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プリント基板デザインルール・製造基準書

 

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1     目次

2       適用範囲... 5

3       基板設計仕様(デザインルール). 5

3.1       レイヤー数(層数). 5

3.2       基板外形... 5

3.2.1        寸法... 5

3.2.2        形状... 6

3.2.3        内部切り抜き.. 6

3.2.4        スリット(内部切り抜き)... 7

3.2.5        ガーバーデータ記載方法... 7

3.3       銅箔パターン... 7

3.3.1        最小パターン幅... 7

3.3.2        最小クリアランス(最小絶縁距離)... 7

3.3.3        最小ランド(パッド)間距離... 8

3.3.4        最小アニュラリング太さ.. 9

3.3.5        スルーホール端から銅箔への最小距離... 9

3.3.6        基板端から銅箔への最小距離... 9

3.3.7    BGAパターン.. 9

3.4       ソルダーレジスト(ソルダーマスク). 10

3.4.1        塗布面... 10

3.4.2        ガーバーデータ指示... 10

3.4.3        ソルダーレジスト最小幅... 10

3.4.4        ソルダーレジスト最小クリアランス.. 10

3.4.5        ソルダーレジスト禁止領域... 10

3.4.6        一般的なソルダーレジスト範囲(参考)... 10

3.5       ドリル(穴). 11

3.5.1        最小サイズ.. 11

3.5.2        最大サイズ.. 11

3.5.3        スルーホール(穴内壁メッキ)... 11

3.5.4        ノンスルーホール.. 11

3.5.5        長孔... 12

3.5.6        角穴... 13

3.5.7        端面スルーホール.. 13

3.5.8        基板端から穴端への最小距離... 13

3.6       シルク印刷... 13

3.6.1        印刷面... 13

3.6.2        シルク最小幅... 13

3.6.3        シルク最小クリアラン.. 13

3.6.4        シルク禁止領域... 14

3.7       Vカット.. 14

3.8       基板データ.. 15

4       製造基準... 16

4.1       基材... 16

4.1.1        材質... 16

4.1.2        板厚... 16

4.1.3        外形公差... 17

4.1.4        外形加工... 17

4.1.5        反り.. 18

4.2       銅箔... 18

4.2.1        純度... 18

4.2.2        銅箔厚... 18

4.2.3        銅メッキ厚... 18

4.2.4        ランド(パッド)表面処理... 19

4.2.5        出来栄え.. 21

4.3       ソルダーレジスト(ソルダーマスク). 21

4.3.1        ソルダーレジスト色... 21

4.3.2        ソルダーレジスト厚さ.. 22

4.3.3        出来栄え.. 22

4.4       ドリル(穴). 22

4.4.1        スルーホール銅メッキ厚... 23

4.5       シルクスクリーン印刷... 23

4.5.1        シルクスクリーン印刷色... 23

4.5.2        出来栄え.. 23

4.5.3        弊社印刷文字... 23

4.6       製造工場... 23

5       改版履歴... 24

 

 


 

本基準書は株式会社ユニクラフトが販売するプリント基板に適用します。(切削基板を除く)

 

3.1   レイヤー数(層数)

片面(1層)・両面(2層)・4層・6層・8層・10層・12層

(特注で40層までの製造可能ですので、ご希望の際はお申し付けください。)

http://unicraft-jp.com/pcb/order/word/image/layers.png

 

3.2   基板外形

3.2.1   寸法

最小: 5mm×5mm
最大: 700mm×550mm

基板外形サイズは、X軸・Y軸のそれぞれの最大サイズを表します。

 

3.2.2   形状

長方形【標準】・その他カスタム形状(下図は一例)
http://unicraft-jp.com/pcb/order/word/image/board_shape.png

※直径2.0mmまたは1.0mmの刃でカットするため、カスタム形状で直角にくり抜いた場合などは丸みを帯びたカーブとなります。

 

