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きみとしはなだて
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1 プリント基板設計基準書 PCBCAD による基本的な基板設計 Rev.1.3

2 このプリント基板設計基準書は回路設計者および基板設計の初者を対象に記述してあります基板設計 CADに共通する基本的なパターン設計の流れと設計基準を併せて説明してあります ( 部分的に Altium Designer の語での説明があります ) 基板設計基準は本来は基板製造業者が社内の製造ノウハウをフィードバックして作成する基準ですこの書類はそれとは異なりパターン設計者側からたものです標準的な数値に最適化し基板製造業者が異なっても柔軟に対応できるように記述しましたまた EXCELのマクロやスクリプトで事前処理するという設計法をいているので規定値を具体的に指定しないとその処理ができないという理由もあります説明の為の図は少なめですがプリント基板設計ガイドブックに記載した画像と重複する部分があるのでそちらも参考にしてください 01.VIAの種類と使い分け VIA( ビア ) は部品のリード線を通さない接続なので通常はさいサイズですが電源ラインなど流れる電流によってはきのサイズにします VIAにレジストを被せるかどうかは設計者の好みやたの問題もありますが弊社ではレジストを完全に被せています ( ただ VIAのにレジストがって詰まるという点もあります ) VIAのランド直径 Dと径 d アニュラリング通常は倍 (2:1) の関係にしていますランドの銅箔部分の残りのドーナツ部分をアニュラリングと呼びますが側が0.15mm 以上を確保しますこれは同サイズの微のPADでも同様です上記の理由から通常は0.6/0.3が最となりますこれ以下は基板製造会社によってはオプションで対応されるので事前に打ち合わせが必要です使 VIAサイズの種類 ( ランド直径 D / 径 d) 最 0.6/0.3 ( オプション扱い :0.5/0.25) 標準 0.7/ / / /1.0 ( 電源ラインなど ) このサイズではPADで代する場合もあり径は仕上がり径 (mm) ですサイズをたくさん設けると設計密度を多少は上げることが可能になりますがPCBCAD 上での VIAの切り替え操作や管理が変になります -1-

3 02.PADのランドと径 PADサイズ ( ランド直径 D / 径 d) VIAサイズに準じる標準 1.5/0.8または1.4/0.8 アニュラリングこれ以上またはその前後のサイズの場合ランド直径 Dと径 dはviaと同様に通常は倍 (2:1) の関係にして発しています ( 部品の抜き差しの都合があるのでアニュラリングは側 0.3mm 以上を確保します ) 径は仕上がり径 (mm) です VIAと較してPADは使する部品に依存するので多数のサイズが存在します詳しくはフットプリントの項をご覧ください部品のリード線が丸い場合ランドの径は指定がない場合は丸いリード線幅 +0.2mm 以上とします部品のリード線が四の場合機構設計 CADなどで作図しそれを丸で対応する場合の内径とランド形状を決定します作図で求めた径と同じ値の場合でも4 箇所の頂点部分でPADのの壁のメッキ部分をナイフのように切り裂いて挿でき何ら問題ないこともあるので嵌めあいをどうするかで悩まされます ( 数値的には丸型と同様に計算値 +0.2mmとします ) 縦横のサイズが異なる円のランド場合アニュラリングを側 0.3mm 以上を確保しますランドカットしたい場合はそれを避け縦横のサイズが異なるこの円のランドのPADで対応していますついて縦横サイズが異なるの場合は円をドラッグしたような判状の形状で対処しますについてが直なが必要な場合もCAD 上は作図可能ですが現実には型でないと対処できません較的きなの場合通常は直径が mm 程度のルーターで加するのでその半径分が円弧として残りがシャープなにはなりません -2-

4 これも基板製造業者によって使するルータービットのサイズや加精度が異なるので打ち合わせが必要ですだけはドリル図とは別にセンターをメカニカルレイヤで指定しないといけない基板製造業者もあります取り付けのPADサイズ基板取り付けの場合は通常は実際の径に0.5mm( または0.2mm) をした値にしています例としてM3の場合は3.5mmとし M2mmの場合は2.2mm M2.6の場合は2.8mmとさめにしていますドリルの種類 (VIA PADに共通 ) は下記のようになります (mm) 未満 (mm) まで0.05mm 間隔 (mm) 以下 (mm) まで0.1mm 間隔これよりきなは専のドリルでは負荷がきくなるのでルータービットを利して切り出しますつまり基板カットアウトという扱いになりますそれが丸の形状であっても複雑な形状のカットアウトと同じ処理をします PCBCADでもある径以上は指定できないようになっているものがありますがこれも同様の理由からです表実装のPAD 通常はTOP でフットプリントとして登録します PAD 形状はPCBCADに依存しますがが若丸いPAD(Rounded Rectangle) のが半の乗りやEMI 対策的には有利でしょう PADサイズはメーカー指定されるものが多いのでそれに従いますが似たフットプリントが増えてくると雛形を作って管理しないと統感がなくなってしまう場合があります後半のフットプリントの仕様の項も参考にしてください -3-

