ビアはPCB設計において避けられない要素です。レイアウトプロセスにおいて、すべての交差配線を回避することはしばしば困難です。この問題を解決するために、ビアは層間接続を実現するために使用され、両面および多層PCBの開発につながりました。その結果、ビアはPCB設計において重要な要素となっています。
設計の観点から見ると、ビアには主に 2 つの目的があります。 電気接続 and 機械的なサポートまたは位置決めこれらの役割は電気的要件または物理的要件を満たすため、ビアはしばしばさらに以下のように分類されます。 電気ビア and 機械的なサポート穴後者は はんだパッド穴 （通常はメッキ）および 取付穴 （メッキされていないことが多い）。
ビアは主に 2 つの部分で構成されます。
- ドリル穴: 中央の穴。
パッドエリア: 掘削穴の周囲の領域。
- これら 2 つのコンポーネントのサイズによって、全体的なビア サイズが決まります。
高速・高密度PCB設計では、配線スペースを最大化し、寄生容量を最小限に抑えることで高速回路に適したビアサイズを設計するのが一般的です。しかし、ビアサイズを縮小すると製造コストが増加し、技術的な制約も生じます。
- 穴が小さいほど、掘削時間が長くなり、中心がずれやすくなります。
- 穴の深さがドリル径の6倍を超えると、穴壁に均一な銅メッキを施すことが難しくなります。
設計と製造のバランスを取るには、多くの考慮事項が伴います。設計によってはそのまま製造工程に投入できるものもありますが、潜在的な問題に対処し、遅延、歩留まりの問題、信頼性への懸念を回避するために、追加のエンジニアリングチェックが必要となるものもあります。
設計上の決定が全体的なコストとスケジュールに重大な影響を与えることを考えると、これらの課題は回避可能です。高信頼性多層PCBメーカーとして、 Wonderful PCB PCBの研究開発と製造に特化し、短納期で信頼性の高いPCBを提供しています。「エレクトロニクス業界のコスト削減と効率向上」という当社のミッションは、設計初期段階における検討の重要性を強調しています。以下は、実例に基づいた穴とスロットの設計を最適化するための専門家によるソリューションであり、効率的で費用対効果の高い製造をサポートします。
ホールデザインケース
ケース1：PTH/NPTH設計の標準化
問題:
- 左の図に示すように、パッドは電気接続を考慮して設計されていますが、メッキされていない穴として実装されています。
- 右の図に示すように、パッドは電気接続なしで設計されていますが、メッキされた穴として実装されています。
専門家の推奨事項:
- メッキされていない穴の場合対応するパッドに電気接続がないことを確認してください。パッドと穴のサイズが一致していない場合は、パッドを設計しないでください。
- メッキ穴用: 対応するパッドの電気接続を確保し、パッドのサイズは穴の直径より約 5 ミル大きくします。
パッドのないメッキ穴の設計は避けてください。確実なメッキプロセスが必要となり、リードタイムが少なくとも 1 日長くなります。
正しいデザイン:
（左：非金属穴、右：金属穴）
- EQ コミュニケーションと潜在的な設計上の誤解を減らすために、メッキ穴と非メッキ穴を明確に区別する穴テーブルを提供します。
正しいデザイン:
ケース2：金属スロットと非金属スロットの区別
問題:
- 設計には7つのスロットがあり、そのうち3つは非金属スロット、4つは金属スロットです。ただし、すべてのスロットは同じ場所に配置されています。 GDD デフォルトでは非金属スロットとなる層です。ミリング加工中に銅が露出するのを防ぐため、非金属スロットではめっきパッドが除去されます。
専門家の推奨事項:
- 非金属スロットを GDD or GM1 層と金属スロットを DRL レイヤーまたは専用の スロット 層。
正しいデザイン:
ケース3: 明確で一貫性のある穴の注釈
問題:
- 穴のシンボルが大きすぎると、穴とシンボルを一致させることが難しくなり、一致しない穴の位置やサイズを識別するのが難しくなります。
- スロットはコーナー注釈に隠れているか、穴テーブルに存在しないため、省略のリスクが高まります。
専門家の推奨事項:
- ドリル穴と 1 対 1 で一致させるには、適切なサイズの穴シンボルを使用します。
- スロットの位置とパラメータを示す穴テーブルを含めるか、スロットを直接統合します。 DRL 層。
正しいデザイン:
ケース4: 穴とスロットの衝突を避ける
問題:
- 明確な指示がないまま、穴とスロットの両方に同じ位置が使用されています。
専門家の推奨事項:
- 同じ場所に穴とスロットの両方を設計しないでください。
- スロットの位置とパラメータを示す穴テーブルを用意し、 DRL 層。
正しいデザイン:
ケース5: PCBファイル内のロックされたスロットを防止する
(pic-PCB の製造性穴とスロット-9)
問題:
- PCB から Gerber ファイルへの変換中にスロットが「ロック」され、スロット設計が失われる場合があります。
専門家の推奨事項:
- 使用するデザインの場合 Altium Designer 16 またはそれ以前のバージョンの場合は、スロット データが確実に含まれるように、ファイル変換の前にスロット デザインのロックを解除します。
正しいデザイン:
ケース6：ソルダーマスクビア充填許容差は0.2mmを超えてはならない
問題:
- はんだマスク充填許容差の大きな変動により、大きなビアが充填不足になったり、小さなビアではんだマスクが過剰に溢れたりします。
専門家の推奨:
- はんだマスク充填を使用してビアを設計する場合は、許容差が 0.2 mm を超えないようにしてください。
正しいデザイン:
ビア（最大）- ビア（最小）≤ 0.2mm
結論
これら 6 つの事例は、時間を節約し、問題を防止し、より高い歩留まりとより速い生産を実現するために、設計段階でベスト プラクティスを適用し、標準の手順に従うことの重要性を示しています。
従来のエレクトロニクス業界のワークフローを改善することに尽力するデジタルサービスプラットフォームとして、 Wonderful PCB お客様とのエンゲージメントにおいて、これらの実例を解決してきました。信頼性の高い製品、透明性の高い納品体験、そして信頼できるサービスを提供することで、私たちは世界中のお客様への約束を果たし、「エレクトロニクス業界のコスト削減と効率向上」というミッションを果たしています。
