リジッドPCB

材質：硬質タイプはグラスファイバー、フレキシブルタイプはポリイミドを使用。構造：硬質タイプは曲げることができず、フレキシブルタイプは曲げることができます。用途：硬質タイプは安定した接続に、フレキシブルタイプはコンパクトなスペースに適しています。

単層、二層、多層。単層は片面に回路があり、二層は両面に回路があります。多層はビアを介して導電層を接続します（例：マザーボード）。

デスクトップパソコン、テレビ、産業用制御機器、自動車用電子機器（車載コンピュータ）、航空宇宙用非振動部品など。

低コスト。リジッド PCB はプロセスが成熟しており、材料も安価です。一方、フレキシブル PCB は材料とプロセスが複雑であるため、高価です。

一般的なFR4基板：通常使用時は-55℃～125℃、鉛フリーはんだ付け時は短時間260℃まで耐えられます。特殊な材料はより高い温度にも耐えられます。

数 cm² (小型制御ボード) から数 m² (大型サーバーマザーボード) まで。

サイズ、層、材質によって異なります。FR4 多層基板: 約 1 ～ 3 kg/m²、同じ面積のフレキシブル PCB よりも重いです。

通常の環境では 10 ～ 20 年以上、厳しい条件 (高温多湿) では数年に短縮されます。

FR4の曲げ弾性率は約100～200MPaで、フレキシブルPCBよりもはるかに低いです。厚みを増やすことで、耐応力性が向上します。

FR4（グラスファイバーエポキシ）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、特殊な高周波用途向けのPTFE。

優れた電気絶縁性、機械特性、寸法安定性。熱膨張係数（CTE）：13～17ppm/℃。低コストで成熟したプロセス。

分解温度が低い (120 ～ 150°C)、はんだ付け時に剥離しやすい、電気的/機械的特性が悪い、CTE が高い、臭いがある。

電流を流すための導電性トレースを形成します。一般的な厚さ：0.5オンス（17μm）、1オンス（35μm）、2オンス（70μm）。高電流用途向けの厚型箔です。

絶縁してショートを防止し、銅を酸化や物理的損傷から保護し、色 (緑、青など) で領域を区別します。

製造時およびデバッグ時にコンポーネントを識別するための文字/記号を印刷します。一般的な色は白ですが、グレー、赤、黒、黄色なども使用できます。

FR4：汎用性に優れた低コスト素材。高周波材料（例：PTFE）：5G向け低信号損失。セラミック基板：高熱用途に適した高熱伝導性。

電気的特性（高周波／高電圧）、機械的特性（振動）、温度、コストを考慮してください。民生用電子機器にはFR4、高周波にはPTFE、高熱にはセラミックを使用してください。

RoHS：有害物質（鉛、水銀など）の使用制限。ハロゲンフリー：臭素/塩素濃度900ppm未満、総濃度1500ppm未満で有毒ガスを低減。

低熱膨張率材料は寸法安定性を向上させ、高い熱伝導率は放熱性を高めます。高性能絶縁体は信号損失を低減し、小型化と高性能化を実現します。

信号の整合性 (インピーダンス整合、反射防止/クロストーク)、電力配分、接地、および電流容量。

信号トレースを短くし、ビアを最小限に抑えます。高速信号には差動ペアを使用し、インピーダンスを制御します。電源／グラウンドプレーンはソリッド銅で配線します。干渉を避けるため、モジュールを分割します。配線幅は電流値に基づきます。

基板の厚さと電流値に基づいてサイズを決定します（厚い基板には大きなビアが必要です）。ビア数を最小限に抑えます。高速信号用のバックドリル加工によりスタブを除去します。

反射を低減するために、信号源、伝送線路、負荷インピーダンスを整合させます。線路幅、間隔、誘電体の厚さ、誘電率（例えば、FR4基板上の50Ωマイクロストリップの場合、線路幅は0.33mm）を制御することで実現します。

部品を分割し、ノイズ源から敏感な部品を遠ざけます。多層基板では、シールドのために電源／グランドプレーンを設けます。高速信号の周囲にはグランドプレーンを設けます。デカップリングコンデンサを使用し、グランド接続を最適化します。

