最高のPCB設計：サブトラクティブとmSAPの製造方法

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最適なPCB設計方法の選択は、プロジェクトの目標によって異なります。これらの目標は、コスト、パフォーマンス、またはプロジェクトの複雑さです。エンジニアは、サブトラクティブプロセスとmSAPプロセスの技術的な違いを見る必要があります。自分たちのニーズに最も合うものを選ぶべきです。コストは、材料と労働力だけではありません。

• どこでボードを作るか、また使用する技術によって価格は変わります。
• のような高密度機能 高密度相互接続（HDI）ボードしかし、レイヤーを少なくし、より良い基板を作ることで、トータルコストを下げることができます。しかし、より少ないレイヤーを使用し、より多くの良いボードを作ることで、トータルコストを下げることができます。
• カスタマイズと信頼性は重要です。小さなことでも UltiboardでのPCBボードサイズの変更長期的な価値に影響を与える可能性があります。
• プリント基板 プロジェクトでは、基板を小型化し、信号の経路を改善する方法が有効かもしれません。

最良の選択は、最初に支払う金額と、長期間にわたる価値のバランスを見つけることです。

キーポイント

• サブトラクティブPCB製造 は回路を作るために銅を取り去ります。シンプルで安価なプロジェクトに最適です。一度にたくさんの基板を作るのにも適しています。
• エムエスエーピー は、銅を必要な場所にのみ配置します。これにより、非常に小さなパーツを作ることができます。また、部品点数の多い高度な基板では、より良い信号品質が得られます。
• サブトラクティブ法は、簡単な設計であれば安くて速い。しかし、無駄が多く、非常に小さな部品をうまく扱うことができません。
• mSAPはより正確で、無駄が少なく、より強い信号を出します。しかし、コストがかかり、特別なツールとスキルが必要です。
• 最適な方法は、あなたのプロジェクトが何を必要としているかによって異なります。どれくらいの難易度か、どれくらいのコストか、どれくらいの数が必要なのか、どれくらいの効果が必要なのかを考える必要があります。

最高のPCB設計要因

コスト

PCBプロジェクトにおいてコストは大きな心配事です。多くのことが、あなたが費やす金額を変えることができます。基板をどのように組み立てるか、どれくらいのスピードが必要か、何枚の基板を作るか、設計の難易度などです。労働力、基板のサイズ、レイヤーの数、作業の正確さも重要です。企業は、彼らのお金とニーズに最適なPCB設計を選択するために、これらのすべてのものを見ます。

ファクターカテゴリー	測定可能な要素	PCB設計への影響
コスト	組立工程、納期、数量、複雑さ、労力、サイズ、層、精度	総コスト、各ボードごとのコスト、リソースの使用方法を変更

注：ボードをより早く、より丁寧に作りたい場合は、より費用がかかる場合があります。しかし、その分より良いボードを作り、より長持ちさせることができます。

パフォーマンス

PCBが実生活でうまく機能するかどうかは、性能と信頼性でわかります。設計をチェックし、適切な材料を選び、慎重に基板を作ることが重要です。基板を加熱したり振ったりするような強力なテストは、それがISO 9001やIPCのような規則に適合していることを確認します。すべてのバッチを同じにすることで、基板を長持ちさせることができます。

• AIは、PCB設計がより良い信号を持ち、より良い熱15-30%を処理するのに役立ちます。
• 一部報道では 信号品質 の方が30%より優れており、電気通信プロジェクトで必要なテストボードは25%より少なくて済みます。

複雑さ

PCB設計が難しくなっています 部品点数が多く、スペースが狭い場合。AIのようなスマート・ツールは、このような厳しい設計に役立ちます。60%より速く部品を配置し、基板を35%より小さくすることができます。しかし、特殊な問題やシステムを組み立てるには、やはり人が必要です。

アプリケーション

ボードに何をさせるかによって、設計や製造方法を選ぶことができます。成長、変化、新しい部品の使用が可能なボードは、アップグレードが容易です。自動車や家庭用ハイテク企業は、信号の問題を阻止し、故障の少ない基板を好みます。最適なPCB設計は、業務に必要なものに適合し、長持ちします。

