📏 PCB Design Rules / 設計ルール

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📑 目次 / Table of Contents

🏗 概要 / Overview
🔑 主要ルール / Key Rules
📏 国際規格と基準 / Standards & Guidelines
🛠 設計支援ツール / Design Aids
🎯 学習目標 / Learning Goals
🔗 関連リンク / Related Links
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🏗 概要 / Overview

PCB設計における設計ルールは、製造可能性・信頼性・性能 を保証するための基準です。
Design rules in PCB layout ensure manufacturability, reliability, and performance.

これにはトレース幅・間隔、ビア径、クリアランス、アスペクト比、最小ランドサイズなどが含まれます。
Includes trace width/spacing, via diameter, clearance, aspect ratio, and minimum pad size.

🔑 主要ルール / Key Rules

🛤 トレース幅と間隔 / Trace Width & Spacing

電流容量とジュール発熱に基づき設計。
インピーダンス制御が必要な場合は伝送線路モデルで算出。
IPC-2221 に基づく最小値を基準にする。

Designed based on current capacity and Joule heating.
For controlled impedance, calculated using transmission line models.
Minimum values follow IPC-2221 guidelines.

🕳 ビア設計 / Via Design

スルーホール、ブラインド、ベリード、マイクロビアの選択。
アスペクト比（穴径と基板厚の比）による製造制約。
SI/PI を考慮したスタブ長抑制が重要。

Through, blind, buried, and microvia options.
Aspect ratio constraints from hole diameter vs board thickness.
Stub length minimization is critical for SI/PI.

⚡ クリアランス / Clearance

高電圧設計では沿面距離・空間距離を規格に従い確保。
高周波設計ではクロストーク・不要結合を低減するために配慮。

For high voltage, maintain creepage and clearance per standards.
For high frequency, minimize crosstalk and unintended coupling.

📐 アスペクト比 / Aspect Ratio

推奨値：≦10:1（例：基板厚 1.6mm / 穴径 0.15mm → 限界近い）。
高密度基板ではレーザービアや埋めビアを検討。

Recommended ≤10:1.
For high-density boards, consider laser or buried vias.

🎯 ランドサイズ / Pad Size

実装信頼性に直結するため、ランド径ははんだ接合強度に合わせる。
BGA・CSP ではメーカー推奨ランドパターンを遵守。

Pad diameter directly impacts mounting reliability.
For BGA/CSP, follow manufacturer-recommended patterns.

📏 国際規格と基準 / Standards & Guidelines

IPC-2221: 汎用設計ルール / Generic Standard on Printed Board Design
IPC-7351: ランドパターン設計ガイド / Land Pattern Standard
IEC 60664: 絶縁クリアランス・沿面距離規格 / Insulation coordination
UL 796: プリント配線板の安全規格 / Safety standard for printed wiring boards

🛠 設計支援ツール / Design Aids

DRC (Design Rule Check): CADツールでの自動チェック。
Automatic verification of rules in PCB CAD tools.
シグナルインテグリティシミュレーション: HyperLynx, ADS, SIwave 等。
Signal integrity simulations using HyperLynx, ADS, SIwave, etc.
製造側DFMルール: PCBメーカーが提示するルールセット。
DFM rules provided by PCB fabricators.

🎯 学習目標 / Learning Goals

製造と信頼性を両立するための設計ルールを理解する。
Understand design rules for manufacturability and reliability.
IPC/IEC 規格に基づいたクリアランス・ランド設計を習得する。
Learn clearance and pad design based on IPC/IEC standards.
DRCとシミュレーションを活用した設計フローを構築できる。
Establish design flow using DRC and simulations.

項目 / Item	説明 / Description	Links
📐 Stack-up	層構成の設計指針 PCB layer stack-up guidelines
🕳 Via Design	ビアの種類と設計指針 Types of vias and design guidelines
📏 Impedance Control	インピーダンス制御の基礎 Fundamentals of impedance control
🛠 Assembly	部品実装プロセス PCB assembly processes

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