2つの工程、2種類の誤差
厚銅は、銅を足してから一部を取り除いて作ります。めっきが電流経路に必要な厚みを析出し、エッチングが配線を形作ります。各工程にそれぞれの誤差があります。
めっき厚は電流密度で決まり、電流密度は同時にめっきしている銅の量で変わります。厚銅のプレーンが密で信号領域が疎なパネルは、パターンを釣り合わせるか電流を調整しないかぎり不均一にめっきされます。次にエッチングが上面と側面から銅を除去するため、仕上がりの配線は矩形ではなく台形になり、原画より細くなります。
どちらの工程も制御を外れているわけではなく、700 µm では 35 µm より精度が落ちるだけです。±20 % の帯はそれを表しています。
帯をマイクロメートルで見る
- 3 oz、105 µm の ±20 % は、導体がおよそ 84 µm から 126 µm になることを意味します。
- 10 oz、350 µm の ±20 % は、およそ 280〜420 µm です。
- 20 oz、700 µm の ±20 % は、およそ 560〜840 µm です。
電源プレーンではこれらの差は問題になりません。厚銅配線2本の間の 0.15 mm の間隔では、信頼できる土手とショートの差になります。
厳しくするのが効く場所、効かない場所
公差は、挙動が変わる場所に使います。
- インピーダンス制御。必要な層では ±10 % に保ち、基準層の銅厚もその計算の一部です。
- ファインピッチのコネクタとプレスフィット穴。銅の寸法が機械部品と噛み合うため、広い帯は実装の不合格になります。
- 大電流のシャントと電流検出経路。抵抗が製品そのものなので、断面の公差は事実上、電気的な公差です。
プレーン、ベタ、広いバス配線には使わないでください。560 µm のプレーンも 840 µm のプレーンと同じ働きをし、厳しい帯を求めることは製品を良くせずにコストを上げます。
指示の書き方
公称幅、公差、測定方法をまとめて記載します。「10 oz、±20 %」とだけ書いて測定を定義しない図面は、受入検査での争いを招きます。「クーポンの断面で確認」と加えた図面は招きません。
設計が本当に厳しい帯を必要とするなら、理由——インピーダンス、コネクタの嵌合、電流検出——を書いてください。製造側が最も安い方法を選べます。公開範囲と工程限界は厚銅プリント基板に、合格判定は製造対応能力にあります。