減算法

プロセス

サブトラクティブ法は、PCBを製造する最も一般的な方法です。銅で覆われた基板から始めます。製造者は回路となる部分にマスクをかけます。化学薬品を使って余分な銅を取り除きます。必要な銅だけを残し、回路を作ります。これは片面でも多層でも有効です。銅が取り除かれた後、機械がミスをチェックします。新しいシステムは、化学薬品の使用量を減らし、より良い基板を作るのに役立ちます。

注：サブトラクティブ加工では、通常の場合、トレースを3milまで小さくすることができます。レーザーのような特殊なツールを使えば、0.5 milまで小さくすることができます。

能力

サブトラクティブPCB製造には多くの良い点があります。古くから信頼されているので、テレビや電話など多くのプリント基板に使われています。穴のある基板にも穴のない基板にも対応できます。この方法では、通常のPCB、フレキシブルPCB、一部のHDI基板を作ることができます。アディティブ工法よりも低コストです。大きな基板は最大95%の材料を使用し、機械はほとんどすべてのミスを見つけることができます。

メートル法カテゴリー	アドバンテージ／ポジティブ・データ
精密	最小トレース幅：3ミル（標準）、1ミル（アドバンスド）
寸法公差	±0.1mm（標準）、±0.025mm（精密）
材料利用	大型パネルの効率85～95%
コスト	添加法より低い設備コスト40-60%
生産改善	クローズドループ・システムにより化学薬品使用量を40%削減

制限事項

良い面もある減法法にも問題はあります。化学薬品によって側面が削られ、線が必要以上に太くなってしまうのです。そのため、非常に小さな線やスペースを作るのが難しくなります。また、銅や化学薬品の廃棄物が大量に出るため、地球にもよくありません。廃棄物には金属が多いので、取り扱いには注意が必要です。また、厚い銅や大きな穴ではうまくいきません。非常に小さな回路の場合は、セミアディティブのような他の方法の方が優れており、より良い基板が得られます。

メートル法カテゴリー	欠点／ネガティブ・データ
アンダーカット	片面0.5～1ミル
アスペクト比の制限	スルーホール用最大8:1
廃棄物	20-30% 銅屑、5-10% 基板損失
化学廃棄物	5～8リットル/m² PCB
環境への影響	高COD（8,000～20,000mg/L）、重金属汚染
細線制限	2ミル未満の線幅/間隔には適しません。

ヒント：メーカーがより小さなフィーチャーを求める場合、セミアディティブ法に切り替えることがよくあります。これらの方法は、新しいHDI基板にとってより良い結果をもたらします。

mSAP方式

プロセス

mSAP法はサブトラクティブ法とは異なります。メーカーはまず、基板上に薄い銅層を作ります。銅のトレースが必要なところに特別なマスクをします。その後、マークした場所にのみ銅を追加します。この工程では、銅を取り除く代わりにトレースを増やします。その後、マスクを外し、余分な銅を取り除きます。こうすることで、化学エッチングの使用量を減らすことができます。そうすることで、シャープで非常に細いラインを保つことができます。

注：mSAPは、15ミクロン（約0.6ミル）までの非常に小さなラインやスペースを作ることができます。そのため、高度な電子機器に最適です。

能力

mSAPは新しいPCB設計にとって良い点がたくさんあります：

• 超微細な機能： エンジニアはトレースとスペースを15-30ミクロンまで小さくすることができます。これは高密度相互接続（HDI）基板に役立ちます。
• より優れた信号性能： このプロセスは、信号損失とクロストークを削減します。このため、スマートフォンやサーバーなどのデバイスの動作が向上します。
• 信頼性の向上： 銅のトレースはエッジが滑らかで、厚さも均一です。これにより、基板を長持ちさせることができます。
• 材料の節約： mSAPは銅の使用量も化学薬品の使用量も少ないので、廃棄物も少なくて済みます。

能力	典型的な価値／利益
最小トレース/スペース	15～30ミクロン（0.6～1.2ミル）
レイヤー数	HDIは最大20層以上
シグナル・インテグリティ	20-30% 信号ロスが少ない
歩留まり	95%+、高度な設計向け

