私が見てきた中で ソルダーマスク拡張の最小推奨値はパッド全方で3milというもので、これにより約2milの位置ずれが補正されます。 パッドがすでに十分に大きい場合は、ソルダーマスクの拡張値を小さくすることができます。より大きなパッドを使い、拡張値を小さくすると、多少の位置ずれがあっても、露出したパッド領域が十分に大きくなることが保証されます。いずれにせよ、近くのパッド/ビアの間にソルダーダムを置く必要性も検討する必要があります。 ソルバーダムの最小サイズ ソルダーレジストの最小スライバサイズにより、特定のリードピッチに適用できるソルダーストップマスクの拡張開口部が制限されます。リードピッチが十分に大きい場合は、ソルダーダムの限界に達することを心配することなく、いつでも大きなソルダーマスクの拡張を適用できます。リードピッチが狭かったり、コンポーネントが密集したりすると、ソルダーマスクの最小スライバサイズに影響する可能性があります。その場合、位置ずれを補正するか、ソルダーダムを常に確保するかを決定する必要があります。ピッチ配列が細かいコンポーネントでは、後者を選択するのがお勧めです。 ソルダーストップマスクウェブをPCB基板の表面に貼り付けるには少なくとも約3mil必要なので、パッドピッチが20mil以上の場合、パッド周りのソルダーマスクの膨張を最小限に抑えることができます。内部リード（BGAフットプリントの内部ボールなど）では、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。 値の決定は製造会社に任せるべきか？ ブランケット設計ルールを設定し、0milまたは1milの拡張を適用して密度要件を達成できるようにした場合、製造業者は追加の拡張値を適用する可能性があります。この場合、製造業者は貴社にそれを伝えないかもしれません。ですから、表面層のパッドとソルダーストップマスクステンシルの間の位置ずれを補正するために製造業者が拡張値を適用することがあることを知っておくとよいでしょう。 私自身は、次の2つの理由から、ほとんどのプロジェクトでマスクを0milに設定しています。 非常に高密度のレイアウトでない限り、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には十分な大きさのパッドがあり、一般的な程度の位置ずれでパッドのはんだ付け領域が大幅に減少することがないため。 私が契約している製造業者は数社しかなく、彼らがソルダーマスクの拡張値を増やす傾向にあることや、そのプロセスについて私自身がよく理解しており、彼らが DFMレポートを送ってくるときには、どのような修正したいのかを正確に確認する機会があるため。 2点目は、契約先の製造業者や実装業者の作業の傾向やプロセスを貴社が理解しておくべき理由を浮き彫りにしています。当社には、中小規模の顧客プロジェクトに限って使用する製造パートナーが数社あり、彼らが何を期待し、最初のDFM/DFAレビューの後に当社が受け取るかもしれないフィードバックを把握しています。 記事を読む
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基準を満たす：IPC 6012 クラス3 ビアサイズとアニュラーリング 基準を満たす：IPC 6012 クラス3 ビアサイズとアニュラーリング 1 min Thought Leadership 上の画像のPCBレイアウト、特にシルクスクリーンを突き抜けるビアとドリルホールを見てください。これらのビアのいくつかが中心からずれていることがはっきりとわかります。つまり、これらのビアを作成したドリルの打ち込みが受け側のランドの真ん中ではなかったということです。これにより、アニュラーリングが残され、これは特定のIPC製品クラスでは欠陥とみなされるかもしれません。リジッドボードのIPC基準において、異なるタイプのボード（HDI、フレックスなど）で欠陥とみなされる可能性のあるいくつかの製造特性があります。アニュラーリングは、欠陥とみなされる可能性のある多くの構造特性のうちの一つに過ぎません。 デザイナーはしばしば、残されたアニュラーリングとパッドサイズを混同しますが、私もその一人です。しかし、両者は関連しています。デザイナーは、製造中に残されるアニュラーリングが十分に大きくなるように、表面層に十分に大きなパッドサイズを配置する必要があります。アニュラーリングが十分に大きければ、ドリルの打ち込みは欠陥とはみなされず、ボードは検査に合格するでしょう。 IPC-2221規格では、クラス1から3の製品に対して、環状リングが一律に適用されます。新しいIPC-6012規格では、クラス3製品を除くすべての製品でブレイクアウトが許可されています。この記事では、高信頼性リジッドPCBの標準製造要件であるIPC-6012クラス3の環状リングの制限について説明します。 IPC-6012クラス3環状リングサイズ IPC規格は、デバイスの信頼性レベルに基づいて3つの 製品分類（クラス1、クラス2、クラス3）を定義しています。これらのクラスごとに、PCBの製造、清掃、検査に関するガイドラインの性能と資格要件がそれぞれ定められています。コンポーネントの配置、ビアホールのめっき、残留汚染物質、トレースサイズ、およびPCBA内のその他の考慮事項などの問題が、これらのクラスの各規格で取り扱われています。 製造後にメッキされたスルーホールビアが受け入れられるためには、各IPクラスで残された環状リングが十分に大きいことを確認する必要があります。したがって、「環状リングのサイズ決め」という作業は、実際にはビアに適切なランドサイズを選ぶことに他なりません。ビアのランドが十分に大きければ、 製造公差をPCBでうまく対応できたことになります。 環状リングの視覚化 下の図は、 PCB製造プロセス中のドリリングで残された環状リングがどのように生じるかを示しています。左の画像はブレイクアウトを示しており、これはIPC-6012基準では許可されていますが、IPC-2221A基準では許可されていません。IPC-6012は、リジッドPCBに使用される主要な適格性基準なので、パッドとビアのサイズを決める際に考慮すべきです。また、クラス3の環状リングの限界は、2つの基準で一貫しています。 環状リングは外層と内層で2つの方法で測定されます： 外層の場合、環状リングは ビア壁のメッキの端からパッドの端まで測定されます。 内層において、環状リングは 穴の端からパッドの端まで測定されます。 これは、2つの値がメッキの厚さによって異なることを意味し、これはクラス1および2の場合は最小0.8ミル、クラス3の場合は1ミルです。ほとんどの製造業者は、製品内の未充填のメッキスルーホールビアを、IPC-6012標準の表3-2に記載されている機械的に穿孔された穴の最小穴壁メッキ要件（クラス3の最小メッキ厚さ1ミル）よりもわずかに厚くメッキします。 最小環状リングサイズ要件 IPC-6012によると、クラス3製品はいくらかの残りの環状リングが必要であり、クラス1およびクラス2製品はいくらかのブレイクアウトを許容します。 製品クラス 記事を読む