🏭 PCB Fabrication / 製造プロセス
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📑 目次 / Table of Contents
- 🏗 概要 / Overview
- 🎯 設計ゴール / Design-Targets
- 🔑 キートピック / Key-Topics
- ⚙️ 製造フロー / Fabrication-Flow
- 🧱 工程詳細 / Process-Details
- 🧮 公差と設計考慮 / Tolerances–DFM-Considerations
- 🔧 表面処理の比較 / Surface-Finishes
- ✅ チェックリスト / Checklist
- 🧭 ドキュメント雛形 / Handoff-Template
- 🔗 関連リンク / Related-Links
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🏗 概要 / Overview
PCB製造は データ入力から完成基板出荷までの一連の物理プロセス であり、層構成、材料、表面処理の選択が信頼性と歩留まりに直結します。
PCB fabrication is the complete sequence from design data to finished boards, where stack-up, materials, and finishes directly impact reliability and yield.
🎯 設計ゴール / Design Targets
- 高歩留まりかつ低コストで製造可能な設計
- 公差を考慮した寸法指定（線幅、銅厚、穴径）
- 製造業者の標準プロセスに適合する設計
🔑 キートピック / Key Topics
- 内層形成 (Inner Layer): フォトリソ + エッチング
- 積層・プレス (Lamination): コアとプリプレグを圧着
- 穴あけ (Drilling): メカ穴・レーザービア形成
- 銅めっき (Plating): 穴壁メタライゼーション
- ソルダーレジスト (Solder Mask): 絶縁保護
- 表面処理 (Finishes): HASL, ENIG, OSP, ImmAg, ImmSn
- 検査・品質保証 (QA): 電気検査、X線、外観
⚙️ 製造フロー / Fabrication Flow
flowchart TD
A[設計データ入力 / Design Data] --> B[内層フォトリソ・エッチング / Inner Layer Lithography & Etching]
B --> C[積層・プレス / Lamination & Press]
C --> D[穴あけ・ビア形成 / Drilling & Vias]
D --> E[無電解・電解銅めっき / Electroless & Electrolytic Plating]
E --> F[外層フォトリソ・エッチング / Outer Layer Lithography & Etching]
F --> G[ソルダーレジスト・シルク / Solder Mask & Silkscreen]
G --> H[表面処理 / Surface Finish]
H --> I[検査・品質保証 / Inspection & QA]
🧱 工程詳細 / Process Details
- フォトリソグラフィ: 配線パターン形成
- エッチング: 不要銅を化学除去
- 積層: 内層 + プリプレグ固化
- 穴あけ: メカ穴（0.2–0.3 mm）、レーザービア（0.1 mm以下）
- 銅めっき: 無電解 → 電解プロセス
- ソルダーレジスト: 絶縁保護膜
- シルク印刷: マークや文字印字
- 表面処理: 酸化防止・実装性改善
🧮 公差と設計考慮 / Tolerances & DFM Considerations
- 線幅/間隔: ±10〜15%
- 穴径: メカ穴 ±0.05 mm、レーザー ±0.025 mm
- 銅厚: ±10–15%
- 位置合わせ (Registration): ±50 µm
🔧 表面処理の比較 / Surface Finishes
| 表面処理 / Finish | 特徴 / Features | 適用 / Applications |
|---|---|---|
| HASL | 低コスト、厚み不均一 | 一般品 |
| ENIG | 平坦、BGA適合、高信頼性 | 高密度基板 |
| OSP | 低コスト、寿命短い | 量産品 |
| ImmAg | 高周波特性良好 | RF基板 |
| ImmSn | 平坦、リフロー性良 | 一般多層 |
✅ チェックリスト / Checklist
- 線幅/間隔・穴径はファブ仕様範囲内か？
- 材料と積層は標準プロセスか？
- 表面処理は用途（BGA, RF, 低コスト）に適合？
- 歩留まりを考慮した設計か？
- IPC-6012/6013 に準拠？
🧭 ドキュメント雛形 / Handoff Template
| 項目 / Item | 指定 / Spec | |—|—| | 線幅/間隔 | 4/4 mil | | 穴径 / Min Drill | 0.20 mm (Mech), 0.10 mm (Laser) | | 材料 | FR-4 Tg170 | | 銅厚 | 外層 1 oz, 内層 0.5 oz | | 表面処理 | ENIG | | ソルダーレジスト | Green, LPI | | シルク | White | | 検査 | 100% AOI + 電気検査 |
🔗 関連リンク / Related Links
| 項目 / Item | 説明 / Description | Links |
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| 📖 Materials | 基板材料と特性 PCB materials and properties |
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| 📖 Via Design | ビア構造と加工技術 Via structures & processing |
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| 📖 Assembly | 実装プロセスと実装技術 Assembly processes & techniques |
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