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プリント基板設計プロセスの中身

製造性の問題の多くは、最初の配線を引く前に作られ、Gerberが出た後に見つかります。

Hitech Circuits エンジニアリングデスク

中国・深セン · PCB製造・実装

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技術監修: プロセス数値は公開中の能力表と照合済みです。

プリント基板設計プロセスの中身

意思決定の順序

設計は早い段階では安く変えられ、遅い段階では高くつきます。以下の順序は高くつく判断を先に置きます。これがプロセスに順序がある唯一の理由です。

1. 要件

製品が何をするか、その環境、寿命、適合規制、数量。これらが基材、層数、表面処理、合格クラスを決め、通常は最後に書かれます。

2. 回路図

電気的な意図です。下流で重要なのは2つのチェックです。電力や敏感な信号を運ぶネットが回路図でそれと分かること、そしてレイアウト前にすべてのコネクタのピン配置が定義されていること。

3. スタックアップ

層数、銅厚、誘電体厚、インピーダンス目標。ここに製造者が関わるべきです。スタックアップは製造指示でもあり、CADの数値だけの誘電体厚は積層を生き残らないからです。

4. 配置

配置は配線可能性、熱挙動、EMC、試験アクセスを決めます。元が取れる3つのルール。大電流ループを小さく保つ、水晶とその負荷コンデンサを近づける、必要になるネットに試験アクセスを残す。

5. 配線

配線は誰もが見る部分であり、上の4つの判断に最も制約される部分です。2つの習慣がDFM指摘の多くを防ぎます。工程が許す以上に基板端へ近づけて配線しない、未接続の銅島を残さない。

6. 3つのゲート

Gerberが出る前に、3つのレビューを行います。

  • DFM — 工程窓の中で製造できるか。アニュラリング、マスクのスリバー、形状サイズ、パネル適合、銅バランス。
  • DFA — 実装できるか。コートヤード、極性マーク、フィデューシャル、コネクタ周りの部品逃げ、パネル支持。
  • DFT — 試験できるか。試験点、プローブアクセス、治具の逃げ、電源レール、グラウンド基準。

最初のレビューは製造者の、2番目と3番目は実装会社のもので、3つとも再スピンより安くつきます。

7. 試作と立ち上げ

最初の製造は、レビューを生き残った誤りを見つけるために存在します。試作は1〜3日で走るため、2パス方式が現実的です。危険な基板を早く作り、学び、それから量産に踏み切ります。

引き渡すもの

  • Gerber一式(銅、マスク、レジェンド、外形)と、単位を明記した穴あけファイル。
  • 層ごとの銅厚と誘電体構成を示したスタックアップ図。
  • 製造注記:表面処理、合格クラス、インピーダンス目標、公差の指定。
  • 実装用:BOM、極性とキープアウトを示した実装図、試験仕様、治具が既にある場合はパネルの希望。

これらの判断の背後の限界値は対応能力ページに、レビューゲートは品質管理の記事に、製造の流れは工程の記事に記載しています。

技術仕様

層数
1〜38層
最小ライン/スペース
0.06 mm
インピーダンス公差
±10 %
実装レビュー
DFM・DFA・DFT
試作リードタイム
1〜3日

よくあるご質問

  • 製造者はいつ設計プロセスに加わるべきですか。

    スタックアップ確定時、そして高密度なら配置確定時です。この2つの判断が層数、誘電体、インピーダンス目標、パネルを固定し、4つとも配線ができると変更が高くつきます。Gerberが完成するまで待つと、設計レビューが手戻りサイクルに変わります。

  • DRCとDFMの違いは何ですか。

    DRCは設計をCADで設定したルール——クリアランス、幅、穴径、コートヤード——に照らして確認します。DFMは設計を、特定の工程が実際に作れる内容——穴あけ公差後のアニュラリング、マスクのスリバー、銅バランス、パネル適合、表面処理が実装を支えるか——に照らして確認します。基板はDRCを通ってもDFMで失格し得ます。

  • 試験性設計はレイアウトに何を求めますか。

    アクセスです。重要なネットごとの試験点、プローブ用の間隔、背の高い部品からの逃げ、近くのグラウンド基準、治具を使う場合はその余地。DFTは配置の判断で、配線後に試験点を足すと通常は層が増えるか再設計になります。

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