オンライン学習が主流となった今、広大なインターネットの世界で知識を自由に共有するのにこれ以上良い時期はありません。そこで私たちは、実際に寄せられた問題や質問に基づいた、実践的で最新のPCB製造に関する知識をお届けすることにしました。今日は、お客様を驚かせることが多い、一般的ながら意外なジレンマから始めたいと思います。
免責事項：本記事の知識は主に中小ロットの迅速なPCB製造を行う中国のPCB業界に基づいていますが、可能な限り一般的な内容となるよう努めています。一部のニュアンスや見解の違いが存在する可能性がありますことをご了承ください。
私のPCBには何層ありますか？
一見すると、これは簡単な質問のように思えるかもしれません。4層、12層、32層のPCBは一般的で理解しやすいものです – この数字は単に銅層の数を指しているのですよね？
はい、しかし片面、両面、さらにはゼロ層のPCBになると、PCBの注文フォームに記入する前に立ち止まって考えざるを得なくなるかもしれません。私のPCBは片面ですか、それとも両面ですか？なぜこんなに混乱が生じるのでしょうか？片面を選択したのに、実際のファイルは両面だった – 彼らは片面PCBだけを作るのでしょうか？これは本当に重要な問題なのでしょうか？本記事では、これらの点について解説していきます。
まずはいくつかの定義から始めましょう。伝統的に、基板の層数とは銅層の数、具体的には銅の配線または銅面が存在する層の数を指します – パッドのみの場合はカウントされません。これは、設計ソフトウェアが何らかの理由で配線や銅面をエクスポートできなかった場合の安全策としての意味合いも持っています。
では、片面基板とは何でしょうか？
SMT片面基板
最も理解しやすいタイプは、表面実装（SMT）の片面PCB基板です。これは期待通りの構成で – 配線とパッドがはんだマスクで覆われ、その上にシルクスクリーン印刷が施されています。反対側には何も存在してはなりません。メッキスルーホールやビアもありません。
GTL、GTS、GTO -> より一般的
または
GBL、GBS、GBO
THT片面基板
ここから少し複雑になります。初心者はよく、スルーホールの片面基板では通常、シルクスクリーンがはんだパッドの反対側に必要であることを忘れがちです。
GBL、GBS、GTO -> より一般的
または
GTL、GTS、GBO
シルクスクリーンには通常、部品の輪郭、極性マーカー、および設計記号/値に関する情報が含まれています。シルクスクリーン印刷がある側が、部品本体が配置される側です。リードはスルーホールに挿入され、反対側のパッドにはんだ付けされます。
これもTHT片面基板
伝統的な定義では、はんだパッドのみを含む銅層は層数にカウントされません。したがって、技術的には、片面基板にもメッキスルーホールを設けることが可能です。ただし、片方の側の銅層にパッドしか含まれていない場合に限ります。
GBL（パッドのみ）、GBS、GTO、GTL、GTS
または
GTL（パッドのみ）、GTS、GBO、GBL、GBS
メッキスルーホールあり、ビアなし
配線がどちらの側にあるかは機能的には重要ではありません。なぜなら、それらはスルーホールを介して電気的に接続されているからです。しかし、シルクスクリーンがある側に配線を配置することは、検査とトラブルシューティングの際に役立つはずです。この組み合わせは、表面実装部品が配線のある側に配置される場合、混合実装（THTとSMT）にも対応できます。
一部のファブハウスではこの組み合わせを好まない場合があり、どのように進めるか確認を求めてくることがあります。
SMT両面基板
この基板は通常、片面の表面実装基板と同様ですが、表面実装部品が両側に実装されます。両側が単一の回路を形成する場合、信号を基板を通して伝達するためにビアが必要となります。
THT両面基板
両方の銅層に配線があり、両側にはんだマスクが施されています。混合実装も可能です。特に理解が難しい点はありません。信号はメッキスルーホールまたはビアを介して両側間で伝達できます。
ゼロ層基板
PCB製造のアクセシビリティが向上したことによって生まれた非常に特殊なケースです。ゼロ層基板は基本的に銅のない基板です – 電子的な機能を意図したものではありませんが、はんだマスクやシルクスクリーンが施されている場合があります。例えば、当社のサービスを利用してワッシャー、名刺、またはカスタマイズされたパネルカバーを作成されるお客様がいらっしゃいます。これは一般的なプラクティスではないため、オンラインフォームでゼロ層基板を選択するオプションを見かけることはほとんどありません。
以上で、奇妙に定義された組み合わせのほとんどをカバーしました。これらの中には他の可能性もありますが、以下の表に最も一般的な組み合わせをまとめました。
なぜこんなに混乱が生じるのでしょうか？