5 03.VIAとPADのサーマル形状外層 (TOP 層とBOT 層 ) と内層ポジサーマルは + 字状に発しています (X 字状にすることも可能です ) 内層ポジで接続に不必要で邪魔なPADは個別に削除してしまう場合もあります筆者はサーマル関連では下記の計算式でクエリーを設定しています Diameter = Hole Size x 2 とし Air-Gip = Expansion Expansion = Diameter / 2 で尚且つ Expansion > 0.25 mm Conductor Width = Air-Gap x 1.5 で尚且つ Conductor Width > 0.4 mm Hole Size Expansion Diameter Conductor Width Air-Gap 内層ネガサーマルはX 字状に発しています外層とは45 度異なっているので外層でGNDなどのべたに接続されない場合でも内層ネガだけで正常に接続される場合もありますサーマルの度以外は外層の法則に準じるような形状にしています基板設計時の内層ポジ内層ネガにするかの判断内層をポジでの設計にするかネガの設計にするかの判断としてはネットリストのアサインが簡単な場合は内層ネガでの設計にします内層分割が必要な場合でもそのラインが較的簡単であることも判断のつです複雑な場合は内層ポジで設計し外層と同じものが1 層増えたという考えで設計します -4-

6 04. パターン幅インチ系グリッドの場合ピン間 1 本から3 本の密度で法則があるのでそれに対応する下記のサイズで処理します設計グリッドは2.54mm(100mil) とその副グリッドとしますピン間 1 本 :0.3mm ピン間 2 本 :0.2mm ピン間 3 本 :0.15mm 最サイズは0.15mmが般的ですこのサイズより細い0.127mm(0.125mm) 0.1mmや0.075mmがオプションで製造できる基板製造会社もありますミリ系の場合特に法則はなく設計グリッドは部品のピッチなどにより使い分けますデジタルのエリアの場合は0.15mm-0.2mmとしアナログの部分は mmと使い分ける場合もあります ( パターン幅をグローバルチェンジする場合にも分類は有効な段です ) 昔は外層と内層で最パターン幅を区別していましたが現在は関係なく設計が可能です変化させたくない事なパターンは内層で処理し調整が必要なパターンは外層に配置します基板設計 CAD 側ではどのような内容でもPCでの机上設計なので変化する現場への対応やDRC 設定のが重要になります 05. 各種クリアランスギャップ最導体幅銅でできている々な導体部分同は最で0.15mmであれば通常はどこの基板製造会社でも製造可能ですしかし実際には半付け以降でレジストとの絡みがありショートなどの危険性があるのでこの値はトラックパターン同だけに適しますトラック ( ライン ) 同 0.15mm (0.127mm 0.1mmも製造可能な会社あり ) VIAとVIA 0.18mm ( 設計グリッドとVIAサイズに依存斜めの位置関係 ) VIAとトラック 0.2mm PADとトラック 0.2mm ポリゴンとその他 0.35mm ( mm) 周波回路ネットリストがGND 同の場合は銅パターンのインダクタンス成分を減らすためにクリアランス値を少なめにする ( 弊社ではこの部分のDRCはクエリー構などで指定しています ) -5-

7 これらの例を図にすると下記のようになります 0.18mm 0.15mm VIA VIA 0.2mm 0.35mm 0.15mm VIA 0.35mm POLYGON 0.35mm 0.2mm PAD PAD 外層内層のランドの逃げ径に対して線形になるように関係式にしています ( クエリー構で処理しています ) パターン幅と銅箔厚の関係特注になるかどうかには触れず最パターン幅と銅箔厚の関係についても記載しておきますエッチングした銅箔の断は台形となるため厚いと底で規定するパターン間隔で不利です銅箔厚 / 最パターン幅 (mm) パターン幅 18μ (0.127) パターン間隔 35μ μ 部品実装間隔 ( パターン設計では部品配置間隔 ) クリアランスの項なのでこれにも触れておきますが弊社では0.5mmとしていますチップCRで1608サイズ以下にしてもこれにより実装密度が上がらないことがあります -6-

