PCB環状リング：設計ガイドライン

プリント基板の環状リングとは、ドリルで開けた穴の周囲に残る銅の領域のことです。これらは、電気的な接続領域を提供し、ドリル加工や位置合わせにおける通常の製造上のばらつきを許容するため、スルーホール、ビア、および部品リードにとって不可欠です。

環状リングの設計は、完成した穴の形状、パッドの形状、層の位置合わせ、および当該作業で合意された製造能力に基づいて行うべきである。

目次

• PCBアニュラーリングとは何ですか？
• 環状リングの計算方法
• 環状リングが重要な理由
• 一般的な環状リングの問題
• IPCと製造公差
• ビアと部品穴
• ティアドロップ型パッドと環状リング
• 環状リングのDFMチェック
• 検査とテスト
• Highleap社による環状リング設計レビュー

PCBアニュラーリングとは何ですか？

めっきスルーホールの場合、環状リングとは、完成した穴を囲む放射状の銅ランドのことです。これはめっきの連続性を確保し、はんだ付けまたは接続可能な領域を提供します。内層では、穴あけ後も確実なバレル接続を維持するために、適切な捕捉も必要です。

Annular-ring acceptance is tied to drilling and registration control, the specified hole geometry and the approved fabrication tolerance. Evaluate these dimensions together rather than using pad diameter as the only measure of manufacturing margin.

必要なリングは、基板の種類、層の種類、フィーチャ密度、および穴がビア、部品リード、ツーリングフィーチャ、または特殊構造であるかどうかによって異なります。

環状リングの計算方法

簡単な公称計算式は、環状リング = (パッド直径 - 完成穴直径) / 2です。設計値には、ドリルのずれ、位置合わせ公差、めっき、および顧客の受入要件も考慮する必要があります。

計算においては、完成穴の寸法が規定図面値である場合はその寸法を使用してください。めっき後、その完成寸法を実現するために、加工業者がより大きなドリル径を必要とするかどうかを確認してください。

環状リングが重要な理由

リングのサイズが小さすぎると、ブレークアウト、めっきの捕捉不良、はんだ接合部の弱化、歩留まりの低下といったリスクが高まります。特に高密度多層基板では、内層の位置合わせ許容誤差が利用可能な土地の大部分を占めるため、その影響はより大きくなります。

配線作業が可能な場合は、やや大きめのパッドを選択することで、製造マージンを改善し、不要なリスクを軽減できる。

一般的な環状リングの問題

典型的な問題点としては、ドリルとパッドの位置ずれ、内層の捕捉不足、配線や熱緩和形状によるパッドの縮小、互換性のない設計ルールセットからコピーされたランドサイズなどが挙げられます。名目上は正しいCADルールであっても、実際の積層構造や基板クラスには適さない場合があります。

コネクタ、圧入穴、銅箔厚領域、ファインピッチブレークアウトゾーンなどの例外領域は、個別に確認してください。

IPCと製造公差

IPC文書および顧客仕様書は受入基準を規定するが、対象クラスおよび契約上の要件は製品ごとに設定する必要がある。製造能力、ドリル径、基板厚、層数、位置合わせなどはすべて、実際の配線面積要件に影響を与える。

製造元が定める製造工程に関する設計規則を使用し、それらをリリース済みの製造パッケージの一部として扱ってください。

ビアと部品穴

ビアは配線密度を維持するために小さなパッドを使用することがありますが、部品穴ははんだ付けと機械的強度を確保するために大きなランドを必要とする場合があります。大電流または機械的負荷がかかる接続では、パッドサイズ、穴サイズ、めっき、および応力緩和について特別な配慮が必要です。

すべての穴の種類に対して、単一の環状リング値を盲目的に適用しないでください。

ティアドロップ型パッドと環状リング

ティアドロップ形状は、配線とパッド間の接続部を滑らかに広げます。ドリル穴付近の銅の保持力を向上させ、特定の領域に余裕を持たせることができますが、適切なサイズの環状リングや適切なドリル公差に取って代わるものではありません。

ルーティングおよび製造戦略に適合する箇所でこれらを使用し、結果として得られる形状がクリーンであり、間隔違反が発生しないことを確認してください。

環状リングのDFMチェック

DFMレビューでは、完成した穴のサイズ、パッドスタック、ドリルファイル、レイヤーの位置合わせ、環状リングの例外、およびすべての穴タイプの周囲のクリアランスを検証する必要があります。このレビューは、フットプリントライブラリの変更、スタックアップの改訂、またはパネル化の更新後に特に有効です。

金型加工前に不良パッドを修正することで、高額な手直し作業を回避でき、初回合格率を向上させることができます。

検査とテスト

製造検査には、必要に応じて自動光学検査、X線検査または断面分析、および導通と絶縁性を確認するための電気試験が含まれる。この方法は、適切な設計規則の代替としてではなく、リスクと許容基準に基づいて選択されるべきである。

重大な欠陥や、追加検証が必要なクーポンについては、すべて記録しておきましょう。

Highleap社による環状リング設計レビュー

Highleap Electronicsは、製造前に環状リングのルール、ドリルデータ、積層構造、特殊穴の要件などをレビューできます。製品の種類と重要な特徴に関する明確な情報があれば、レビューを実際の製造リスクに集中させることができます。

製造可能性の検討をご希望の場合は、ガーバーファイル、ドリルファイル、図面、および製造に関する注意事項を添えて、 PCBの見積もりをご依頼ください。