3.2.3   内部切り抜き

なし【標準】・あり(下図は一例)

http://unicraft-jp.com/pcb/order/word/image/internal_cutout.png

※直径2.0mmまたは1.0mmの回転刃でカットするため、直角にくり抜いた場合などは丸みを帯びたカーブとなります。

※銅箔のある部分に内部切り抜きを施すと、スルーホール(穴壁メッキ)となる場合があります。
確実にノンスルーホールとするために、切り抜きの周囲0.3mmの銅箔を除去してください。

 

3.2.4   スリット(内部切り抜き)

スリットは、直径2.0mmまたは1.0mmの回転刃(ルーター)で加工します。

標準幅: 2.0mm以上

最小幅: 1.0mm 

※加工幅2.0mm未満の場合、製造数量や加工箇所に応じて追加料金がかかる場合があります。

 

3.2.5   ガーバーデータ記載方法

外形は0.01mm以下の細い線で外形を描画いただくことを推奨します。

寸法や補助線など、実際のルーター加工に関係のない線は描かないでください。

 

3.3   銅箔パターン

3.3.1   最小パターン幅

0.125mm(銅箔18um/35um)【標準】 / 0.20mm(銅箔70um) / 0.30mm(銅箔105um) / 0.40mm(銅箔140um)

0.10mm(銅箔18um) / 0.076mm(銅箔18um)【オプション】

銅箔で文字・記号を書く場合など、回路として使用していない部分についても同様です。

上記寸法が守られない場合、銅箔屑が発生しショートの原因となることがあります。

 

3.3.2   最小クリアランス(最小絶縁距離)

0.125mm(銅箔18um/35um)【標準】 / 0.15mm(銅箔70um) / 0.25mm(銅箔105um) / 0.40mm(銅箔140um)

0.10mm(銅箔18um) / 0.076mm(銅箔18um)【オプション】

銅箔で文字・記号を書く場合など、回路として使用していない部分についても同様です。

また、同電位の銅箔パターンについても同様です。

上記寸法が守られない場合、銅箔屑が発生しショートの原因となることや、パターン部分に亀裂が走ってしまい断線の原因となることがあります。

 

3.3.3   最小ランド(パッド)間距離

(オレンジ色はレジスト未塗布部(ランド部分))

0.125mm(銅箔18um/35um)【標準】 / 0.20mm(銅箔70um) / 0.30mm(銅箔105um) / 0.40mm(銅箔140um)

0.10mm(銅箔18um) / 0.076mm(銅箔18um)【オプション】

ICのパッド間など、レジストが塗布されていない銅箔同士の距離です。

基本的に最小クリアランス(最小絶縁距離)と同じですが、半田ブリッジ等を防ぐために更に余裕を持った設計をお願いいたします。

推奨値: 0.20mm(銅箔18um/35um) / 0.30mm(銅箔70um) / 0.40mm(銅箔105um) / 0.50mm(銅箔140um)

 

3.3.4   最小アニュラリング太さ

標準値: アニュラリング太さ0.20mm以上
 (例:穴径0.8mmの場合、1.2mm以上のパッド径が必要)
※パターンに余裕がある場合は0.3mm以上を推奨します。

例外:
穴径0.5mm未満のVIAの場合、アニュラリング太さ0.10mm以上
 (例:穴径0.3mmVIAの場合、0.5mm以上のパッド径が必要)
 ただし、仕上がり穴径は、設計値より小さくなる場合があります。
※パターンに余裕がある場合は0.2mm以上を推奨します。

ノンスルーホール、アニュラリング太さ0.10mm以上
 (例:穴径0.7mmのノンスルーホールの場合、0.9mm以上のパッド径が必要)
※パターンに余裕がある場合は0.2mm以上を推奨します。

内層アニュラリング太さ0.10mm以上
 (例:穴径0.3mmVIAの場合、0.5mm以上の内層パッド径が必要)
※パターンに余裕がある場合は0.2mm以上を推奨します。

 

3.3.5   スルーホール端から銅箔への最小距離

0.2mm (内層など、アニュラリングのないスルーホール)

 

3.3.6   基板端から銅箔への最小距離

0.5mm

 

3.3.7   BGAパターン

BGAの実装パターンはオプション扱いとなり、追加費用が発生します。

 

3.4   ソルダーレジスト(ソルダーマスク)

