124
JERG-0-042C プリント配線板と組立品の設計標準 平成 28 9 29 C 改訂 宇宙航空研究開発機構

プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

プリント配線板と組立品の設計標準

平成 28 年 9 月 29 日 C 改訂

宇宙航空研究開発機構

Page 2: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

免責条項

ここに含まれる情報は、一般的な情報提供のみを目的としています。JAXA は、かかる情報の正

確性、有用性又は適時性を含め、明示又は黙示に何ら保証するものではありません。また、

JAXA は、かかる情報の利用に関連する損害について、何ら責任を負いません。

Disclaimer

The information contained herein is for general informational purposes only. JAXA makes no

warranty, express or implied, including as to the accuracy, usefulness or timeliness of any

information herein. JAXA will not be liable for any losses relating to the use of the information.

発行

〒305-8505 茨城県つくば市千現 2-1-1

宇宙航空研究開発機構 安全・信頼性推進部

JAXA(Japan Aerospace Exploration Agency)

Page 3: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

ii

目 次

1. 総則 ................................................................................... 1

1.1 目的 .................................................................................. 1 1.2 範囲 .................................................................................. 1 1.2.1 新規開発品 ............................................................................ 1 1.2.2 国外製品 .............................................................................. 2 1.2.3 付帯事項 .............................................................................. 2 1.2.4 プリント配線板の分類 .................................................................. 3

2. 関連文書 ............................................................................... 4

2.1 適用文書 .............................................................................. 4 2.2 参考文書 .............................................................................. 6

3. 用語の定義 ............................................................................. 8

4. 一般要求事項 ........................................................................... 8

4.1 一般 .................................................................................. 8 4.1.1 プリント配線板とその組立品に関する信頼性の原則 ........................................ 8 4.2 図面等作成要求 ....................................................................... 10 4.2.1 一般(図面等作成).................................................................... 10 4.2.2 プリント配線図 ....................................................................... 10 4.2.3 プリント配線データ ................................................................... 11 4.2.4 組立図 ............................................................................... 12 4.2.5 部品リスト ........................................................................... 12 4.3 一般設計要求 ......................................................................... 13 4.3.1 一般(設計要求)...................................................................... 13 4.3.2 プリント配線板の部品配置配線設計 ..................................................... 13 4.3.3 プリント配線板の形状 ................................................................. 13 4.3.4 品質確認試験パターン ................................................................. 14 4.3.5 ソルダレジストの適用 ................................................................. 14 4.3.6 接着固定の適用 ....................................................................... 15 4.3.7 コンフォーマルコーティングの適用 ..................................................... 15

4.3.8 熱伝導経路への考慮 ................................................................... 16 4.3.9 振動・衝撃への考慮 ................................................................... 18

5. 詳細要求事項 .......................................................................... 20

5.1 材料への要求 ......................................................................... 20 5.1.1 プリント配線板材料 ................................................................... 20

