上野家のホームページ - 資料室バックアップ : 開発/EDA/プリント基板デザインのガイドラインのソース

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開発/EDA/プリント基板デザインのガイドラインへ行く。
* プリント基板デザインのガイドライン [#fcabe10b]
プリント基板をデザインする時に，留意することを上げてみました。

** デザインガイド [#pa044b8c]
プリント基板をデザインするときのガイドラインです。

*** パターン（配線）仕様 [#cd67d221]
|基板のデザイン|導体幅|電源&br;幹線|支線|最小&br;間隔|ビア|h
|ピン間3本|0.15mm|1.4mm|0.5mm|0.15mm|VIA24/26|
|ピン間2本|0.20mm|2.0mm|1.0mm|0.15mm|VIA26/32|
|ピン間2本|0.22mm|2.0mm|1.0mm|0.20mm|VIA40|
|ピン間1本|0.30mm|2.5mm|1.4mm|0.30mm|VIA48|

''最小パターンに関して''~
- P板.comの最小パターン幅~
0.127mm。~
- 0.15mmのパターン幅の場合~
銅箔厚=外装70um。
- 最小パターン~
-- 仕上がり胴体間隔の形容差~
±0.05mm（JPCA規格）
- 板端との距離~
|信号層|0.3mm以上|
|電源・GND層|0.5mm以上|
- NTHとの距離~
|表層，内層|0.15mm以上|
|6・8・10層|0.2mm以上|
- アンテナパターン~
|銅箔厚 18um|0.15mm以上|
|銅箔厚 35um|0.15mm以上|
|銅箔厚 70um|0.20mm以上|

*** ベタパターン [#n95ae2e5]
|最小線幅|0.127mm以上|
|線間隔最小|0.1mm|

- ベタパターンとパッド~
-- ベタとランド，パッドの間隔~
0.5mm~

*** 内層パターン [#y59c4bcb]
|内層分離線幅|0.5mm以上|
|ベタ電源と未接続THとの間隔|0.5mm以上|
|最小穴と内装パターン間隔|0.2mm|
|内装ランド/サーマル内径と穴の間隔|0.3mm以上|

*** 穴仕様 [#i9310e7a]
- ビア（via）・スルーホール（through hole）~
#ref(th.png)
ビア（via）には，貫通しているビア（through via hole）と貫通していないビア（interstitial via hole：IVH）の2種類があります。~
IVHには，ブラインド・ビア（blind via hole）とベリード・ビア（buried via hole）があります。IVHは4層以上のプリント基板で使われています。IVHの穴あけはドリルではなくレーザーで行われます。その為，0.2mm以下の穴径が一般的です。
~ビアは，主に配線を行うために使用する穴のことを指します。~
|パッド名|バッド径|ドリル径|内層逃げ径|h
|VIA16|16mil(0.4mm)|8mil(0.2mm)|48mil(1.2mm)|
|VIA24|24mil(0.6mm)|12mil(0.3mm)|48mil(1.2mm)|
|VIA26|26mil(0.66mm)|14mil(0.35mm)|48mil(1.2mm)|
|VIA32|32mil(0.8mm)|16mil(0.4mm)|48mil(1.2mm)|
|VIA40|40mil(1.0mm)|24mil(0.6mm)|56mil(1.2mm)|
|VIA48|48mil(1.2mm)|32mil(0.8mm)|64mil(1.2mm)|
~''バッド・オン・ビア''~
部品パッド上にビアを設ける事を''パッド・オン・ビア''と呼んでいます。通常のビアは穴が開いているので，そこにハンダが入っていって部品を置くときに接触不良を起こす場合があります。その為，樹脂やメッキで前もってビア穴を埋めておきます。~
BGAのチップを使用する場合は，とても便利です。ただ製造工程が増えるためコストが高いです。~
- 部品用スルーホール~
|パッド名|パッド径|ドリル径|内層逃げ径|挿入リード線径|h
|TH48|48mil(1.2mm)|32mil(0.8mm)|64mil(1.6mm)|0.4mm以下|
|TH56|56mil(1.4mm)|40mil(1.0mm)|72mil(1.8mm)|0.6mm以下|
|TH64|64mil(1.6mm)|48mil(1.2mm)|80mil(2.0mm)|0.6mm-0.8mm|
|TH80|80mil(2.0mm)|56mil(1.4mm)|88mil(2.2mm)|0.8mm-1.0mm|
|TH100|100mil(2.5mm)|64mil(1.6mm)|120mil(3.0mm)|1.0mm-1.2mm|
|TH120|120mil(3.0mm)|80mil(2.0mm)|140mil(3.5mm)|1.2mm-1.6mm|
|TH140|140mil(3.5mm)|100mil(2.5mm)|160mil(4.0mm)|1.6mm-2.1mm|
- マウントホール~
|穴名|ドリル径|内層逃げ径|h
|MH100|100mil(2.5mm)|180mil(4.5mm)|
|MH120|120mil(3.0mm)|200mil(5.0mm)|
|MH140|140mil(3.5mm)|220mil(5.5mm)|
|MH160|160mil(4.0mm)|240mil(6.0mm)|
|MH180|180mil(4.5mm)|260mil(6.5mm)|
|MH200|200mil(5.0mm)|280mil(7.0mm)|