8 06. 設計グリッドインチ系の場合 100mil 25mil 12.5milで設計しさらに細かくする場合は5milや1milで処理やチェックをしますミリ系の場合使部品によって左右されるので定番のグリッドと呼ぶものはありません部品配置グリッド 1mmを基本とし0.5mm 0.25mmと細分化しやむを得ない場合は0.1mmとしていますパターン設計グリッド ( パターンの引き回しグリッド ) 0.6mmまたは0.3mmグリッドにしていますこれでクリアランス的にも1mmパターン幅 0.4mmパターン幅 0.15mmパターン幅を問題なく実現できます部品配置グリッドとパターン設計グリッドはなるべく同じ値にします設計基準点インチミリ混在の場合は複数の基準点を設けないといけない場合もあります基板の左下の基準点のXY 座標は50mm 50mm または 100mm 100mmなどにしますこの基準点はガーバー出時や部品実装データの提出書類にオフセット値として記載します設計途中でブロック移動する場合にはこの基準点や設計グリッドにも着して処理しないと後から修正をする場合や改版時に適正な設計グリッドがなくて困ることになります 07. 禁エリアと逃げ基板端からの逃げ基板端から1mmは部品配置パターン禁としますさい基板の場合はこの値を0.5mmとしないといけない場合があります Vカットミシンからの逃げ Vカットミシンからのラインと平な部品は1.5mm 離します直となるチップ部品は割れを考慮して近くへの配置を避けますパターン禁エリアは1mm(0.5mm) としますキリ (NTH) からの逃げキリから1mm 以内はパターンと部品配置の禁エリアとします取り付けからの逃げネジの頭が当たる可能性があるのでその呼び名 (M3など) の数字からx2+2mm としています M3の場合を例にすると φ8mm 内が禁エリアとなります -7- を禁エリア

9 08. 基板加付け処理別の基板同の間隔はルーターで綺麗に切り出しをする場合は3mmの場合が多いようです ( 太めのルータービットで少しずらし往復するようにカットする ) 同じ機種の場合は基板設計者側で敢えて付けしなくても基板製造側で処理してくれる場合が多いようです下記のような法があります付けの図指ガーバーデータとしては単体のままとし図作成しPDF 書類で付け状態を図します基板製造業者側でミシンの間隔などの規定があるので具体的な法を記載しないで概要だけにしておいてCAM 編集をしてもらったが有利です PCBCADで付け PCBCAD 側でREF 番号が勝に更新してしまい付けのコピーが作成できない場合や逆に付け機能のあるPCBCADもあります弊社は後者で Altium Designer で付け処理しています CAMで付け処理 CAM 操作にある程度は慣れていないとパターン設計者による付け処理は難しいでしょう元とする基板にパターン修正や基板サイズに変更がってしまうとやり直しになります CAM 側にマクロ機能があればそれをプログラミングすれば実レベルになります CAMソフトウェアはUNIXやMS-DOS 系を継承しているので選択操作に違和感があります捨て基板 ( 境はVカットまたはミシンで処理 ) 捨て基板の幅は通常は10mm 以上のサイズにしますこれよりさいサイズでは基板認識マークや基準の配置などの都合があるので製造業者側に事前の相談が必要です外形加のルーター切り出し通常は基板外形図を0.2mm 幅としガーバーデータを出しルーター加してもらいます基板外形のガーバーデータの幅からオフセットを掛けて動で基板を切り出す製造業者もあるのでその幅を適当な値にするのはNGです ( 基板サイズが微妙に変化してしまう ) 複雑な形状の場合はその形状を製造業者と共有する為に細かい法を記載したPDF 書類を提出します ( 箇所程度の切りきは基板外形のガーバーデータがあるので章でも問題なし ) -8-

10 Vカット基板の端から端まで途中でめないで横断しますイメージを機構設計 CADで図作成しPDF 書類で指する場合と専のメカニカルレイヤにラインと字で作成しガーバーデータとして指する場合があります基板内にきなカットアウトがある場合は強度の関係から処理できない場合があります切り込みの度は40 度前後です側だけにVカット処理をしてくれる場合もあります断図ミシン加通常は機構設計 CADで作図しPDF 書類にして提出しています ( 付け Vカットの項の記述と重複した内容になってしまいます ) 直線だけではなく少しだけ蛇したラインにしてカットしやすくする場合もありますミシンとパターンではない広い銅箔 ( べたアースなど ) との距離 Sは0.3 1mmのマージンをとります P P W S 丸同またはとの間隔 Pについて柔らかい紙フェノールでは間隔は広めで強度のあるガラエポの間隔は狭くなります同様に強度の理由から板厚が厚くなると間隔は狭くできますミシンの細かい法に関しては基板製造会社で違いがあります基板製造会社の具体的な設計基準に準拠し作図または設計をしてくださいミシンの幅 Wに関して 1mm 幅 ( 主に国内 ) 細かい外形加ができミシンで割った後のバリをさくできます 2mm 幅 ( 海外の場合に多い ) 韓国や台湾などの海外で製造する場合にルータービットの交換ロスを減らす為に太めのものを使している為です製造価格を下げる効果があります -9-

