マイクロサーキット ボード:知っておくべきヒントとコツ
今日のテクノロジーは、私たちが過去に持っていたものとはかなり異なります。興味深いことに、電気部品のサイズは大幅に小さくなっています。プリント基板も同様です。サイズの縮小により、PCB メーカーは超小型回路基板を開発できるようになりました。これらのマイクロ デザインは、通常の PCB の約半分のサイズです。ただし、基板の小型化には新しいデザイン ルールが必要です。したがって、この記事では、マイクロ回路基板の作成方法を説明します。また、マイクロ PCB の設計ガイドラインと、これらの回路で何ができるかについても学びます。
マイクロサーキット ボードとは?
マイクロ PCB
超小型回路は通常の PCB に似ていますが、設計が小さくなっています。これらのボードには、より小さい回路の設計を可能にするより小さいトレースとビアがあります。
超小型回路基板には、標準の PCB 設計方法とは異なる設計方法があります。また、従来の材料やプロセスを使用してそれらを作成することはできないため、より高度です.超小型回路基板の設計に有効な方法は、フォトリソグラフィです。
興味深いことに、従来の PCB の最小線幅は 75 ミクロンですが、超小型回路基板は 30 ミクロンまで小さくすることができます。
従来の PCB
マイクロ回路基板の作り方
最初に、細い線がどれだけ小さいかを検討する必要があります。 30 ミクロンで作業している場合、通常の 1 オンスの銅層は必要ありません。線の幅を細くすればするほど、太さが減ります。
ただし、より薄い銅トレースが回路基板に問題を引き起こすことはありません。ただし、高電流アプリケーションを使用している場合は問題があります。ありがたいことに、大電流の流れを処理するために、より広く特定のトレースを使用することで簡単に修正できます.
30 ミクロンの細い線は頑丈で信頼性がありますが、物理的な乱用により損傷する可能性があります。はんだマスクを使用して、物理的な力に対する耐久性を高めることができます。
また、回路基板の表面に銅を接着するのは難しい場合があります。ただし、マイクロ トレースをボードの表面に接着する方法を使用できます。
さらに、小さなビアの物理的な限界に注意する必要があります。 50 ミクロンまたは 2 ミクロン未満で設計している場合、ボードの穴の壁をメッキするのは簡単ではない可能性があり、低品質のビアが作成される可能性があります。
ラミネートの厚さによって、ビアの最小直径も決まります。
また、従来の回路基板テクノロジではなく新しいテクノロジを選択すると、時間、労力、およびコストを節約できます。
最小の PCB を作成するためのヒントとコツ
PCB の穴とトラック
<オール>- 小さな PCB を作成するためのもう 1 つのヒントは、常にブラインド ビアと埋め込みビア (釘の層) を考慮することです。さらに、これらの要素はボードの設計に不可欠であり、最小のボードを実現するのに役立ちます。
- ビアの役割は、ボード層内のトレースを接続することです。また、従来のオプションを使用すると、ボードの設計配線スペースを削減できます。ただし、大きなボードが必要ない場合は、代替品を見つける必要があります。ブラインド ビアは、配線スペースを削減しながら、外部層と内部層を接続できます。一方、埋め込みビアは、外部レイヤーではなく、さまざまな内部レイヤーを接続します。したがって、十分なボード スペースは必要なく、安定した製品が得られます。
- また、コンポーネント間の間隔を見落とさないようにしてください。設計によって電子部品が互いに接近している場合、トレース ルーティング スペースが食い尽くされます。
- さらに、より多くのピンを持つコンポーネントには、より多くのスペースが必要になります。したがって、適切なスペースを確保することで、部品を超小型回路基板にはんだ付けしやすくなります。
- 最後に、ボードには常に標準のピン番号を使用してください。方向を保ち、検査やはんだ付け中のリスクを軽減します。そうすれば、回路基板のサイズを縮小しながら、製造に関する懸念が少なくなります。
マイクロ回路基板の応用
技術の小型化に伴い、小型 PCB の必要性は高まり続けています。現在、マイクロ回路基板はさまざまな用途で使用できます。これらのアプリケーションには以下が含まれます:
- LED
- 半導体
- 電子レンジ
- 産業
- 計装
- パワーエレクトロニクス
- 受託製造
- 医療機器
マイクロ PCB 設計ガイドライン
マイクロ PCB の設計に役立つガイドラインを次に示します。
1.穴のサイズ
大きな PCB 穴
マイクロ PCB を設計するときは、従来の PCB 設計のすべての要素を取り除く必要があります。したがって、アプリケーションをより小さなサイズに収めるためには、完全な改造を実行する必要があります。
ただし、従来のデザインの方法に精通している場合、このタスクはかなり難しい場合があります。実際、避けなければならない間違いの 1 つは、大きな穴を開けてしまうことです。
間違いなく、穴が大きすぎるとマイクロ PCB の効果が発揮されません。代わりに、規格外または機能しないマイクロ PCB しか製造できません。したがって、適切なメーカーとのみ協力することが不可欠です。
製造業者は、マイクロ PCB 設計の製造を支援する専門家として、お客様の基準に合わせてサービスを提供できます。
2.マイクロビア
PCB マイクロ ビア