機能的な分割、熱に弱いコンポーネントの分離、高周波コンポーネントの近接配置、大型コンポーネントの優先配置、および容易な設置/メンテナンスの確保を実現します。

インダクタンスを低減するため、電源プレーンとグランドプレーンを隣接させます。ビア接続による電圧供給。電源プレーンにはソリッド銅を使用し、高電流パスは厚くします。

高温部品の下にサーマルビアと銅プレーンを配置。高熱伝導基板を採用。エアフロー設計。必要に応じてヒートシンク／ファンを追加。

穴位置：±0.1mm。メッキビア：±0.076mm。メッキなしビア：±0.05mm。線幅：±10%～20%。

Altium Designer (小規模から中規模の設計に適しています)、Cadence Allegro (高速マルチレイヤー)、Mentor PADS (ユーザーフレンドリーで効率的)。

パネル化 → ドリリング → 銅蒸着 → イメージング → メッキ → エッチング → はんだマスク → シルクスクリーン → 表面仕上げ → プロファイリング。

問題: 壁面の荒れ、バリ、ドリルの破損。解決策: ドリルの交換、速度/送りの最適化、材料の検査。

役割：層間接続のための孔壁の導電性付与。管理：溶液組成、温度（25～35℃）、pH（11～12）、前処理の清浄度。

フォトリソグラフィー：HDI向け高精度、高コスト、複雑。スクリーン印刷：低コスト、シンプルな設備、精度は低い。

電流密度、めっき時間、溶液濃度によって制御します。例えば、1オンス（35μm）のめっきには、2～3A/dm²で20～30分かかります。

エッチング液の濃度、温度、時間、スプレー圧力を管理し、定期的にメンテナンスを実施してください。濃度が高いとオーバーエッチングが発生し、濃度が低いとエッチングが不完全になります。温度は45～55℃に保ち、基板の厚さなどに応じて時間を調整し、均一な圧力で完全に密着させるようにしてください。

印刷抜け、ピンホール、気泡を生じさせることなく、回路を均一に覆ってください。銅箔面のオイル塗布厚は10～18μm、ビア面のオイル塗布厚は5～8μmです。パッドの過剰な塗布や短絡リスクを防ぐため、回路のエッジから適切な間隔を確保してください。

文字は明瞭かつ完全で、色のコントラストが良好で、重要な領域を遮ることなく正確に配置され、強力な接着力を備えている必要があります（適切なインクと硬化プロセスを選択してください）。

HASL：低コスト、はんだ付け性良好、平坦性限定。ENIG：平滑、はんだ付け性と耐腐食性良好、高コスト。浸漬錫：はんだ付け性良好、表面平滑、長期保存可能。OSP：低コスト、プロセス簡略、はんだ付け性保持期間短。

機械切断（高精度、複雑な大型サイズに適しています）。パンチング（高効率、通常の大量生産に適しています）。レーザー切断（極めて高精度、高コスト、微細な小ロットに適しています）。形状、精度、ロットサイズ、コストに基づいてお選びください。

切断後の寸法・厚さ検査。ドリル加工後の穴位置、サイズ、肉厚検査。めっき後の銅箔の厚さ・均一性検査。エッチング後の回路検査。ソルダーレジスト・文字の印刷品質検査。表面処理後のコーティング厚さ・密着性検査。成形後の形状・エッジ検査。

フライングプローブテスターまたはICT機器を使用します。フライングプローブは少量生産や少量多品種生産に適しており、断線やショートなどの検出に適しています。ICTは大量生産向けで、専用の治具を用いて電気性能を徹底的にテストします。

多層基板のビア接続、ボイド、銅箔の完全性を検出します。BGAのはんだ接合部や内部欠陥（異物、剥離）を非破壊検査します。

光学カメラで画像を収集し、基準値と比較することで、部品の欠落、位置ずれ、ショートなどの欠陥を検出します。印刷、実装、リフローはんだ付け後のリアルタイム検査に適用することで、効率と品質を向上させます。

曲げ試験（規定の角度／サイクルで亀裂を観察）。落下試験（衝撃をシミュレート）。振動試験（はんだ付けと構造を確認するために振動をシミュレート）。

IPC-4552によれば、ENIGは高周波・高信頼性に適しています（Ni：3～5μm、Au：0.05～0.1μm）。OSPは低コストです（膜厚：0.2～0.5μm、短期保管に適しています）。HASLは成熟しています（Sn膜厚＞2.5μm、平坦性が低い）。