11 09. シルクなどの字 REF 番号のフォントとサイズ標準フォントフォントはサンセリフを標準としています PCBCADによってはガーバーデータが単純になるようなストロークフォントが採されている場合がありますがシルク印刷された字が読みにくかったり味気ない場合があります特殊なTTFを使してしまうと間が開いてからの改版時にそのフォントがなくて困る場合がありますその為に較的標準的なTTFをご利ください標準サイズ字 / 太さは1mm/0.2( 弊社では太さは0.25)mmとしています最サイズ字 / 太さは0.8mm/0.15mmとしています多くの箇所で使する場合はフォントは0.15mmに拘らずTTFでより太めのもの選択します最サイズ特に規定はありませんので栄えで判断してください型番名番のサイズ字を2-3mm 程度にし太さはそのさに応じた幅に調整します事前に字のさと太さをテーブルにし管理しておかないと同じ顧客の製品に統性がなくなりますロゴ BMP 画像を給された場合はそれを加しサイズも調整して貼り付けていますガーバーデータの給でも同様の処理ができますがサイズはその情報で固定されますネガ字機能の説明の場合は四く囲まれたネガ字のが適していますパターンレイヤでのテキスト配置 TOP/BOT 層での電源ライン VCC/GND 層で説明の為に電圧をす字を配置したがいい場合がありますしかし CAMのDFMでチェックすると接近した導体として認識してしまいスライバ扱いとなるので細かい字は不利ですその為程よい字サイズにする必要があります -10-

12 10. レジスト仕様部品実装 PADの場合側を0.1mm 増加させます表実装部品のPADの場合側を0.1mmではなく少なめの0.05mmとする場合もあります表実装部品でPAD 間隔が狭い場合はレジストを広めにして隣のPADと連続でひとかたまりとすることがあります ( しかし半ブリッジになるというデメリットがあります ) これは0.1mm 未満はレジスト版下でスライバの扱いとなりCAMのDFMでエラーになる場合がありますレジストを連続にすることでこのエラーを回避しますレジスト版下でのスライバ 0.1mm 未満のレジストは基板から剥がれて液体内を浮遊するゴミとなり基板上の他の場所に付着し栄えを悪くしてしまう可能性があるので基板製造現場では嫌われます NTHのキリの場合別程で加するためにずれを考慮し側 0.25mm( または0.5mm) 増加させます弊社ではPAD 配置のスクリプトを作成していてTH NTHでレジスト増加分などを動で処理するようにして配置したものをフットプリント登録していますレジスト逃げ増加分 -11-

13 11. 各種マークなど ULマーク基板製造会社に場特有の番号があるのですべてをパターン設計者側では対処できませんロゴマークと番号を貼り付ける場所を確保し指定してください DATE Code 製造ロット ( 年と週 ) を記載するもので通常は4 桁の数字または8888の字ですトンボ部分輪郭線ターゲットマーク印刷業界で使する端を表すトンボに似たマークのことで基板設計でも使されていましたまたコーナーを太に囲った部分輪郭線も使されていましたがどれも古い法です基板の外側にターゲットマークを配置するのも同様です ( 貼りをしていた時にずれないように貼っていた3 箇所のマークのことです ) これらの図形を利するとそれを取り除く余計な作業がCAM 編集側で発します基板の外側は製造側で場独の製造程の各種情報が付加されるのですっきりとさせておいてください認識マーク基板認識マークと部品認識マークの2つとしての使法があります後者はQFPの部品の実装や再実装時に必要となる場合があります PADサイズは0.5mmを最とし通常は1mm( または0.8mm) の丸または四形です ( これに応じてレジストの逃げもPADサイズから側 0.5-1mm 増加させます ) 基板製造業者側でサイズを指定される場合もあるので最の0.5mmのサイズを使する場合は注意が必要です内層パターンの境などの特異点に部品認識マークを配置しないように注意します半にも部品実装がある場合は裏に透過しない位置関係での配置が必要です認識マークのPADにメタルマスクは不要ですが稀に必要な場合もあるのでご注意ください認識マークのレジストの外側にPADの過剰エッチングを管理するためのサークルがある場合もあります 3mm 3mm 般的 ( 基板認識マーク ) -12-

14 1.5mm 1.5mm 最サイズ ( 部品認識マーク ) 基準捨て基板部分に配置する基板実装時に固定するNTHののことで通常はφ4mmで3 箇所配置します副基準を取り付け時の誤差を吸収する為ににする場合があります実装認識マーク V-CUT 基準穴副基準穴プレスガイド多層基板ではプレス時に使するガイドを基板外に要求される場合が稀にあります φ2.05mm(nth) などのサイズで2 箇所以上に設けます径を中途半端な値とするのは他のメインのと区別するためです加ガイド 2 箇所以上の基板を固定するφ2.05mm(NTH) を基板製造業者から要求される場合があります特にさい基板ではルーター加時にその回転モーメントで動いてしまう為でもありますここでも径を中途半端な値とするのは他のメインのと区別するためです蛇の基板試作品や改造の可能性がある場合は基板の隅に2.54mmピッチのPADを配置しますランドの直径 / 径 (mm) は 1.4/ /1.0 ぐらいがベストです整列しているので数が少ないように感じてしまいますがかなりのあけ点数となってしまうのでご注意ください -13-