*** シルク文字 [#xdcbf00b]
||幅|高さ|間隔|太さ|h
|最小|0.6mm|0.8mm|0.2mm|0.15mm|
|次|0.8mm|1.0mm|0.3mm|0.2mm|
|その次|1.0mm|1.2mm|0.4mm|0.25mm|

- P板.comのシルクの最小太さと最小高さ
|太さ|0.127mm|
|高さ|1.0mm|

**グリッド設定 [#j7b7c941]
*** 配置グリッド [#c9be64c1]
|ターゲットマーク 100mil単位部品 （基準穴）|100mil|
|表面実装部品 シルクの配置|25mil|

*** 配線グリッド [#le7cac66]
|ピン間１本|25mil|
|ピン間２本|20mil|
|ピン間３本|12.5mil|
|基板外形線，その他|1mm,1mil|

*** 部品ライブラリ作成グリッド [#fa83b02d]
|100mil単位パッド|100mil|
|70mil単位パッド，シルク|70mil,35mil|
|50mil単位パッド|50mil|
|25mil単位パッド|25mil|
|1mm単位パッド，シルク|1mm,0.5mm|
|0.8mm単位パッド，シルク|0.8mm,0.4mm|
|0.5mm単位パッド，シルク|0.5mm,0.25mm|

** その他 [#s94adf1f]
*** 使用ライン幅 [#tccf9019]
|使用ライン幅|用途|h
|4mil(0.1mm)|外形線，禁止帯指示，その他の参考線|
|5mil(0.127mm)|P版.com 最小パターン幅|
|6mil(0.15mm)|ピン間３本仕様の配線幅，禁止帯指示，その他参考線|
|8mil(0.2mm)|シルク幅，シルク文字幅，外形線（P版.com）|
|10mil(0.25mm)|ピン間２本仕様の配線幅|
|14mil(0.35mm)|ピン間１本仕様の配線幅 アナログ回路|
|50mil(0.5mm)|一般|

*** ソルダーマスクサイズ [#hb6b67de]
 0.1mm

** 自動マウンター（部品実装）などへの対応 [#c4f299f8]
***ガイドピン用の穴と捨て基板 [#ze0b66b1]
-自動マウンター（部品実装）に対応するため，捨て基板と呼んでいる未実装エリアを用意します。
-マウンターに基板を置くため，ガイドピン穴を捨て基板上に開けます。~
基板製造業者でよく使われるガイドピン穴径は，''4mmの丸穴''です。また，副基準穴を''長穴で４ｍｍｘ５ｍｍ''であける。~
基板の端から，''5.0mm''の位置に配置する。~
捨て基板サイズは，通常は''10mm''でデザインする。
|パターン|φ1.0mm|
|レジスト開口|φ3.0mm|
|ガードパターン|φ3.6mm・線幅0.3mm|