HDI テクノロジのため、PCB を設計する HDI 多層が必要になります。したがって、銅層は HDI 多層として機能します。
しかし、それだけではありません。これらの薄い銅層を接続できるため、マイクロビアも必要になります。
レーザー ドリルは、直径 2 ～ 3 ミルの厚さの穴を作成するのに役立ちます。あるいは、60 ミルの厚さで 5.9 ミルのスルーホールを作成することもできます。
ただし、ドリルで開けた穴は、レーザーで開けた穴と同じではないことに注意してください。ドリル穴には 12 ミルのパッドと 6 ミルの穴がありますが、レーザーでドリル加工されたマイクロ ビアには 5 ミルのパッドがあり、3 ミルのビアを使用できます。
3.銅の厚さ
銅の回路基板
興味深いことに、1 オンスの銅は 3 ミルの細線回路の一般的な厚さです。反対に、超小型回路は幅 30 ミクロンあたりオンスで機能します。
このため、トレースをボード表面メッキから残す必要はありません。製造に必要なのは通常のパターンめっきだけです。
また、パターンメッキは、回路全体を接続できます。対照的に、ワイヤボンディングめっきは電気的です。
4.電気試験
テクノロジーが進化するにつれて、より小さな着陸パッドが必要になります。現在、リジッドまたはフライング プローブ技術の下限は 2 ～ 3 ミルです。ただし、より小さな回路基板に適合するように、時間の経過とともに低くなるはずです。
ただし、マイクロ PCB でエッジ ストリップ コネクタなどの小さなポイントを使用している場合は、エクステンションを使用する必要があります。さらに、これらの拡張 3 ～ 4 ミル パッドを使用して、ラインを回路から押し出すことができます。
5.識別マーク
実際、通常のシルクスクリーン画像をマイクロ回路に使用することはできません.理由は簡単！小規模な回路には大きすぎます。
代わりに、インクジェット プリンターのような小さい識別マーキング解像度を試すことができます。
6.信頼性
超小型回路と HDI には標準の PCB ラミネートを使用できますが、それらでできることには制限があります。
逆に、FR4 タイプのラミネートを使用して、片面および両面の超小型回路を製造できます。ただし、これらのラミネートは、マイクロ スルーホールをドリルで開けるのに十分な薄さでなければなりません。
7.セキュリティ マーキング
必要なマーキングは識別だけではありません。セキュリティマークも必要です。さらに、イメージをはんだマスクに挿入することもできます。したがって、バーコードの使用をお勧めします。
これらのバーコードは小さすぎて人間の目には見えません.
8.はんだマスク
はんだマスク
最新のテクノロジーにより、30 ミクロンの細い線を作成できます。ただし、そのような技術はソルダー マスキングにはありません。
はんだマスキングの限界は、依然として 75 ミクロンの位置精度と画像解像度です。また、鉛フリーはんだ合金を使用することを忘れないでください。
9.最終仕上げ
通常の PCB には仕上げを使用できますが、マイクロ回路専用の仕上げを使用することをお勧めします。
ワイヤー ボンディング可能なソフト ゴールド、シルバー、または浸漬スズを使用して、マイクロ回路設計を完成させることができます。
10.メーカーが対応しているかどうかを確認
PCB メーカー
特定のアプリケーションで作業しているかどうかは問題ではありません。メーカーが何ができるかを知ることは常に重要です。これは、マイクロ PCB 設計プロセスの非常に重要なステップです。
規格や仕様を満たさないメーカーと協力すると、物事はスムーズに進みません。マイクロ回路は依然として複雑であり、一部のメーカーはヘルプ/サポートをほとんどまたはまったく提供しない場合があります。したがって、PCB 設計プロセスを開始する前に、メーカーが基準を満たしていることを確認してください。
また、デザインはガイドラインの範囲内でなければならないことに注意してください。そのため、メーカーが要求に応えられない場合は、設計をやり直す必要があります。
また、手直しは遅延を引き起こし、市場のスピードとターンアラウンド タイムを遅くします。
12.エンジニアとのチェックイン
PCB 製造会社が基本要件を処理できることを確認したら、その会社のエンジニアに連絡する必要があります。理想的には、設計プロセス全体を通してこのエンジニアとつながる必要があります。
エンジニアは、マイクロ PCB 設計のガイドとしても役立ちます。残念ながら、多くの企業はエンジニア主導のサービスを提供していません。
そのため、エンジニアからのサポートにアクセスできない場合は、設計プロセスに深く入る前に、他の製造会社を調べてください。
最後の言葉
レーザーカット回路基板
技術の進歩により、回路基板の小型化が求められています。これらの回路基板は、通常の PCB の半分または 4 分の 1 ですが、電力と機能の面で緩みはありません。
さらに、これらの小型 PCB にはさまざまな用途があり、複数の製品を作成できます。また、回路設計を標準の PCB よりも便利にします。
また、回路基板のサイズは設計によって異なることに注意してください。設計ソフトウェアを使用してレイアウトを作成し、回路基板のサイズをすばやく縮小できます。
マイクロサーキットボードについてどう思いますか?マイクロ PCB の製造をご希望の場合は、お気軽にお問い合わせください。
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