15 12. ティアドロップ処理前パネルなどの掛かる部分が多い時にトラック ( ライン ) または円弧で動で発させランドに接続された細いパターンを保護します DRCがシビアな場合はティアドロップ処理後にもDRCで再チェックすることが必要ですアシッドトラップをその図形を被せて防するという意味もありますアシッドトラップとはこけしののような鋭い窪みのことで薬品の残りによる腐の可能性があるので嫌われます 13. べた処理の注意点べた塗りの場合は重ならずに0.1mm 以下の微の空間がないように努めますランドに回りこんだべたアースなどがスライバにならないようにチェックしますスライバはCAMでないとチェックできない場合が多いでしょう ULマークを取得する場合はメッシュ状にすることで半ディップ時の基板内部からのガス抜きをするか 1インチの円内にVIAを配置することで両でパターンの剥がれのないように強化する必要がありますソリッド ( ポリライン ) の場合は円弧周りの分解能に注意し拡張ガーバー時のみの対応とします 14. 端スルーホール半型のランドとなるように基板製造後にルーターで切り落とします微ランドでは利不可で標準ランドでも製造を断られるぐらいなのできめのサイズの場合のみ処理しています -14-

16 15. メッキ仕様通常は半メッキ処理ですがカードエッジ部分のメッキ処理が可能です昔のように厚めのメッキをする場は少なく事前にニッケルメッキ下地をしその上にフラッシュメッキをする場合が殆どです後から仕様書だけでは対応しにくい部分もあるので部分的なメッキをする箇所がある場合はその箇所を事前にパターン設計者に向けて告知しておきます 16. フットプリントの仕様 SOP DIPなどの部品は縦置きを基本とします ( 左上が1 番ピン ) QFNやBGAは左上を1 番ピンとする配置が基本です QFPは過去を引きずっているので左下を1 番ピンとしたものが多いのですが新しいデバイスで図で左上を1 番ピンに指定されている場合はその向きで作成します有極性部品ディスクリートのアルミ電解コンデンサからの流れで縦置きで上 (12 時向 ) がプラス側またはアノードとなる配置にしています CRなどの無極性部品横向に配置し左側 (9 時向 ) が1 番ピン側ですこれらのデフォルトのフットプリントの向きで部品の極性有りに気付けるメリットありチップ部品の外形シルクの分類基板内で似たサイズが混在するチップ抵抗チップコンデンサチップインダクタの外形シルクはそれぞれ四く囲むセンター部分を少し空ける平な本線というに 3 種類に分類しています回路設計者が検図またはCRなどの部品交換時にREF 番号で確認できないほどの密度でもこの絵柄の使い分けでわかりますシルクを隣の部品と重複させる程の密度の場合はチップコンデンサの開いた部分をチップ抵抗のシルクで塞いでしまうこともあるので配置の順番には注意が必要です -15-

17 チップ抵抗チップコンデンサチップインダクタチップダイオードとチップタンタルコンデンサそれぞれカソードマークとプラス側を太めの帯をシルクレイヤに配置しています ( タンタルコンデンサは本体より電極の幅が狭い場合が多いのでPADの横側を太くしています ) チップダイオードチップタンタルコンデンサ位置決めのキリ (NTH) び出した樹脂部分の直径 +0.1mmを径として作成します取り付け取り付けや表実装の保持のPADはHLD*( ホールド ) というランドのノード名でライブラリ管理しています DIPICのPADの場合ランドのサイズをメーカー名を問わずになるべく統してくださいそのランド径 / 径 (mm) は 1.5/0.9にされる場合と 1.4/0.8にされる場合があります PADの直径 ( ディスクリート部品 ) 直径は径 dの2 倍にしていますがそのようにできない場合は径 dに mmをした値としています ( 径 dが1mm 以下の場合 PAD 直径はd+0.6mm 1mm 以上の場合はd+0.8mm) ICパッケージの厚みによる区別リード線のピッチとしては同じ場合でも樹脂パッケージの厚みが違う場合もあります例えば SSOP TSOP VSOP そして QFP LQFP TQFP などです -16-