溶液濃度（酸性エッチング液：CuCl₂ 180～220g/L、HCl 1.0～1.5mol/L）、温度を50～55℃に調整します。エッチング不足が顕著な場合は、速度を落とし、スプレー圧力を2～3barに上げます。

IPC-6012に準拠し、一般多層基板は≤75μm、HDI基板は≤50μmです。レーザー穴あけ位置決め精度は±25μmで、高精度露光機で制御されています。

FR-4材質：縦方向≥345MPa、横方向≥276MPa（ASTM D790）。厚さ1.6mm≥300MPa。

金属組織断面検査（IPC-TM-650、スルーホール≥20μm、ブラインド/埋め込みビア≥18μm）。XRF非破壊検査（精度±0.5μm）。

予熱：90～130℃（60～120秒）。はんだ付け部：240～260℃（接触時間2～4秒）。冷却速度：3～6℃/秒（J-STD-003）。

従来法：15～30μm（IPC-6012）、密集部は20μm以上。スクリーン印刷：20～25μm、光硬化：15～20μm。

従来：6/6mil（0.1524mm）。LDI + 化学エッチング：3/3mil（0.0762mm）。HDIボード：1/1mil（0.0254mm）。

導電性を重視する場合は、樹脂充填（ビア深さの80%以上、平坦度誤差10μm以下）をお選びください。絶縁のみを重視する場合は、被覆（被覆幅0.1mm以上）をお選びください。

IPC-J-STD-033 に従い、125℃ で 4 ～ 8 時間 (≤1.6mm: 4 時間、＞1.6mm: 8 時間) 焼成し、水分含有量を 0.1% 未満に下げます。

粗さが大きいほど、表皮効果と信号損失が増加します。RTF箔はRa＜0.5μm（10GHzを超える高周波に適しています）。VLP箔はRa＜0.3μm（損失を15％～20％低減）。

バリ取り機によるブラッシング（圧力0.3～0.5MPa、速度2～3m/分）。化学マイクロエッチング（過硫酸ナトリウム100～150g/L、40～50℃、1～2分）。

一般：シングルエンド±10%、差動±8%。高速（>1Gbps）：シングルエンド±5%、差動±3%（ビア​​線幅、誘電体厚さ、銅厚さを調整）。

UL 796規格に基づき、FR-4材質は25℃/50%RHで1400V/mm以上の耐電圧を備えています。沿面距離1mmは100～200Vに相当します。

最小線幅/間隔、穴径/パッド比（穴≥0.3mmの場合、パッド≥穴+0.4mm）、銅面積比（30%-70%）、ドリルアスペクト比（≤8:1）、はんだマスクブリッジ幅（≥0.1mm）。

原因：CTEの不一致、厚さの不均一、不適切な温度曲線。解決策：CTE≤15ppm/℃の材料を選択し、厚さ公差を±0.05mmに抑え、加熱速度を≤3℃/sに最適化します。

IPC-TM-650 に準拠し、85℃/85% RH で 168 時間経過後に ≥10¹⁰Ω、表面清浄度管理を必要とするハイエンドアプリケーションでは ≥10¹²Ω。

ブラインドビア：レーザー/機械式ドリリング＋めっき、深さ0.5mm以下、表面接続用。埋め込みビア：機械式ドリリング＋ラミネーション、アライメントが必要、内層信号配線用。寄生パラメータを低減。

フライングプローブ：カバレッジ98%以上、小ロット・高密度生産に最適、低速（3～5秒/ポイント）。ベッドオブネイル：高速（1秒未満/ポイント）、高コスト、カバレッジ85%～95%、大量生産に最適。

1 オンス (35 μm) 増加するごとに、熱伝導率は 38% 上昇します。高出力アプリケーションにおける 3 オンスの箔は、サーマルビアにより温度上昇を 15% ～ 20% 低減します。

従来：0.1mm。LDI搭載高密度基板：0.075mmで、はんだブリッジを防止。

パッド上のはんだ付けムラ、ビアのはんだ付け不足、表面の凹凸。はんだ付け管理