制限事項

mSAPは強いとはいえ、問題もあります：

• 減算法よりもコストがかかります。道具も材料も高価です。
• ボード作りは、特に大きなロットの場合、時間がかかります。
• すべてのPCB工場がmSAPに適したツールやスキルを持っているわけではありません。つまり、すべての企業がどこでもこれらの基板を製造できるわけではありません。
• この方法は薄い銅層で最も効果的です。高出力のために厚い銅を必要とする基板にはうまくいかないかもしれません。

ヒント企業は、非常に小さな機能と最高のパフォーマンスが必要な場合、たとえコストがかかってもmSAPを選ぶべきです。

減算法とmSAPの比較

フィーチャーサイズ

今日、プリント基板の製造において、フィーチャーサイズは非常に重要です。サブトラクティブ法は、より大きなフィーチャーを作ります。最小のトレースは通常75ミクロン以上の幅です。この方法は完全な銅層から始めます。メーカーは不要な銅を取り除きます。そのため、非常に小さなトレースを得ることは困難です。エッチングは銅線の底を広くします。そのため、小さなディテールを得るのは難しいのです。

mSAPは違う方法を使います。エンジニアはまず薄い銅の層から始めます。必要なところだけ銅を追加します。そうすることで、より小さなフィーチャーを作ることができるのです。そうすることもあります、 痕跡は25ミクロン、あるいは5ミクロンと小さいこともあります。.これは、スマートフォンや医療機器などに最適なプリント基板を作るのに役立ちます。

mSAPは非常に細いラインやスペースを作るのに役立ちます。これは小さな電子機器や高速回路に必要です。

方法	標準的な最小フィーチャーサイズ
減算法	>75ミクロン以上
エムエスエーピー	5～25ミクロン

精密

精度は、PCBがいかにうまく機能するか、特に高速で機能するかということです。サブトラクティブ・エッチングは、傾斜した側面を持つトレースを作ります。化学プロセスにより、トレースの側面が傾きます。これは信号損失の問題を引き起こす可能性があります。これは5Gや航空宇宙プロジェクトではより大きな問題です。

mSAPの方が精度が高いのです。特殊なツールを使って正しい場所に銅を配置します。これにより、直線的な側面と箱形のトレースができます。この形状は信号の制御を助け、信号の損失を止めます。エンジニアは厳しい設計でもmSAPを頼りにすることができます。

• 減算法：傾斜したトレース、正確さに欠ける、信号損失が大きい。
• mSAP：箱型のトレース、非常に正確、より良い信号。

mSAPトレースの箱型形状は、回路をより近くにまとめ、より良く機能させます。これが、ハードな作業に選ばれる理由です。

スケーラビリティ

スケーラビリティとは、メソッドが大小のジョブに対してどれだけうまく機能するかということです。減法法は長い間使われてきました。単純な基板に適しており、コストもかかりません。簡単な設計であれば、高速に動作します。

mSAPは新しいものですが、硬くて混み合った基板に適しています。mSAPは電話や医療器具のHDIプリント基板の多くに使用されています。また、無駄が少ないため、多くの基板を製造する際に費用を節約できます。

特徴	減算法	mSAP方式
生産量	シンプルなデザインで高い	複雑で高密度な設計に最適
コスト効率	複雑さが少ない場合に最適	高密度、大容量に最適
廃棄物発生量	廃棄物の増加	材料の無駄が少ない
アプリケーションフィット	家電製品、基礎	HDI、航空宇宙、医療、5G

タフな製品や小さな製品に最高のPCB設計を望む企業は、mSAPを使うべきです。新しいニーズに合わせて成長できます。

比較表

主要指標

エンジニアは主に次のようなことを行います。 サブトラクティブとmSAP PCBメソッドの比較.これらのことは、プロジェクトに最適な方法を選ぶのに役立ちます。どの方法も、得意なこともあれば不得意なこともあります。