18 フットプリントにさ情報を記載する項があり STEPファイル埋め込みの都合もあるので雛形のレベルでも区別しておいたがいいでしょうどれか基本となるパッケージを作成しておいて後から別名保存することで種類を増やしていきますリード線の形状によるPADサイズの区別 3ピンのTRや5-6ピンのICなどではリード線がガルウィングのように細い場合と基板と平なフラットでやや厚めなタイプの端があります (AVRなどやや熱が出るデバイスに多いようで放熱を兼ねているのでしょう ) この場合はヒールの部分がないので半の乗りが違ってくるのでPADサイズを変える場合があります型番だけで判断できない場合もあるのでパッケージの雛形で ***Fなどの型番で区別して事前に準備しておく必要があります SOT-23 SOT-23F ICパッケージのシリーズ ( サイズタイプ ) の呼名 8ピン以上のICパッケージであれば *milシリーズと呼ばれる場合がありますパッケージの呼名は3 種類あるようです 1. ガルウィング部分の端と端とのサイズ ( これが定番 ) 2. ガルウィングでPADと接する部分の中値 - 中値の間隔 3. 樹脂パッケージのサイズ同じものでも 1から3に向かってサイズはさくなりますがメーカーによってどこで規定するか異なっている場合があるのでご注意ください例として 300milシリーズとの記載だから7.6(7.62)mmと思わず実際の法図でチェックします特に 225milと250milシリーズやそれ以下でそういう紛らわしい状況があるようです ICのランド幅 ( 表実装 PAD) ガルウィング部分のリード線のサイズにもよりますが下記のように最適化していますリード線幅の最適化に関しては不要のように思えますが3DCADでSTEPファイルにしている都合で必要となります -17-

19 間隔 P / リード幅 W / PAD 幅 ( 最サイズ ) 0.4 / 0.18 / / 0.22 / 0.3(0.25) 0.65 / 0.3 / / 0.35 / 0.5(0.4) 1.0 / 0.4 / 0.6(0.5) 1.27 / 0.4 / 0.6(0.5) 単位 :mm ICのPADの具体的なサイズ主に表実装タイプのICのPADの法について記載しておきますガルウィング状の場合はPADに実際に接する本体部分以外にヒール ( 踵 ) 部分とトウ ( つま先 ) 部分があります下記のような値になりますが最近はこの値もさめにすることが多いようですリード線の幅とPADの横幅の関係脇向にも半による濡れ ( の裾野のような懸垂線 ) と部品実装によるずれを考慮する必要があるのでリード線と同じPADの幅つまりマージン幅 =0という訳にはいきません IC 断図トウ部分ヒール部分ヒール (Heel) 部分 : mm トウ (Toe) 部分 : mm 本体部分 IC 平図マージン幅 : 側 mm ( 最で0.01mmの場合もあり ) フローリフローでのPADサイズの区別 PCBCAD 側で動で処理してくれればいいのですがそういう機種も少ないようです -18-

20 その機能があったとしても実装する現場を管理したりしていない限りはパターン設計時にそれを考慮して配置することは難しいでしょう弊社では2012(2125) と1608の2サイズとチップLCRの3 種類つまり2x3で6 種類だけ R2012REF C1608REFというな型番で準備だけはしていますが実際には殆ど使しておりませんこのような訳でフローということでサイズを管理しています PADのレジストとシルクのクリアランス部品のPADのレジストとシルク部分は0.1mmのクリアランスを持つようにフットプリント作成時に配置します PADとシルク当然ながらPADにシルクがフットプリント作成時に掛かっているのはNGですさいチップCRなどの下にはPADを避けたとしてもシルクを配置するとそれで軽い部品が僅かながら持ち上がってしまい半付け不良となり易くなりますこのような理由から部品の下に説明のシルクを配置するのは3216サイズ以上にしています PADとシルクの位置関係からCAMでのシルクカット処理はできますが処理後の栄えもあるので過度に期待しないがいいでしょう 17. メタルマスク通常は表実装 PADと同サイズで出されます PCBCADによっては無条件に処理されメタルマスクにしたくない部分も出されCAMなどで削除しないといけない場合がありますまたそのサイズを個々のPADで増減少させることが可能なPCBCADもありますメタルマスクに含まないメッキ処理のあるPADは部分的に処理しなければいけないので事前に指定してくださいこの点に注意しないとメッキ部分にクリーム半が掛かってしまい加熱後にはその部分が半メッキになってしまうという事故が発してしまいます部分的にマスキングも可能なのでロットであれば指定箇所を間違った場合にメタルマスクを再製作しなくてもそれのマスキングで対応できる場合もありますメタルマスクはエッチングとレーザー加で切り出すという2 種類の製作法がありますその為後者であれば基板製造会社での製作ではない場合もあります ( 部品実装業者に最適化したメタルマスクの製作も必要になります ) -19-

