PCBパッドは、部品をプリント基板に半田付けする位置を決定するため、PCB製造において重要な役割を果たします。正しく半田付けが行われないと、半田不良、短絡、組み立て不良などの問題が発生する可能性があります。初めて基板を作成する場合でも、既存の設計を最適化する場合でも、PCBパッドの種類とサイズ規格を理解しておくことは、成功を確実にするために非常に重要です。 PCBA製造.
PCB パッドとは何ですか?
PCBパッド（はんだ付けパッドとも呼ばれる）は、プリント基板上に電子部品を取り付けるために特別に設計された領域です。これらのパッドは通常、円形または長方形の形状をしており、銅などの導電性材料でできています。PCBパッドは、電子部品をPCBの配線に接続するために使用されます。一般的に、はんだパッドは部品が配置される配線の端にあります。パッドの設計と配置は、部品のはんだ付け性、信頼性、および熱伝導性に直接影響を与える可能性があります。
PCBパッドの種類
PCB パッドは、コンポーネントとパッケージング方法に基づいて、スルーホール パッドと表面実装パッドの 2 つの主なタイプに分類できます。
スルーホールパッド
スルーホールパッドは取り付けに使用されます スルーホールコンポーネント 回路基板上。これらのパッドには、部品のピンが挿入されるビアホールがあります。 PCBはんだ付け プロセス。スルーホールパッドを介して部品をはんだ付けすることで、耐久性のあるはんだ接合部が確立され、PCBへの機械的および電気的接続が長期にわたって確実に確保されます。ただし、部品のリード線と必要な穴の存在により、基板上の配線スペースが限られていることに注意することが重要です。 多層PCB 制限される可能性があります。
スルーホールパッドは、以下の2種類に分類できます。
- スルーホールめっき（PTH）パッド：
スルーホール（PTH）パッドとは、プリント基板（PCB）上の穴の内側にメッキ処理によって薄い金属層をコーティングしたものです。この処理により、基板の異なる層間を接続する電気的な経路が形成されるとともに、スルーホール部品のピンを確実に固定するための取り付けポイントも提供されます。
- 非めっきスルーホール（NPTH）パッド：
非めっきスルーホール（NPTH）パッドとは、穴の壁に金属めっきが施されていないことを意味します。これらは通常、片面基板や、基板をネジやスペーサーでケースや筐体内に固定するなどの機械的な用途に使用されます。
表面実装パッド
表面実装パッドは、電子部品を回路基板の表面に直接取り付けるために使用されるパッドです。スルーホールパッドと表面実装パッドの違いは、表面実装パッドの方が小型の部品の実装に適している点です。これにより、基板のより小さな領域に高密度の部品を実装することが可能になります。ただし、表面実装パッドは発熱量の多い部品には適していません。SMT（表面実装技術）はパッケージサイズが小さいため放熱が難しく、過熱問題を引き起こす可能性があります。
BGAパッド
BGA（ボールグリッドアレイ） パッドは表面実装パッドのカテゴリに属し、一般的に他の表面実装部品に使用されるパッドよりも小さく、より高密度に実装されています。BGAパッドには、一般的に2種類が使用されています。
- はんだマスク定義パッド (SMD)
BGA部品用のSMDパッドは、はんだマスク開口部がパッドの直径よりも小さく設計されています。これは、部品がはんだ付けされるパッドのサイズを最小限に抑えることを目的としています。はんだマスクを銅パッドの一部を覆うように塗布することで、2つの利点が得られます。1つ目は、パッドを回路基板に固定し、機械的ストレスや熱ストレスによるパッドの浮き上がりを防ぐことです。2つ目は、マスクの開口部が、はんだ付け時にBGA上の各ボールを位置合わせするためのガイドとなることです。
- 非はんだマスク定義パッド (NSMD)
NSMD（Non-Solder Mask Defined）パッドは、プリント基板で使用される銅パッドの一種で、はんだマスクで覆われていません。NSMDパッドは、はんだボールの直径に比べてサイズが小さいことが多く、通常はボール直径の約20%程度小さくなります。パッドサイズの縮小により、パッド間の間隔を狭めることができ、配線効率が向上するため、高密度でファインピッチのBGAチップに適しています。ただし、NSMDパッドは、熱や機械的なストレスによって剥離が発生しやすいという欠点があります。
PCBパッドのサイズと寸法を決定する方法
はんだパッドを設計する際、そのサイズや寸法はどのように決定するのでしょうか？以下に、信頼できる情報源をいくつかご紹介します。