3.4.1   塗布面

両面【両面基板の場合、標準】・片面【片面基板の場合、標準】・なし

 

3.4.2   ガーバーデータ指示

ガーバーデータの指示はネガデータとします。

レジスト開口(レジストを塗らない)部分をガーバーデータで指示します。

 

3.4.3   ソルダーレジスト最小幅

0.1mm

 

3.4.4   ソルダーレジスト最小クリアランス

0.1mm

 

3.4.5   ソルダーレジスト禁止領域

ノンスルーホールの周辺0.2mm以上はレジスト開口としてください。

また、片面基板の部品面については、穴の周辺をレジスト開口としてください。
(レジストが部品挿入穴に流れ込む恐れがあるため)

 

3.4.6   一般的なソルダーレジスト範囲(参考)

レジストの印刷ずれなどを考慮して、ランドサイズより少し大きめにレジスト開口の指示をします。

一般的な代表値を以下に記載します。
(例1)ランドサイズφ1.0の場合 レジスト開口はφ1.1(片側0.05mmの余裕を持たせる)
(例1)ランドサイズ□1.0の場合 レジスト開口は□1.1(各辺0.05mmの余裕を持たせる)

 

3.5   ドリル(穴)

3.5.1   最小サイズ

0.25mm【標準】・0.1mm【オプション】

ただし、アスペクト比8:1となる板厚に限ります。

アスペクト比20:1まで対応できる場合がありますので、ご希望の場合はご相談ください。

 

3.5.2   最大サイズ

6.0mm
上記を超えるサイズの穴は内部切り抜き(ルーター加工)となります。

 

3.5.3   スルーホール(穴内壁メッキ)

多層基板の穴は基本的にスルーホールとなります。

スルーホールには両面にランド(パッド)・アニュラリングを設けてください。

片面のみにランドがある場合、ほとんどのケースでノンスルーホールになります。

(穴径や基板厚さ、製造バラツキ等の要因によりスルーホール・ノンスルーホールのどちらになるか保証されません。)

 

3.5.4   ノンスルーホール

2層以上の基板にノンスルーホール(メッキ無し穴)を空ける場合は、穴の周囲0.30mmには銅箔を配置することはできません。

(基本的に部品のランドは全てスルーホールにされることをお勧めいたします。)

(青色:ノンスルーホール、緑色:銅箔パターン(レジスト塗布不問))

 

3.5.5   長孔

<制限事項>

・穴径は0.5mm以上としてください。

・長手方向の寸法は穴径の2倍以上としてください。

 2倍未満の場合は、ドリルの中心が定まらず、歪な長孔形状となります。

 

<指示方法>

長孔(長穴)はデータ形式ごとに以下のように指示していただくことを推奨いたします。

 

ドリルデータがエキセロン形式(NC)の場合:
0.1mm
以下のいずれかの方法で長孔を描画してください。
1. 0.1mm程度の間隔で穴(上図青色)を並べ、外形レイヤー(上図赤色)で長孔の形状を縁取りする。
2. 穴は中心のみ、または両端+中心で指定し、外形レイヤー(上図赤色)で長孔の形状を縁取りする。
3.0.1mm程度の間隔で穴(上図青色)を並べる。外形レイヤーには指示なし。【CADの制約で外形レイヤーに長孔形状を描画できない場合のみ】

ドリルがガーバーデータの場合:
ドリルレイヤーに長孔の形状を描画します。
また、上記「ドリルデータがエキセロン形式(NC)の場合」と同様の方法で設計していただいても差し支えありません。

CADの制約等により、上記が実現できない場合は、お見積もりの際にその旨をお申し付けください。


 
<注意事項>
・ドリルデータやドリルレポートの穴径指示に、穴寸法のみ記載いただいても製造には反映されませんのでご注意ください。
 ドリルマップ等や寸法図、PDF図面等に穴形状の指定があっても製造には反映されません。

 

<参考写真>

http://unicraft-jp.com/pcb/order/word/image/slot.jpg 

 

3.5.6   角穴

ドリル(回転刃)で穴開け加工しますので、角穴は加工できません。
長穴等に置き換えて設計してください。

 

