プリント基板製造技術について

キーワード: プリント基板製造

プリント基板製造において、生産のための設計を採用する前に、実際のプリント基板を作成する際に関わる主要なステップを理解することは基本です。各工程で利用可能な多くの技術革新にもかかわらず、市場をリードする製造業者の大半は、CADモデルから実際の基板へと設計を変換するための一連の手順に従っています。

一般的なプリント基板製造プロセスにはいくつかの工程が含まれており、各ステップを認識し理解することは設計者の責務です。製造方法を知ることで、生産不良の可能性を高めるプリント基板設計の誤りを特定することがはるかに簡単になります。そのような誤りは基板の廃棄を必要とするでしょう。すべての設計者は、プリント基板がどこでも製造および組み立て可能となるよう、製造考慮設計（DFM）技術を活用すべきです。

製品のコンセプトから始まり、完全に機能するプリント基板アセンブリで終わる多面的なサイクルが、プリント基板の印刷です。この過程では、ネットワークの接続を表現する回路図が作成され、プリント基板のレイアウトが構築され、電子部品が調達されます。部品が基板にはんだ付けされ、組み立て、テスト、検証が完了した後、その回路基板は全体のシステムに組み込まれることになります。

回路基板を成功させるためには、いくつかの複雑なステップを完了しなければなりません。このプロセスにおける一つのステップであり、正当な評価を受けていないのが、未加工の基板（ブランクボード）の製造です。その構築に必要な複雑なソフトウェアツールのため、プリント基板の設計は多くの注目を集めます。最終製品を作り出す製造工程も同様に称賛を受けるでしょう。しかし、設計コミュニティの外ではしばしば知られることのない、回路基板製造の複雑なシステムが、この中心に位置しているのです。

プリント基板製造プロセスとは何でしょうか？これは、未加工の回路基板の厳しい起源と、それに電気部品を取り付ける準備がどのように行われるかを明らかにするために、私たちが敬意を払って取り組む問題です。契約製造業者が迅速に組み立て、完全に使いこなせるようになる、高品質な回路基板ファブを構築するために必要なものを検証していきます。

標準的なプリント基板作成プロセス

プリント基板製造で使用される基本的な技術には、未加工基板の組み立て、描画、穴あけ、仕上げが含まれます。多層プリント基板を製造するためのプロセスフローを以下の表に示します。初期の銅張積層板材料と完全な設計要件一式がこの手法の出発点となり、組み立ての準備が完全に整った製造済み基板で終了します。

基板が最終的な硬化処理を終えると、製造業者はプリント基板レイアウトで指定したテストポイントを使用して電気的テスト手順を開始します。製造段階では、プリント基板ネットリストに含まれる異なるノード間のオープンやショートをチェックするために、導通テストが頻繁に使用されます。この検証ステップを完了したすべての基板は完成品と見なされ、組み立て工程に送られます。

プリント基板製造プロセスのあらゆる時点で、様々な欠陥が発生する可能性があります。穴あけ、めっき、エッチングの工程では、最も重大な欠陥が生じることがよくあります。

設計が製造および電気的テストを通過した後、品質を保証するために基板は追加の一連のテストを受けることがあります。これは多くの場合、環境テストや機械的テストを含み、未加工基板の製造プロセスがプリント基板内の材料やエッチングされた特徴を損なわないことを確認するためのものです。

プリント基板製造の基本要件

完成されたプリント基板組立の基盤となる未加工基板を構築することは、PCB製造として知られています。製造業者が未加工基板の構築を開始する前に、いくつかの設計上の観点が完了している必要があります。以下は、製造を開始するための基本事項の一部と、基板サプライヤーが必要とする情報です:

回路基板の詳細

設計チームは、PCBレイアウトを開始する前に、契約製造業者と協力して、物理的な基板の仕様と構成を確立します。この情報は、設計構成と、その任務に最も適したPCB製造サプライヤーを選択するために必要です。いくつかの仕様は以下の通りです:

• ブロック層の構成と積層
• 制御インピーダンス層
• 幅と間隔に関する配線の基本
• ビアの種類とパターン
• 銅バランス調整のためのPCBペナルティに関する考慮事項

完成したPCB設計

PCB製造の正確性を確保するために、最初の設計が完了している必要があります。回路図とレイアウトの間で同期されていない小さな部品の更新でさえ、フットプリントを変更し、欠陥のある基板構造を引き起こす可能性があります。設計が完了し製造準備が整っていることを保証するために、最初に以下の設計部分を確認すべきです:

•       ハードウェアの徹底的なエンジニアリング評価が実施されました。

•       回路図と設計のデータベースが更新され、調整されています。

•       基板はすべての部品で組み立てられており、ネット接続が配線されています。

•       信号整合性、電源整合性、および回路シミュレーションの解析が完了しています。

•       PCB設計のガイドラインと制約が検査され、誤りが修正されています。

•       BOMは、現在使用中で即座に入手可能な部品について検査されています。

•       誤りのない組立のため、製造設計（DFM）ガイドラインが検査されています。

完全な製造計画情報

設計が完了し構築の準備が整ったら、製造および組立用の完全なデータファイル一式が作成され、契約製造業者に提供されます。これらのファイルは、PCB設計者が設計評価に使用し、その後、未加工基板の製造コスト見積もりとともに製造業者に送付します。これらのデータファイルに含まれるものは:

•       Gerberまたはその他の形式による基板層のイメージファイル

•       製造および組立用のCADモデル

•       部品表（BOM）

•       部品のXY位置（ピックアンドプレース）

•       テストポイントの位置

•       ネットリスト回路図

チェックリスト上のすべてが完了し準備が整った後、契約製造業者は組立に必要な未加工回路基板の発注を行うことができます。製造業者はしばしば、取引することを推奨する製造業者のリストを持っており、その能力が回路基板の技術仕様に最も合致するサプライヤーを選択します。製造される基板がプロトタイプであるかどうかも、製造サプライヤーを選択する際のもう一つの考慮事項です。もしそうであれば、製造業者は標準的な手法とは別に、異なる製造ラインを運用できる必要があります。プロトタイプ構築中に可能な限り最高の品質を維持するために、彼らはGerberデータを使用して独自の設計レビューを完了する必要もあります。

未加工回路基板の構築は、PCB製造サプライヤーを選択した後の次のステップです！片面回路基板、高密度多層設計、フレキシブル回路は、製造可能な数多くの回路基板タイプのほんの数例に過ぎません。