-プレスガイド（加工ガイド）穴~
プリント基板の各種加工をしやすいように，プレスガイドを設けることがあります。~
基板端から5mm以上離す。~
通常は，3箇所（対角2箇所+1箇所）に設けます。~
プレスガイド：2.05mm穴（NTH），レジスト（外径：2.4mm，内径：2.2mm），パターン（外径：3mm，内径：2.5mm）
-実装用の認識マークは，実装機のレールに隠れないように配置する~
通常は，3箇所（対角2箇所+1箇所），両面に設けます。

*出力データに関するガイドライン [#db2eb6cd]
基板製造業者とのやり取りのため，以下の種類のデータ（ファイル）とドキュメントを用意します。~
どのようなドキュメントにするかは，基板製造業者と相談の上，その業者に合わせて用意するのが通常です。
- Gerberデータ
- ドリル・データ
- 外形図，寸法図，ドリルのプロット図
- プリント基板仕様書
- データ仕様書
- ファイルリスト
**外形図，寸法図，ドリルプロット図 [#qa3ce973]
- 原点座標の明確化と表示~
通常，''プリント基板の左下端の角部分を相対座標で（X=0,Y=0）として原点座標とします。''~
寸法や認識マークを図面に入れるため，相対座標（X=-1000,Y=-1000）を絶対座標（X=0,Y=0）として，その範囲に寸法や認識マークを入れるようにします。~
認識マークは，複数の層があるプリント基板の重ね合わせを確認する場合に使用されます。
- 基板仕様書で，座標系を指示する。~
- ドリルのプロット図も入れます。~

//参考： &ref(YU000004B基板外形.pdf);

**プリント基板仕様書 [#i547394e]
プリント基板を作成する場合，そのプリント基板作成概要を使用書として基板製造会社へ渡します。~
主な記載すべき内容は以下の様な項目があります。

- 基板外形サイズ及び精度~
基板のサイズをX,Yで表記。仕上がり精度を指定します。~
''標準的な精度：±0.2mm''
- 基板厚~
プリント基板の厚みを記載します。
- 基板材料の指定~
CEM-3，FR-4等で，基板材料を指定します。
|標準|FR-4|
||CEM-3|
||高Tg FR-4|
||ハロゲンフリー FR-4|
||R1705|
- 表面処理仕様~
水溶性フラックス，ハンダレベラー，金フラッシュ，金メッキ，無し・・・などがあります。~
''長期間保存する場合には，ハンダレベラーとします。''~
注意点：~
|パッド間隙が0.2ｍｍ以下|ハンダレベラーは適さない|
|パッドサイズがφ0.3ｍｍ未満|ハンダレベラーは適さない|
|板厚0.6t以下の薄板|ハンダレベラーは適さない|
|パッド間隙が0.1ｍｍ未満かつ銅箔厚18um超|金メッキは適さない&br;金フラッシュまたは水溶性フラックス|
- 基板層数と銅箔厚~
プリント基板の層数を記載します。~
''片面，両面，4層，6層，8層，10層，12層''
|2層|外層|18um|
|4-12層|外層|18um|
|~|内層|35um|
- レジスト処理をする層の指定~
レジスト処理を行う層を支持します。~
''部品面，半田面，無し''等
- レジスト色~
|標準色|緑|
||赤|
||青|
||黒|
||黒つや消し|
||黄|
||白|
||紫|
- シルク色~
|標準色|白|
||黄|
||黒|
- Vスリット，ミシン目等のありなし~
Vスリットやミシン目などの加工は価格に大きく影響します。~
''あり・無し''や数の記載を行います。~
Vスリットでは位置精度，ミシンでは最小幅を記載します。~
''Vスリット 位置精度：±0.2mm以内''~
''ミシン目 最小幅：1.5mm''
- 穴仕様~
長穴や角穴を使用・不使用を明記します。~
スルーホール（TH），ノンスルーホール（NTH）の最大ドリル径を記載します。~
また，TH，NTHでは，穴径精度も記載が必要です。~
''TH穴径精度：±0.1mm以内''~
''NTH穴径精度：±0.08mm以内''~
アスペクト比の記載をする。~
''アスペクト比=最小ドリル径/板厚：5以内''
- 最小導体幅と最小ギャップ~
最小導体（トラック，パターン）幅を記載します。~
また，トラック等のギャップとして，最小ギャップを記載します。~
''最小導体幅：0.2mm （外層 0.127mm以上，内層 0.15mm以上）''~
''最小ギャップ：0.2mm （0.127mm以上）''
- アニュアリング~
アニュアリングは，（ランド-ドリル径）/2のことです。~
''アニュアリング：0.2～0.25mm''
|ドリル径|0.35mm|
|ランド径|0.66mm|
- ULマーク仕様~
ULマークを入れるかどうかの指示。~
基板製造業者によって，プロファイルNo.が決定される。~