3.5.7   端面スルーホール

端面スルーホールの加工が可能です。
(特殊加工のため追加費用が発生します)

端面スルーホールにされる箇所は、外形線上にスルーホール(ランド必要)を置いてください。
長孔(長穴)で端面スルーホールを形成することも可能です。

 

3.5.8   基板端から穴端への最小距離

0.5mm

※基板の欠けのリスクを減らすため1mm以上を推奨いたします。

 

3.6   シルク印刷

3.6.1   印刷面

片面【標準】・両面なし

 

3.6.2   シルク最小幅

0.127mm (推奨:0.2mm

上記は「印字ができる」太さです。

実際の印字幅はインク流れや滲みにより少し太くなります。

シルク印刷で文字を書く場合は文字高さ1mm以上を推奨します。(数字・アルファベット)

 

3.6.3   シルク最小クリアランス

0.127mm

 

3.6.4   シルク禁止領域

レジスト開口部から0.05mm以内はシルク印刷できません。(シルクカットされます)

ノンスルーホール・スルーホール周辺0.2mmはシルク印刷禁止とします。
(インクがドリル穴に流れ込む可能性があるため)

また、基板端から0.3mmの範囲、ランド(パッド)から0.3mmの範囲は印刷できない場合があります。

 

3.7   Vカット

Vカットの指示は外形データに描き、Vカットに対して「←V-CUT」と指示します。

 Vカットは必ず基板外形を突っ切る必要があります。

また、基板のX軸またはY軸に平行でなければなりません。

Vカットの分割線は0.5mm程度の太さで描画してください。

Vカット加工方法は一定ですので、描画太さを変更しても実際の加工に反映されません。)

http://unicraft-jp.com/pcb/order/word/image/Vcut.png

 

上記「間違った例」の方法で面付けしたい場合は長穴やミシン目をご併用ください。

ミシン目による面付けは、専用のレイヤーを起こさず、従来のドリルレイヤーに孔または長孔で描画します。

 

3.8   基板データ

全てのデータは部品面視(第1層面視)の透過図としてください。

ガーバーフォーマットは拡張ガーバー(RS-274X)、ASCIIとしてください。

ドリルファイルはエキセロン(NC)形式を推奨いたします。この場合、できる限りドリルの穴径情報が座標ファイルに埋め込まれている形式としてください。

各レイヤーのガーバーデータを以下のファイル名に変更するか、ファイル名とレイヤーの対応表を作成ください。

(不要なレイヤーのファイルは添付していただく必要はありません。)

ptn_top.grb :部品面(第1層)銅箔パターン

ptn_sec.grb :第2層(内層) 銅箔パターン

ptn_thi.grb :第3層(内層) 銅箔パターン

ptn_fou.grb :第4層(内層) 銅箔パターン

ptn_fiv.grb :第5層(内層) 銅箔パターン

ptn_btm.grb :半田面銅箔パターン

res_top.grb :部品面レジスト

res_btm.grb :半田面レジスト

slk_top.grb :部品面シルク印刷

slk_btm.grb :半田面シルク印刷

outline.grb :プリント基板 外形

dri.grb :ドリルファイル(スルーホール・ノンスルーホール混在可)

NPTH.grb :ドリルファイル(2層以上の基板でのノンスルーホール)
※スルーホールと分離して出力される場合のみ

・その他ファイル:備考欄にファイルの説明をご記入ください

 

".grb"以外の拡張子でガーバーデータが出力される場合でも、".grb"に変更して添付ください。

  ファイル拡張子はCAD毎に独自で決められていますが、中身のフォーマットは統一されていますので、拡張子を変更しても問題ありません。

 

 

 

4.1   基材

4.1.1   材質

プリント基板の基材はFR-4( ガラス布エポキシ樹脂銅張積層板)とします。

 

4.1.2   板厚

1.6mm【標準】

0.2mm(片面または両面基板)・0.4mm(片面または両面基板)・0.6mm(片面または両面基板)・0.8mm1.0mm1.2mm2.0mm2.4mm3.2mm4.0mm5.0mm6.0mm