ファブリケーション・メトリクス

• ボードの大きさとパネルに収まる数
• PCBの層数
• ボードの素材は？
• 最小限のトレースとスペース
• 穴の数と小ささ
• はんだマスクと基板上の文字または記号
• 金メッキのような表面の仕上げ
• エッジなどの特殊機能 電気コネクタ

組立指標

• 1パスや2パスリフローなどのアセンブリのタイプ
• 手作業や機械で部品を取り付ける場合
• 各部品の形状と品質
• 基板上のコネクタ配置
• どの程度ボードがテストされ、どの程度問題を見つけやすいか
• 組み立て時にボードのストレステストを行う場合
• ボードが修理ツールで動作する場合

検査と試験

• ボードを見て、X線を使って問題を発見
• ピールテストで、層がうまく密着するかどうかを確認します。
• はんだポットとフロート試験ではんだと熱の強さをチェック
• はんだ付けと接続の問題をAOIでチェック
• 故障や信号の問題を見つけるための電気テスト

メートル法	減算法	mSAP方式
最小トレース/スペース	75ミクロン以上	5～25ミクロン
レイヤー数	最大12名	20歳以上
廃棄物	より高い	より低い
シグナル・インテグリティ	スタンダード	スーペリア
組立互換性	高い	高（高度な設計用）
検査方法	視覚、AOI、電気	視覚、AOI、X線、電気
ボード1枚あたりのコスト	より低い	より高い
スケーラビリティ	シンプルなデザインに最適	複雑で高密度なプリント基板に最適

エンジニアはPCB方法を選ぶ前にこれらのことを見るべきです。最適な方法は、プロジェクトが必要とするサイズ、機能、コストによって異なります。

正しい方法の選択

PCBを作る正しい方法を選ぶことは、プロジェクトが何を必要としているかによって異なります。エンジニアや企業は、どれだけの機能がフィットするか、どれだけのコストがかかるか、どれだけの基板が必要かといったことを考えなければなりません。以下のガイドでは、さまざまな作業に最適な方法を示しています。

高密度設計

プロジェクトによっては、たくさんの小さな部品が近くにある必要があります。スマートフォンやスマートウォッチ、特殊な医療器具などです。このような場合、mSAP方式が最適です。この方法では、エンジニアは非常に細い線やスペースを作ることができます。また、mSAPは信号の働きを良くし、基板の強度を保ちます。これは高速で小型の電子機器にとって重要です。

• ISO 9001やAS9100の認証を取得している企業は、ボードの品質と安全性を保証しています。
• HDIとリジッドフレックスPCBのエキスパートが、新しい設計変更に迅速に対応します。
• 適切な素材と仕上げを選ぶことで、ボードはうまく機能し、コストもかかりません。
• RoHSやREACHなどの規則に従う必要があります。

コスト重視のプロジェクト

お金を節約することが最も重要な場合、減法法が通常最も安価です。この古い方法は、通常の電子機器、簡単な機械、学校のキットなどに有効です。企業は、設計を簡単にし、一度に多くの注文をすることで、より節約することができます。

• 早めにメーカーに相談することで、費用を抑える方法を見つけることができます。
• 多くのボードで同じパーツを使用することで、購入が簡単で安くなります。
• 最初にサンプルボードを作ることで、何枚も作る前に間違いを見つけることができるので、無駄が少なくなります。
• チームとよく話し合い、綿密な計画を立てることで、突発的な出費を防ぐことができます。

注： 錦江科技 適切な材料を選び、どのようにボードを作るかを計画することで、お客様のコスト削減をお手伝いします。

大量生産

一度にたくさんの基板を作るには、速くて、良くて、成長できる方法が必要です。減算法もmSAP法も、大口注文には有効です。最適な方法は、設計の難易度によります。減算法は単純な基板を大量に作るのに適しており、mSAP法はトリッキーで混雑した基板に適しています。

• 一度に多くのボードを作れば、1枚あたりのコストは安くなります。
• SMTのような機械を使うことで、より速く、より正確に製造することができます。
• 明確なマークとラベルは、機械が基板をチェックし、ミスを防ぐのに役立ちます。
• 熟練したメーカーと仕事をすることで、納期通りに部品を入手でき、支払いも少なくて済みます。

