多層 PCB 製造プロセスのガイドライン

現在の PCBA 機能の増加とサイズの縮小により、単層基板は実質的に時代遅れになっていると考えることができます。実際、これらのボードは、プリンタ、デジタルカメラ、電卓、ステレオ、一部の電源装置など、多くの一般的な製品で使用されています。それにもかかわらず、多層PCBスタックアップが増加しており、一般的に単層PCBAよりも好まれています。

高機能化・高機能化のニーズに伴い、電子回路基板の用途が広がるとともに、設置環境も多様化しています。サイズに制約のあるボードを設計する場合は、PCB レイヤーを最大限に活用してください。レイヤー数、スタックアップ配置、ビアの数とタイプ、およびその他の設計仕様を含みます。これを行うには、多層 PCB の製造プロセスをしっかりと理解する必要があります。

PCB13

多層 PCB 製造プロセス

単層、2 層、または多層の PCB を構築および組み立てる基本的な手順は類似しており、以下にリストされています。

PCBA 製造プロセスの手順

イメージの作成、内層からの不要な銅の除去 (エッチング)、層とスタックの位置合わせと絶縁、ビアとマウント用の穴のドリル、外側 (上部と下部) 層のエッチング、メッキスルーホール (PTH) 壁への銅の追加、追加基板を保護するためのはんだマスク、シルクスクリーンマークの印刷、銅表面領域を保護するための表面処理の追加 (例: トレース、禁止、ガードリング)

組み立て手順

はんだ付けの準備のためのはんだペーストの塗布、SMT コンポーネントのピックアンドプレース、基板のリフロー炉への送り、はんだ接合の品質の確認と必要に応じた再加工、スルーホールコンポーネントの取り付け、必要に応じてスルーホールコンポーネントの基板へのはんだ付け、検査と最終の実行 THT はんだ付け、破片やその他の汚染物質を除去するための基板の洗浄、パネルの洗浄、または個々の PCBA への分離により、最終的な品質チェックが行われます。

多層 PCB 製造プロセスには、上記のすべてのステップが含まれます。ただし、片面および両面ボードには存在しない他の考慮事項も発生します。

多層固有の PCB 製造上の問題

前述のように、サイズの制約を順守することが、多層 PCB 設計を使用する主な理由であり、利点でもあります。信号長を短くすることは、EMI を減らすために重要なもう 1 つの利点です。たとえば、複数のレイヤーは追加の回路パスを提供し、より複雑な設計を可能にします。さらに、フォームファクターが小さいほど、一般的に耐久性と信頼性が高く、展開後の早期障害の可能性が最小限に抑えられます。

PCB2

これらの特性は、ブラインドビア、埋め込みビア、スルーパッドビアオプションなどのオプションを通じて、さまざまなタイプとサイズの材料を使用することで、多層 PCB 製造プロセスに組み込まれています。多層基板も剛性があり、フレキシブルまたはリジッドフレックス PCB よりも固有の構造的完全性が優れています。ただし、高レベルの基板の場合は、連続して数回のラミネーションサイクルが必要になる場合があることに注意してください。このような場合、多くの材料は剥離や基板の損傷が発生する前に 4 サイクル以下に制限されるため、基板材料の選択やその他の設計上の決定がさらに重要になります。

多層基板のビルドを最適化するように設計

最高の多層 PCBA を構築することは共同作業であり、ホワイトボックスの製造を通じて最も効果的に達成されます。これにより、設計が製造可能になり、設計意図が正確に反映されます。以下に示すガイドラインに従うことで、多層 PCB 製造プロセスがこれらの目標を達成するのに役立ちます。

多層 PCB 製造プロセス最適化の設計ガイドライン

材料は用途と製造要件に基づいて選択されます。FR-4 は優れた汎用材料ですが、ボードの構成方法と使用方法に基づいて材料を選択することは、より優れた設計上の選択です。許容可能な最大サイズのボードを使用するボードの面積が最大であれば、クリアランスと間隔の要件を満たす可能性が最も高くなります。可能な限り単純なビアを使用し、サイジングのルールとガイドラインに従ってください。

ビアはボード構造を垂直に通り抜けますが、水平に配線された表面トレースとは対照的に、サイズと間隔は重要な考慮事項です。ビアの使い方を誤ると、設計が過度に複雑になり、多層基板の構築プロセスに不要なストレスがかかる可能性があります。

最適な PCB スタックアップは対称的で、信号タイプとグランドプレーンを分離するのに十分な数の層を含んでいます。上記のリストは、多層ボードビルドの強固な基盤を提供します。 Rhythm Automation では、迅速で高品質なプロトタイピングとオンデマンド PCBA 製造の業界リーダーとして、お客様と協力して、基板の信頼性と設計意図への適合を保証します。