板厚公差:±10

銅箔やメッキ、レジスト(ソルダーマスク)、シルク印刷などの厚さは含まれません。

<参考写真>

http://unicraft-jp.com/pcb/order/word/image/substrate.jpg

 

4.1.3   外形公差

±0.2mm

 

4.1.4   外形加工

・基板の角部は他基板へのスクラッチ防止、使用者の怪我防止のためにR0.5mm程度に丸めます。

 

 

・基板外形はルーターで切り抜きますので、凹部の角は丸みを帯びた形状となります。

基板内部に四角い穴を開ける場合も同様です。

周辺のパターンの配置などを見てルーターの軌道を決めます。(内側に食い込む、または外側を通る)

ルーターの軌道にご指定がある場合は、ガーバーデータ作成の段階で角にR1.5を持たせて完成形状を指定してください。

 

4.1.5   反り

基板の反りは長手方向の長さの1.5%または1mmのいずれか大きい方の値以下とします。
ただし、以下の基板を除きます。
・厚さ1.6mm未満の基板
Vカットやルーター切り抜きがある場合
・部品面・半田面の銅箔残存率が大きく異なる場合
・部分的なベタがある場合
・その他、設計的に反りが発生しやすい場合

4.2   銅箔

4.2.1   純度

銅箔の純度は99.5%以上とします。

 

4.2.2   銅箔厚

外層: 35um【標準】・18um70um105um140um175um210um245um280um315um350um

内層: 35um【標準】・18um70um105um140um

 

4.2.3   銅メッキ厚

1020um

 

4.2.4  
ランド(パッド)表面処理

ランド表面処理とは、ランド(パッド)など銅箔がむき出しになっている部分(レジスト未塗布部分)の表面処理方法のことです。

HASL(有鉛半田レベラー)【標準】・ENIG(無電解ニッケル/置換金メッキ)Lead Free HASL(無鉛半田レベラー)水溶性プリフラックス電解金メッキ

HASL(有鉛半田レベラー)>

http://unicraft-jp.com/pcb/order/word/image/finishing-hasl

鉛入りハンダ処理です。
半田ごてで実装する場合など、一般的に使われている処理方法です。
表面の凹凸が比較的大きいため、自動実装には不向きです。
また、スルーホール内部にも半田が付着しますので、穴径が指定値より小さくなります。
 
(穴径は半田レベラーの厚さを含まないサイズで管理いたします。)
また、0.5mm以下の穴は半田で埋まる場合があります。
 
穴径公差が厳しい場合や、小さいサイズの部品穴がある場合は、ENIGまたは水溶性プリフラックスをご選択ください。

 

 ENIG(無電解ニッケル/置換金メッキ)>

http://unicraft-jp.com/pcb/order/word/image/finishing-enig

表面をメッキ処理し、酸化を防止しています。
表面の凹凸が小さく、表面実装やハンダ量の調整が必要な自動実装に向きます。

 

Lead Free HASL(無鉛半田レベラー)>

http://unicraft-jp.com/pcb/order/word/image/finishing-rohshasl

鉛フリーハンダ処理です。
HASL
と見た目はほとんど変わりませんが、鉛フリーハンダは融点が高く、手ハンダはHASLより難しいのでご注意ください。
表面の凹凸が比較的大きいため、自動実装には不向きです。
また、スルーホール内部にも半田が付着しますので、穴径が指定値より小さくなります。
 
(穴径は半田レベラーの厚さを含まないサイズで管理いたします。)
また、0.5mm以下の穴は半田で埋まる場合があります。
 
穴径公差が厳しい場合や、小さいサイズの部品穴がある場合は、ENIGまたは水溶性プリフラックスをご選択ください。

 

<水溶性プリフラックス>

銅箔の上に防錆用の水溶性プリフラックスを塗布します。
水溶性プリフラックスは無色透明なので見た目は銅箔がむき出しになっているように見えます。
表面の凹凸が小さく自動実装に向きますが、長期保存できませんので1ヶ月以内にご使用ください。

 