** データ仕様書 [#z63a90e6]
Gerberデータ，ドリルデータに関する仕様を記載します。~
データは，統一面視での出力とする。~
通常は，Gerberデータ及びドリル・データの座標系は，同じようにする。

- Gerberデータ~
-- Gerberデータのフォーマット~
RS-274DかRS-274X(Embedded Apertures)にするかの記載。~
''トラブルを減らすために，RS-274Xを使用する。''~
-- 座標系~
絶対座標か相対座標のどちらを使用しているかどうかの指示。~
''絶対座標''~
-- 単位の指示~
インチかミリメートルのどちらを使用しているかの指示。Gerberデータを出力するときに設定した内容にします。~
''ミリメートル''~
-- 桁数~
Gerberデータの各オブジェクトの数字のフォーマット仕様です。Gerberデータを出力するときに設定した内容になります。~
''4:3もしくは4:2''~
-- ゼロ省略指定~
通常のGerberデータは，先頭のゼロや末尾のゼロを省略します。どちらの省略法を使っているかの指示です。~
''リーディング''（先頭ゼロ省略）~
-- 円データの仕様
円データをソフトウェア補完で出力するかどうかの設定です。arcsは，softwareタイプにします。~
''ソフトウェア補完あり''~
-- G54オプション~
G54オプションは，工具等の指定に使用します。~
''無し''~
-- 使用コード
Gerberデータで使用しているコード体系を指示します。~
ASCIIかどうか，パラメータ区切りコード，EOBコード，改行コードの仕様を記載します。~
''ASCii-None''~
- ドリル・データ~
-- ドリル・データのフォーマット~
ドリル・データのフォーマットを記載します。
''エクセロン''~
-- 座標系~
絶対座標か相対座標のどちらを使用しているかどうかの指示。~
''絶対座標''~
-- 単位の指示~
インチかミリメートルのどちらを使用しているかの指示。ドリル・データを出力するときに設定した内容にします。~
''ミリメートル''~
-- 桁数~
ドリル・データのフォーマット仕様です。ドリル・データを出力するときに設定した内容になります。~
''4:2''~
-- ゼロ省略指定~
通常のドリルデータは，末尾のゼロを省略します。~
''トレーリング''~
-- 使用コード
ドリル・データで使用しているコード体系を指示します。~
ASCIIかどうか，パラメータ区切りコード，EOBコード，改行コードの仕様を記載します。~
''ASCii-None''~

** データ（ファイル）リスト [#j0becaca]
ファイル等で渡す場合，どのファイルがどの層のGerverデータか，また，どのファイルがドリル・データなのかを指示するために使われます。