21 18. 提出データガーバーデータ ( 基板製造業者向け資料 ) 必要な各層のガーバーデータ以外に基板外形も出します事前にその基板外形と他のものと合成してしまうとCAM 作業で取り除く余計な作業が発してしまいます出形式は拡張ガーバーにてミリ系で4.3フォーマット絶対座標リーディングZERO サプレスで出します現在は拡張ガーバーで出するのが定番です表実装部品が多いと多数のDコードを発することになるので標準ガーバーではCAM 編集側でのミスが発しやすいですミリ系であれば分解能は4.3フォーマットで問題ないでしょう ( 極端に細かいものであれば4.4フォーマットということも有り得ます ) ZEROサプレス処理はガーバーデータをなるべく少なくするという過去の遺跡でもあるのでその処理を選択しなくとも問題ありませんまたリーディングトレーディングもどちらにするかは過去の流れや社の決め事で判断します ( パッドマスターも過去の遺跡なので出しなくて問題ありません ) NCデータ ( 基板製造業者向け資料 ) 出はExcellon 形式でミリ系で4.3フォーマット絶対座標リーディングZEROサプレス処理で出しますガーバーデータとの形式はなるべく統しないとCAM 編集側で混乱を招きますこの場合にヘッダー部分の記述は ****** RZとなりますこれは後ろにゼロありという意味でつまりリーディングZEROサプレスの前処理したことを意味しますまたトレーディングZEROサプレス処理をった場合はLZと表されます ( 逆のように感じますが規格では午前中ではありませんという中途半端な表現や前処理は NGで午後というようにはっきりわかるような表記にされます ) ドリル図 ( 基板製造業者向け資料 ) NCデータの補としてPDFで出し添付しますツールコードツールコードとはあけドリル分類リストのことですこれはNCデータのヘッダー部分にあるテキストで代してください敢えて指定して欲しいといわれる場合その部分をコピーするなどしてくださいスルーホールとノンスルーホールを区別しない基板設計 CAD の場合に同じ径の時は -20-

22 ツールコードが同じになってしまいNGですそこでどちらかの内径法に0.01mm 程度プラスするなどして両者を区別させる細を事前にしておく必要がありますピックアンドプレースファイル ( 部品実装業者向け資料 ) 部品や使 PADの座標をPCBCADからファイル出し提出します部品表 ( 部品実装業者向け資料 ) 回路図エディタ (SCHCAD) の場合は両 (TOP/BOT) が混在した部品表となります基板設計 CAD(PCBCAD) から出する場合はどちらの (TOP/BOT) に実装しているかを区別した部品表を出できるものもありますメタルマスク ( 部品実装業者向け資料 ) 出形式は拡張ガーバーにてミリ系で4.3フォーマット絶対座標リーディングZERO サプレスで出しますメタルマスクは基板製造業者ではなく実装業者側で作成する場合が多いので実装する層のメタルマスクのデータに加え基板外形のガーバーデータも添付してくださいマウント図 ( 部品実装業者向け資料 ) パターンの検図またはその最終的な図 PCBCADでマウントに作成した専の図 ( Altium Designer での呼び名であるドラフトマンでマウント図を作成しています ) この資料は顧客側としては部品実装の積もり資料としても役ちます 3DPDF( 回路設計者機構設計者または部品実装業者向け ) STEPファイルから成した3DPDF 図場合によっては3DCADの展開図をDXF 出する場合もあります機構図 ( 機構設計者向けの基板上の部品のDXFデータ ) 機構関連の図に基板のコネクタの位置や情報を伝えて機構検討図に反映しますドーターボードがある場合などはさやコネクタの位置も重要になります早めのフィードバックで不具合もわかるので機構設計者と基板設計者との意思の疎通をよくしておきましょう ( 設計後でなくて設計途中での情報共有が重要です ) 回路図 ( 回路設計者向け ) 回路図を部分的に修正したり型番を変更したりノードを修正または統するのを基板設計業者側が担う場合にはその修正した回路図を回路設計者にフィードバックしますできればリビジョン管理もしておきます -21-

23 19. 製造仕様書基板製造会社向けに仕様書または仮仕様書 ( チェック雛形 ) を記載します回路設計者が基板設計者にパターン設計を依頼する場合にラフでもいいのでこの仕様が必要です誰が基板の仕様を決めるのかを事前にはっきりしておく必要があります基板設計担当者が直接的に基板を注する訳ではない場合は仕様書を作成しないでしょうそうなると基板注時に仕様書がなくて資材または ( 外部からの ) パターン設計データを受け取った回路設計者が困る場合があります通常基材 ( 材質 ) 基板サイズ板厚銅箔厚基板構成多層の場合はレイヤ積層する順序レジストとシルクの構成層 ( 露出した銅箔部分の ) 半メッキなどの仕上げそして基板名と番名基板発注者注枚数などを記載します板厚 (mm) 般的に板厚は 0.4/0.6/0.8/1.0/1.2/1.6/2.0/2.4 などがあります多層基板の場合は複数のプリプレグの積み重ねで各層の厚みを調整できますレイヤを積層する順序 ( 層構成 ) これによっては電気的性能が変わることもあるので適当に決めるのはNGです多層プレスを基板製造業者が外注に出している場合はその構成や厚みの選択肢が減る場合があります最パターン幅と最 VIAを記載したが製造時にオプション扱いになるかどうかが早めにわかりますこれ以外に製造しやすいようにシルクカットをCAM 編集側でしてもよい場合はその旨の許可やガーバーデータの編集権を基板製造側に引き渡す旨を明します ( 試作基板や基板設計や発注に慣れていない場合は細かい点を現場にお任せにするのもです ) インターネット経由で基板注をする場合にも詳しい仕様書を添付しておくと注時のフォーマットの内容との盾があればその点について問い合わせがあるのでミスが防げます -22-