錦江科技は機械を使って たくさんのボードのチェックとテストそのため、大口の注文はいつも時間通りに届きます。

決定ガイド表

プロジェクトの必要性	推奨方法	主な検討事項
高密度設計	エムエスエーピー	超微細機能、シグナルインテグリティ、信頼性
コスト重視のプロジェクト	減算法	低コスト、標準機能、設計の簡素化
大量生産	両方（デザインによる）	拡張性、自動化、規模の経済性

エンジニアは、どれだけの機能が必要か、どれだけの資金があるか、どれだけの基板が欲しいかによって、PCBを作る方法を選ぶべきです。Jinxinyang Techのような専門家に依頼することで、どのような仕事にも最適なPCB設計を得ることができます。

業界動向

技術採用

PCB業界は急速に変化しています。企業は新しい市場のために新しい方法でPCBを製造しています。多くのトレンドが、エンジニアやメーカーのPCB製造方法に影響を与えています。

• コネクテッドカーは遠隔操作のために多くのPCBを必要とします。
• 携帯電話やスマートガジェットがプリント基板の需要を高めています。
• 3DプリントはPCBの製造方法を変えます。
• COVID-19は、PCBを1カ所だけで作るのは危険だと示しました。
• アップルやインテルのような大企業は、新しいアイデアに挑戦し、より多くの場所に建設しています。
• 北米が強いのは、ハイテク・ニーズと熟練労働者がいるからです。

よく見ると、市場のさまざまな部分がどのように成長しているかがわかります：

セグメント	主な証拠	技術導入の意味合いと今後の展望
PCBタイプ	HDI/マイクロビア/ビルドアップ・セグメントが最も速いCAGR	小型化・高密度回路を支える先進設計
材料	CAGR最速のポリイミド	柔軟な高機能素材が人気
基板	2024年、リジッドPCBの売上シェアが最大（46.5%）	耐久性のあるPCBは依然として重要ですが、フレキシブルなタイプも増えています。
将来の機会	ウェアラブルとIoTがコンパクトでフレキシブルなPCBの必要性を促進	新興ハイテク分野での用途拡大

今後の展望

専門家の意見 プリント基板製造 は成長し続けるでしょう。2021年の世界市場は$750億ドル。2030年には$1,200億ドルに達する可能性があります。フレキシブルPCBは2030年までに$410億の価値があり、毎年10%以上成長する可能性があります。自動化とAIにより、工場はより速く、より良く働くことができるようになります。工場の仕事のうち最大64%が機械によって行われる可能性があります。AIは仕事の生産性を50%向上させる可能性があります。環境に優しいこともより重要。新しい規則により、危険なものが67%削減されます。

下の表は、今後の動向を示したものです：

アスペクト	予想 / トレンド	サポート内容
PCB市場の成長	CAGR 3.3%～5.3%（2025年～2032年）	多層、HDI PCBが主要産業の成長を牽引
多層PCBセグメント	年平均成長率7.1%の急成長	遮蔽性の向上と設計の自動化により採用率が向上
環境規則	有害物質の規制強化	環境に優しい製造と新素材の推進
地域の成長	アジア太平洋がリード、北米は好調	両面プリント基板と高機能プリント基板の需要が増加

PCB設計の未来は、よりスマートで環境に優しく、さまざまな用途に柔軟に対応できるものになるでしょう。

最適なPCB設計方法を選ぶことは、それぞれのプロジェクトが何を必要としているかによって異なります。エンジニアは、コスト、機能性、そして基板が何をするかを考えなければなりません。覚えておくべき重要なことはプロジェクトの複雑さ、作業の正確さ、必要なボードの数、予算はすべてPCBを作る最良の方法を決定するのに役立ちます。減法法は、単純な基板や小ロットに適しています。mSAPは、混雑し、トリッキーで、小さな部品と強力な信号を必要とする基板に適しています。あなたのプロジェクトのための最良の選択をしたい場合は、Jinxinyang Techのような専門家に助けを求めることができます。

よくあるご質問