- 業界標準
IPC-7351 これは、表面実装ランドパターン仕様を定義する、広く採用されている業界標準です。この標準に従うことで、パッドサイズを定義するための実用的な方法が確立されます。
- EDAパッドおよびフットプリントジェネレーター
最新のEDAツールのほとんどには、フットプリント生成機能が内蔵されています。これらのツールは、選択したコンポーネントに基づいて、適切なパッドサイズと寸法を自動的に計算するのに役立ちます。
- 部品メーカーのデータシート
部品のデータシートには、推奨されるPCBランドパターンとパッドの正確な寸法が記載されており、これはエンジニアにとって最も信頼できる情報源の一つと考えられています。
- オンラインパッド計算機
無料で利用できるオンラインのパッド計算ツールは数多くあり、エンジニアはフル機能のEDAツールを開くことなく、パッドの寸法を簡単に検証できます。
PCBパッド設計ガイドライン
プリント基板のパッドを設計する際には、これらの重要なガイドラインに従うことで、信頼性の高いはんだ付け性能と製造性を確保できます。
パッドサイズ：
パッドのサイズ、形状、間隔は、使用する部品の具体的な要件によって異なります。部品の種類によって、パッドの構成は異なる場合があります。
- 片面パッドの場合、直径または最小幅は1.6mmです。
- 両面弱線パッドの場合、開口部を0.5mm大きくするだけで十分です。パッドサイズが大きすぎると、連続溶接が発生しやすくなります。
- 開口部が1.2mmより大きいパッド、またはパッドの直径が3.0mmより大きいパッドの場合は、特殊形状のパッドとして設計することを検討してください。
- パッドの内穴は一般的に0.6mm以上であるべきです。0.6mmより小さい穴はパンチング時に操作しにくいためです。
パッド間隔:
パッドの間隔については、パッドに挿入または取り付けられる部品ピンのサイズを考慮するとともに、関連する部品パッケージも考慮することが重要です。部品によって、パッド取り付け穴の間隔に関する要件は異なります。
- ピン径が0.8mm未満の軸方向部品の場合、取り付け穴のピッチは通常、標準穴のピッチより4mm長くなります。
- 軸方向部品のピン径が0.8mmを超える場合、取り付け穴のピッチは一般的に部品本体の標準穴ピッチよりも6mm以上長くなります。
- 放射状部品の場合、取り付け穴の間隔は部品のピン間の間隔と一致させる必要があります。
パッドクリアランス：
組み立て時の半田ブリッジのリスクを低減するため、隣接するパッド間の端から端までの間隔は0.4mm以上とする必要があります。
結論
PCBパッドの適切なパッドタイプ、サイズ、間隔を選択することは、単なるルールに基づく決定ではありません。これらの決定は、部品のはんだ付け品質と接合部の強度に直接影響します。表面実装パッド、スルーホールパッド、BGAパッドのいずれを使用する場合でも、長期的には効率が向上し、コストが削減されます。高品質のPCBAを製造するには、PCBに高品質のパッドと信頼性の高いはんだ接合部があることを保証してくれる優れたPCBA会社が必要です。MOKO Technologyは20年の経験を持ち、PCB設計、製造、試作、部品調達、PCBアセンブリ、テストなど、ワンストップの製造ソリューションを幅広く提供しています。 今すぐお問い合わせください。 詳細を取得するには！
PCBパッドに関するよくある質問
1. PCBパッドとビアの違いは何ですか？
PCBパッドとは、部品を基板にはんだ付けする銅箔部分のことです。ビアとは、メッキされた穴で、PCBの層間を電気的に接続します。
2. パッド上にビアを形成できますか？
はい、これはビア・イン・パッド設計と呼ばれ、BGAやQFNなど、スペースが限られた部品で広く用いられています。ビアはパッドに直接埋め込まれており、組み立て工程中にハンダがビアを通って流れ落ちないように、充填/メッキ処理を施す必要があります。
3. はんだパッドはどのような材料でできていますか？
一般的に、はんだパッドは銅でできており、優れた導電性を備えています。銅の表面は、酸化を防ぎ、はんだ付け性を向上させるために、通常、HASL、ENIG、またはOSPなどのコーティングが施されています。
4. SMDパッドとスルーホールパッドの違いは何ですか？
SMDパッドは基板の表面にあり、小型部品を基板に直接はんだ付けするために使用されます。スルーホールパッドは基板を貫通する穴があり、部品のリード線をはんだ付けするために使用されます。
