ほぼすべての基板で指定され、多くの基板で誤解されている表面の詳細が3つあります。ソルダーレジスト、シルクスクリーンのレジェンド、ビアの処理です。いずれも見た目だけのものに見えます。いずれにも、基板を不良にする可能性がある製造上の制限があります。
ソルダーレジスト
ソルダーレジストはポリマー被膜で、ほとんどの基板では緑色をしています。はんだ付けする場所を除いて銅を覆います。役割は3つあります。はんだが流れていけない場所へ流れるのを防ぎます。銅を空気と汚れから保護します。配線を偶発的な接触から絶縁します。
基板全体に塗布したあと、マスク層を通して露光し、現像します。これにより、パッドの上に開口部ができます。マスク用Gerberファイルに表示されるのは被膜ではなく、開口部です。
- ソルダーレジスト: 基板の上の被膜です。
- パッドの開口部: 銅が露出して表面処理が施されており、はんだが濡れるようになっています。
- シルクスクリーンインク: レジストの上に印刷され、パッドには付いていません。
- レジストの下の配線: 保護され、絶縁されています。
- 2つのパッド間のレジスト: ブリッジです。薄すぎると失われ、はんだがパッド同士を接続することがあります。
色
緑は標準色で、すべての工場が対応しています。その他の色（赤、青、黒、白、黄など）もよく使われます。目的は似ていますが、工場によって対応する制限が異なる場合があります。
- 色によって、最小レジストブリッジが異なったり、リードタイムが長くなったりする場合があります。
- 濃い色や艶消しのレジストでは配線が見えにくくなり、目視検査と手直しが難しくなります。
使用する特徴に対してどの色が対応しているか確認してください。高密度基板では標準色が無難な選択です。
ソルダーレジストの開口部とブリッジ
パッドの周りの開口部は、マスク拡張またはクリアランスと呼ばれます。パッドには次の2種類があります。
- Non-solder-mask-defined（NSMD）: レジスト開口部が銅パッドより大きく、パッドの縁が露出しています。ほとんどの部品で推奨されます。
- Solder-mask-defined（SMD）: レジストが銅の縁に重なり、パッドを定義します。パッドサイズを制限するためにBGAの下で使われることがあります。
2つのパッドの間にはレジストの帯があります。これがレジストブリッジ（webまたはdamとも呼ばれます）です。隣接するパッド同士をはんだが接続するのを防ぎます。ブリッジが工程で印刷できる厚さより薄い場合、剥がれたり、省略されたりします。その結果、実装時にはんだブリッジが形成されます。これは微細ピッチ部品で起こります。一般的な目安として、多くの工場の標準工程では約0.1 mmのブリッジが可能で、それ未満では失敗するか、特殊な加工が必要になります。工場の数値を確認してください。対策は、パッド開口部を小さくするか、パッド間にレジストを設けず、それを許容する設計にすることです。
パッド上のレジストと位置ずれ
レジストは小さな公差で銅に位置合わせされます。レジスト開口部がパッドをわずかに避けるだけの場合、小さなずれでパッドの一部が覆われます。余裕を持たせてください。はんだが必要なパッドをレジストで覆わないでください。
シルクスクリーン（レジェンド）
シルクスクリーンは基板に印刷された文字と記号で、通常は緑の上に白で、インクジェットまたはスクリーン印刷で施されます。参照記号、極性マーク、ピン1マーク、ロゴ、バージョン番号が含まれます。実装と手直しでは、作業者が持つ唯一の手がかりになることがよくあります。
問題を避けるためのルールは次のとおりです。
- パッドに載せないでください。 パッド上のインクははんだを妨げます。工場は通常、パッドからレジェンドを取り除きます。そのため、文字や極性マークの一部が消えることがあります。
- 線と文字は十分に太く、大きくしてください。 線幅約0.15 mm、文字高さ約0.8 mmから1 mmが一般的に読みやすい範囲です。それより小さい文字はにじみます。工場の最小値を確認してください。