<電解金メッキ>

電解金メッキはENIGよりも機械的強度が強いため、カードエッジコネクタとして使う場合などに適します。
電極を接続するため、メッキ部から基板端面に配線を延長させていただきます。(写真のランド下部の細い線)
電解金メッキ処理は基板端にあるランドにしか適用できませんので、それ以外は以外はENIG(無電解ニッケル/置換金メッキ)で処理いたします。

 

 

4.2.5   出来栄え

ランド部分は銅メッキの露出なきこととします。

銅箔の欠けはパターン幅の2/5までとします。

 

4.3   ソルダーレジスト(ソルダーマスク)

http://unicraft-jp.com/pcb/order/word/image/sm_layers.jpg

4.3.1   ソルダーレジスト色

緑色【標準】・青色黒色赤色白色黄色

※4層以上の基板では内層パターンの影響で黒ずんだ色になることがあります。

http://unicraft-jp.com/pcb/order/word/image/sm_color.jpg

4.3.2   ソルダーレジスト厚さ

16um程度

 

4.3.3   出来栄え

銅箔部分のソルダーレジストは、銅箔に達する傷、剥がれ等がないこととします。

 

4.4   ドリル(穴)

片面基板は全てノンスルーホールとなります。

2層以上の基板は、基本的にスルーホール(メッキ有り穴)とします。
ただし、両面にランド(アニュラリング)の無い穴はノンスルーホールとなります。
2層以上の基板で片側にしかランドの無い穴は、スルーホール/ノンスルーホールのどちらも保証されませんので、できる限り避けて設計していただけるようお願いいたします。

4層以上の基板についても、スルーホールにされたい穴には、必ず表層に(部品面・半田面ともに)ランドを設けてください。
例えば、4層基板でL2からL3に信号を通すVIAにも、L1,L4にランド(アニュラリング)が必要です。

穴径公差:

±0.075mm(スルーホール)

±0.05mm(ノンスルーホール)

 

4.4.1   スルーホール銅メッキ厚

1020um

 

4.5   シルクスクリーン印刷

4.5.1   シルクスクリーン印刷色

白色【標準】・黒色黄色

 

4.5.2   出来栄え

文字が識別できることとします。

 

4.5.3   弊社印刷文字

ULマーク・製造上の管理番号・ロットなどを印刷しても良いこととします。

 

4.6   製造工場

特に記載なき場合は、海外または国内のUL認定工場にて製造します。

 

 


 

 

バージョン

年月日

変更内容

1.00

2015/05/17

新規発行

1.10

2015/06/22

・長孔の描画方法の記述を変更

・シルク印刷の推奨幅を追記

・シルク印刷禁止領域を変更

・面付けにミシン目を追記

・表面処理に自動実装に対する特徴を追記

・社名を株式会社ユニクラフトに変更

1.11

2015/12/09

・シルク禁止領域を変更

1.20

2016/01/04

・最小パターン幅・最小クリアランス変更

・ソルダーレジスト最小幅・最小クリアラン変更

・基板端から穴端への最小距離変更

1.30

2016/06/15

・製造可能なレイヤー数を追加

・最大外形寸法を変更

・最小パターン幅・クリアランスを変更

・最小アニュラリング太さを変更

・ドリルの最小・最大サイズを変更

・シルク印刷太さ・クリアランスを変更

・製造可能な板厚を追加

・製造可能な銅箔厚を追加

・製造可能な表面処理を追加

・外形の寸法公差を変更

・穴径公差を変更

・製造工場に関する記載を追加

1.40

2017/01/23

・最小ランド(パッド)間距離を変更

・外形加工の項目を追加

・ドリルの最大サイズ変更

・長孔に制限事項を追加

・シルク印刷禁止領域を変更

・その他説明を追加

1.5.0

2018/02/13

最小パターン幅を変更

アニュラリングのサイズを変更

シルク印刷の設計ルールを変更

シルク印刷の設計ルールを変更

外形加工を変更

1.6.0

2019/01/10

アニュラリングの規定値を変更

ドリルの説明を追加

角穴の表記を追加

端面スルーホールの表記を追加

最大外形サイズを変更

 

 



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