私の経験では、この問題は異なる定義と具体性の欠如に起因すると思います。誤解を解消する完全な定義は存在しません。例えば、メーカーや業界の専門家はよく、片面層と両面層という用語を、片面側と両面側という用語と同義に使用します。これが4層PCBだと言えば混乱は生じませんが、4側では意味を成しません。したがって、「側」は中間にあるものに関係なく、PCBの上面と下面を指すべきです。その論理に従えば、4層PCBはまた両面PCBでもあります。本記事で片面または両面と言わないように注意してきたことに気づかれたでしょうか。
実装タイプ
お分かりのように、PCBを定義するもう一つの方法は、片面実装用か両面実装用かです。この情報は基板メーカーにとっては重要ではありませんが、会話にさらなる混乱の要素を加える可能性があります。
例外
特定のガーバーレイヤーの組み合わせが、標準的な定義に対する例外を形成する場合があります。銅層の定義から、明らかにこれはんだマスクやシルクスクリーン、さらにはパッドさえも問題にしません。したがって、基板を完全に定義するには、次のような表現が必要になるかもしれません：
両面基板
両面パッド
両面はんだマスク
片面シルクスクリーン
（表の3番目の例の場合）
美的意識を持ったPCB設計が増えるにつれて、片側にはんだマスクがないことが、品質のある基板と安っぽい製品の違いを意味するかもしれません。しかし、ガーバーファイルと注文パラメータでこれをどのように伝えればよいのでしょうか？
もし消費者製品を分解するのがお好きなら、片側にはんだマスクがない片面PCBに出会ったことがあるかもしれません。これは生産コストを節約するために設計されています。しかし、基板が見えている開発ボードやモジュールを市場で見かけたのはいつだったでしょうか？
一部のPCBソフトウェアにも原因がある
時々、似たような特徴と問題を持つガーバーファイルを見かけます。その問題の一つは、メッキスルーホールのように見えるが、片側にパッドしかない両面基板を出力することです。すでに2つの銅層があるのに、なぜこれらの穴をメッキしないのでしょうか？メッキスルーホールがあれば、接合部により多くのはんだを適用し、結合を強化できます。
一部のスマートガーバービューアが定義の変更を促進する
ますます多くのお客様とメーカーが、スマートガーバービューアに依存して基板の層数を自動的に検出させ、不一致がある場合はフラグを立てています。彼らはどのようにそれを行っているのでしょうか？基本的に、銅層として名付けられたガーバーファイルの数を数えているだけです。しかし、ほとんどはファイルの中身を区別できません。したがって、これらに大きく依存するユーザーは、定義を変更することで問題を単純化しようと誘惑されることがあります。
両面基板と片面基板。それは重要ですか？
おそらくこれが最初の質問であるべきでした。なぜなら、99%の設計者にとって、答えはノーだからです。いいえ、あなたは完全に役に立たないものを10分間読んで時間を無駄にしたわけではありません。
イエスでありノーです。それは生産規模に依存します。大量生産の場合、コストを最小化できる箇所はすべて検討する必要があります。それが片面基板を意味するのであれば、もちろんそうしてください。あなたがまだプロトタイプ段階にあるか、小ロットを目指している場合、基板が片面であるかどうかはコスト的にはほとんど関係なく、率直に言って、物事を複雑にするだけです。
両面基板の生産にコストがかからない
むしろ、より多くの作業を伴うことさえあります。両面基板は片面基板よりもはるかに一般的です。したがって、メーカーはコア（両面に銅が張られたFR4基板）を大量に在庫しています。片面基板を作るには、片側のすべての銅をエッチングで除去する必要があります。
パネル上で除去する必要のある銅が多すぎる場合、エッチング溶液とエッチング時間がすべての銅を除去するのに十分でないかもしれません。上の画像では、銀HASL表面仕上げでメッキされた銅の残骸が一部のドリル穴の端に残っていることに注目してください。
それにもかかわらず、片面基板は通常、追加費用はかかりません。実際、Seeed Fusionでは、片面オプションを完全に削除することさえ検討しました – そもそも両側に美しい保護のはんだマスクをわざわざ付けたくないと思っている人はどれくらいいるのでしょうか？逆の状況（片面基板、両面はんだマスク）の方が可能性が高いです。皆さんのご意見はいかがでしょうか？コメントセクションでお聞かせください。そして、実際にそうするかもしれません。
最後の質問：片面を選択したのに、実際のファイルは両面だった – 彼らは片面PCBだけを作るのでしょうか？
ほとんどのファブはそこまで極端ではなく、確認を求めるか、単にファイルに従うだけです。これが片面オプションがそれほど重要ではないもう一つの理由です。
このやや長くなった記事を読み終えておめでとうございます。これが、クライアントの意図を解釈する際のメーカーの視点について、少しでも洞察を与えてくれることを願っています。さらに多くの情報を近日中にお届けします！