- 重要なマークを部品の下に置かないでください。 ピン1と極性は、部品を配置したあとも見える位置にマークしてください。
- 部品と同じ面を使用してください。 ただし、そうしてはいけない場合を除きます。
- 安全情報に小さな文字を使わないでください。 大きな文字を使うか、ラベルを使用してください。
ビアとそのレジスト開口部の扱い
ビアは層同士を接続するスルーホールです。デフォルトでは、ビアが覆われるかどうかはマスクファイルによって決まります。ビアの上にレジスト開口部があるとビアは開いたままになり（「テンティングなし」ビア）、開口部のないレジスト層はビアを覆います。問題は、穴自体をどうするかです。規格IPC-4761では、IからVIIまでの7つの処理が規定されています。簡単に説明すると、次のとおりです。
| 処理 | 内容 | 典型的な理由 |
|---|---|---|
| テンティング（type I） | 片面または両面からレジストがビアを覆い、穴は充填されません | 通常の安価な処理です。ビアを覆い、絶縁します |
| テンティング＋被覆（type II） | 2層目のレジストがテントを覆います | 保護を追加します |
| 穴埋め（type III） | 片面からインクまたは樹脂で穴を部分的に充填します | はんだやフラックスが穴に入るのを防ぎます |
| 穴埋め＋被覆（type IV） | 穴埋めしたあと、レジストで覆います | 同じ処理で、表面が覆われます |
| 充填（type V） | 樹脂またはペーストで穴を完全に充填します | ビアをパッド内に配置する前に必要です |
| 充填＋被覆（type VI） | 充填したあと、レジストで覆います | 閉じた平坦なビア表面になります |
| 樹脂充填＋キャップめっき（type VII） | 充填したあと、上面を平坦にめっきします | ビアインパッド：はんだ付けできる平坦な銅表面です |
穴埋めと充填の違いは、充填の完全さの程度です。工場によって、対応するタイプと対応しないタイプがあります。
- テンティング: レジストがビアを覆い、穴は空のままです。
- テンティングなし: ビアの周りのレジストが開いています。
- 穴埋め: 穴に樹脂が入り、その上にレジストがあります。
- 充填＋キャップめっき: 穴全体に樹脂が入り、両端の上に銅が平坦にめっきされています。このパッドではレジストが開いています。
これが重要な理由
- パッド内のビア。 はんだパッド内にビアがあり、開いている場合、リフロー時にはんだが穴を流れ落ち、接合部のはんだが不足します。その場合は充填＋キャップめっきビアが必要で、コストが上がります。ビアをパッドの横に移動できる場合は、そうしてください。
- BGAの下のビア。 BGAが配置される面では、パッド近くの開いたビアがはんだを奪うことがあります。テンティングまたは穴埋めが一般的な選択です。
- テストポイント。 テストポイントとして使うビアは、その面で開けておく必要があります。
テンティングビアとマスクファイル
テンティングビアでは、テンティングする面のレジスト層がビアの上で閉じている必要があります。マスクファイルにビアの開口部がある場合、注文フォームに何と書かれていてもテンティングされません。多くのツールにはビアをテンティングする設定があります。ビューアでマスクファイルを確認してください。
こちらで注文するときに表示される内容
25件のチェックのうちいくつかは、これらの詳細を確認します。保持できないほど薄いパッド間のソルダーレジスト、パッド上にあるシルクスクリーン、印刷できないほど細いシルクスクリーンを見つけます。また、パッド内のビアをファイルで見つかった特徴として報告します。この特徴は、注文されたビア処理と一致させる必要があります。チェックは場所と、制限に対する実測値を表示します。利用可能な色とビア処理は製造能力のページにあります。チェックでは、レジェンドが有用かどうかは判断できません。印刷できるかどうかだけを判断します。製造のための設計：よく見られる間違いも参照してください。