24 Appendix ネットリスト形式弊社ではプロテル TANGO 形式 ( またはTELESIS 形式 ) を社内標準としています ORCADの場合も同様にプロテル TANGO 形式での出をお願いしています但し ORCADからTANGO 形式で出するとハイフンの部分がカンマになるのでテキストエディタで置換しないと処理でエラーになるソフトウェアがあります部品情報部分は社内登録された型番になるようにEXCELマクロで動的に置換させて利しているのでネットリスト形式を統する必要がありました接続情報を顧客に再チェックしてもらう場合もありますがその時のためにこれもEXCELのマクロにて確認し易いTELESIS に変換していますこれ以外にPADS 形式は部品情報部分は理解しやすいでしょう回路設計 CADが異なっていてもOEM 関係なのかネットリスト形式は似たものが多いようですネットリストはテキストエディタで修正する場合が多いでしょうが定番の修正の場合はテキストエディタのマクロを使したり AWKなどのテキスト加ツールも利可能です EXCELマクロで置換テーブルを利するという法もあります ODB++ 設計ファイルをレイヤで管理してフォルダ構造または圧縮されたつのファイルとして扱われます *.tgzファイルは圧縮形式のつでフリーソフトウェアなどでフォルダ構造のファイルを圧縮することで作成可能です基板設計 CADでは出できる機種が増えていますがインポートできると他のPCBCADに乗り換えされるという諸刃の剣なのでそういった機種は少ないようです CAM 側にPCBCAD 側のネットリストをそのまま伝える段にもなります各種シミュレーションをする場合にもインポートし利されますまだ若のがあるように受けられます部品の種類挿実装部品 IMD(Insertion Mount Device) IMDよりはディスクリート部品と呼ぶことが多いでしょう表実装部品 SMD(Surface Mount Device) 配線向と度デジタル回路の多層基板の場合は隣り合う層では配線向を90 度変えたマトリックス -23-

25 配線をします隣り合う層が全く異なる機能の場合も配線向が90 度違うことにより影響が最限になりますし反りも減ることになります曲げの度は45 度として配線の距離を減らしますこれにより熱膨張時の歪みの吸収にも寄与しますい引き回しとなる場合は敢えて途中でVIAを挿して層を変えべたアースで囲めるようにするとEMI 対策上は有利です VIAを使しないて筆書きしたがいいように思いがちですがそれが裏になることもあるので回路によって判断してください IDF 形式 (Intermediate Data Format) 3DCADで利するのが的で般的に2 組のファイルがペアになっています各種シミュレーションをする場合にもインポートして利されますネットリスト内のREF 番号型番名コメント ( または値 ) がそのまま3DCAD 側に伝わるのでなるべくその項は空にしないで埋めておいたがいいでしょう慣れれば出されたファイルをテキストエディタで編集したり置換したりすることも可能です -24-

26 < 改版履歴 > Rev.1.0 Mar 初版作成 Rev.1.1 Jun 項追加 Rev.1.2 Feb 公開に再修正 Rev.1.3 Feb 項追加 < 免責事項 > 記載されている操作により発した結果については切の責任を負いかねます < 登録商標 > Altium Designer Protel P-CAD Camtasticとそのロゴは Altium Limited 社の商標または登録商標です OrCADは Cadence Design Systems, Inc. の登録商標です PADSは Mentor Graphics 社の登録商標です DXF DWGは国 Autodesk Inc. 国およびその他の国における商標または登録商標です Windows Microsoft Excel Microsoft Word Visual Basic は国 Microsoft Corporation の国およびその他の国における登録商標です本書に記載されているそれ以外の登録商標や商標はそれぞれの所有者の財産であり商標権を主張するものではありません著者 : 泉茂夫県周南市穂 330 番地基板設計会社 SOPHIL TEL: HP : sophil@mug.biglobe.ne.jp -25- Copyright 2017 SOPHIL All Rights Reserved.

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design_standard_ doc 2010/3/30 版記載内容は予告無く変更することがあります予めご了承ください Copyright (c) p-ban.com Corp.All rights reserved. 1. 適用範囲本基準書は株式会社ピーバンドットコムによって運営される P 板.com プリント基板設計サービスにて設計されるプリント配線板に適用する 2. 本ドキュメントの取り扱いについて本ドキュメントは株式会社ピーバンドットコム