片面または両面基板の製造では、通常、材料を切断した直後に非導電性または導電性の穴をドリルで加工しますが、多層基板の場合は積層工程後にドリルで加工します。穴は機能に基づいて、部品穴、ツール穴、スルーホール（ビア）、ブラインドホール、埋め込み穴（ブラインドホールと埋め込み穴はビアホールの一種）などに分類されます。従来のドリル加工は、機械式ドリル装置を用いて行われます。実際の製造においては、穴間隔が加工プロセスと最終製品の信頼性の両方に影響を与えることがよくあります。
穴間隔製造要件:
ビアホール（導電性ホール）：
- 最小穴径：機械ドリリング0.15mm、レーザードリリング0.075mm。
- パッドとボード端の間隔：0.2mm。
- ビアホール間の間隔（エッジ間）: 6ミル未満にはできません。8ミル以上が望ましいです。これは非常に重要なので、設計時に考慮する必要があります。
- ビアホールの最小径は通常0.2mm以上、パッド片側間隔は4ミル以上、できれば6ミル以上とし、上限はありません。これは非常に重要なので、考慮する必要があります。
パッド穴（PTH）：
- パッドとボード端の間隔：0.25mm。
- パッド穴のサイズは使用する部品によって決まりますが、部品のピンより少なくとも0.2mm大きくする必要があります。例えば、0.6mmのピンを持つ部品の場合、製造公差による問題を回避するため、パッド穴は少なくとも0.8mm大きくする必要があります。
- パッド穴間の間隔（端から端まで）0.3mm未満ではいけません。大きいほど良いです。これは非常に重要なので、必ず考慮してください。
非めっき穴およびスロット（NPTH）：
- 非メッキスロット穴間隔: 最小間隔は少なくとも 1.6 mm にする必要があります。そうでないと、穴が破損するリスクが高まり、エッジのミリングが困難になる可能性があります。
- 穴の破損を防ぐため、メッキされていないスロットから基板端までの距離は2.0mm以上確保する必要があります。スロットが長い場合は、基板端での剥離を防ぐため、基板端からの距離を長くする必要があります。
- メッキなしのスタンプ穴ボード同士を接続する場合、ボードの破損を防ぐため、穴の間隔は小さすぎたり大きすぎたりしないようにする必要があります。推奨間隔は通常0.2～0.3mmです。
穴間隔の信頼性への影響:
穴間隔：
これは、パッド間の距離ではなく、ある穴の内壁から別の穴の内壁までの距離を指します。これらの測定値を区別することが重要です。
穴と穴の間隔が小さすぎる場合、どのような問題が発生する可能性がありますか?
- 同じネットワーク内の穴が近すぎると、穴が壊れたり、バリができたり、その他の欠陥が生じて外観や組み立てに影響する可能性があります。
- 異なるネットワークの穴の場合、間隔が不十分だと穴が壊れたり、バリができたり、さらにはショートの原因となる可能性があります。 毛細管効果.
毛細管現象（チップ吸引効果）：毛細管現象は、ドリルビットの高速回転と、それが周囲のPCB材料に及ぼす圧力によって発生します。これにより、基板内部のガラス繊維が緩み、銅めっきが緩んだ部分に浸透することで、穴の形成不良や短絡などの問題が発生する可能性があります。
IPC-A-600Gガイドラインによると：
毛細管現象に関しては、Bは調達仕様で定められた最小値よりも配線間隔を狭めてはならない。また、Aは80mm（3.150インチ）を超えてはならない。穴の間隔についても同様である。
穴の間隔が狭いことによって引き起こされるもう一つの悪影響は、CAF（導電性陽極フィラメント）効果です。
- CAF効果: 高電圧および高温条件下で導体間の樹脂またはグラスファイバーの微小亀裂に沿って銅イオンが移動し、漏れ電流が発生することを指します。
- これは、PCB/PCBAが高温多湿環境で動作しているときに発生し、導体間の絶縁が不十分になり、最終的には短絡につながります。CAFは通常、ビア間、ビアとトレース間、または外部トレース間で発生し、絶縁性が低下して故障につながります。
穴間隔の製造可能性チェック:
1.同一ネットワークビア：ビア間の距離が近すぎると、PCBの穴あけ効率が低下する可能性があります。最初の穴をあけた後、穴と穴の間の材料が薄くなりすぎると、ドリルビットにかかる力が不均一になり、冷却が不十分になり、ドリルビットが破損する可能性があります。これにより、穴の形成不良やビアの接続不良が発生します。
2.異なるネットワークビア：PCBの各層には、配線が隣接しているかどうかなど、特定の周囲環境条件を持つビアパッドが必要です。間隔が不十分な場合、一部のビアパッドの銅接続が失われ、ショートが発生する可能性があります。これを回避するには、異なるネットワークビア間に3ミル（約0.8mm）の安全距離を確保することが不可欠です。
3.異なるネットワーク部品の穴：製造時のわずかな位置ずれにより、異なるネットワークの部品穴間の間隔が影響を受けることがあります。このような場合、パッドをトリミングすることで安全距離を確保します。このトリミングによって形状が不規則になったり、最悪の場合、はんだ付け中に穴が破損したり、短絡が発生したりする可能性があります。
4.盲目および埋没した経路：
- ブラインドビア: これらは、内部層を外部層に接続しますが、PCB 全体を通過しないビアです。
- 埋め込みビア: これらは内部層のみを接続し、PCB の表面からは見えません。
ブラインドビアとベリードビアの間隔が狭すぎる、または全くない場合、「スタックドホール」が発生します。特にビアの配置が適切な接続を妨げている場合、設計は製造上の困難に直面する可能性があります。このような場合、ドリル加工後にビアの電気的接続を確実にするために特別なプロセスが必要になります。具体的には、めっき前にベリードビアのドリル加工を完了し、その後ブラインドビアをドリル加工する必要があります。