Page 4: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

iii

5.1.2 多層プリント配線板の厚さ ............................................................. 22 5.1.3 めっき及びはんだコーティング ......................................................... 22 5.1.4 ソルダレジスト ....................................................................... 24 5.1.5 固定用接着剤 ......................................................................... 24 5.1.6 コンフォーマルコーティング ........................................................... 24 5.2 プリント配線板の選定 ................................................................. 25 5.2.1 プリント配線板の選定方法 ............................................................. 25 5.3 部品取付要求 ......................................................................... 29 5.3.1 熱応力 ............................................................................... 29 5.3.2 ストレスリリーフ ..................................................................... 30 5.3.3 部品配置 ............................................................................. 32 5.3.4 スルーホールへの挿入実装部品のレイアウト ............................................. 32 5.3.5 表面取付け部品のレイアウト ........................................................... 35 5.3.6 両端子部品の垂直取付 ................................................................. 40 5.3.7 部品配置要求 ......................................................................... 40 5.3.8 部品取付け要求 ....................................................................... 41 5.3.9 面間接続 ............................................................................. 44 5.3.10 はんだ接続 ........................................................................... 45 5.3.11 端子 ................................................................................. 51 5.3.12 端子への部品取付及び導線取付 ......................................................... 54 5.4 導体への要求 ......................................................................... 56 5.4.1 導体箔の厚さ ......................................................................... 56 5.4.2 導体幅 ............................................................................... 56 5.4.3 導体間隙 ............................................................................. 61 5.4.4 取付間隙 ............................................................................. 63 5.4.5 広面積導体パターン ................................................................... 63 5.4.6 ガイドクリップしゅう動部分 ........................................................... 64 5.5 ランドと穴への要求 ................................................................... 65 5.5.1 穴の寸法及び位置 ..................................................................... 65 5.5.2 アニュラーリング ..................................................................... 65 5.5.3 設計最小ランド直径 ................................................................... 66 5.5.4 広面積導体部のランド ................................................................. 66 5.5.5 端子取付用ランド ..................................................................... 67 5.5.6 表面取付用ランド ..................................................................... 67 5.5.7 はんだフィレット ..................................................................... 68 5.5.8 部品取付用めっきスルーホールの寸法と公差 ............................................. 69 5.5.9 穴と部品リードのクリアランス ......................................................... 69 5.5.10 穴とかしめ端子のクリアランス ......................................................... 69

Page 5: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

iv

5.5.11 プリント配線板取付穴 ................................................................. 70

付録Ⅰ用語の定義 ........................................................................... Ⅰ-1

付録Ⅱ補足設計情報 ......................................................................... Ⅱ-1

Page 6: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

v

図 表 目 次

図 4-1 部品上面からプリント配線板への熱伝導パスを設けた場合の実施例 .................. 17 図 4-2 金属フレームによるプリント配線板の補強例 ...................................... 19 図 5-1 プリント配線板厚み ............................................................ 22 図 5-2 ストレスリリーフと拘束個所 .................................................... 30 図 5-3 取付形態 ...................................................................... 31 図 5-4 両端子部品の取付穴最小間隔 .................................................... 34 図 5-5 表面取付部品用ランド間隔(丸形リード線) ...................................... 35 図 5-6 表面取付部品用ランド間隔(リボン形リード線) .................................. 36 図 5-7 表面取付部品用ランド間隔(フラットパッケージタイプ) .......................... 37 図 5-8 表面取付部品用ランド寸法(チップ部品タイプ) .................................. 38 図 5-9 垂直取付部品 .................................................................. 40 図 5-10 片端子部品の自立状態取付 ..................................................... 42 図 5-11 プリント配線板のはんだ接続 ................................................... 45 図 5-12 丸形リード線めっきなしスルーホールオフセット沿わせ実装 ....................... 46 図 5-13 丸形リード線表面沿わせ実装 ................................................... 46 図 5-14 リボン形リード線めっきなしスルーホールオフセット沿わせ実装 ................... 47 図 5-15 リボン形リード線表面沿わせ実装 ............................................... 47 図 5-16 丸型リード線めっきスルーホール折り曲げ実装 ................................... 48 図 5-17 丸型リード線めっきなしスルーホール折り曲げ実装 ............................... 49 図 5-18 ストレート実装(めっきなしスルーホール) ..................................... 50 図 5-19 ストレート実装(めっきスルーホール) ......................................... 50 図 5-20 ロール形かしめ ............................................................... 51 図 5-21 V形漏斗かしめ ............................................................... 51 図 5-22 端子のはんだ接続での割れのメカニズム ......................................... 52 図 5-23 楕円漏斗かしめ ............................................................... 52 図 5-24 楕円形漏斗かしめのかしめ工具 ................................................. 53 図 5-25 端子に取り付ける部品のストレスリリーフの方法 ................................. 54 図 5-26 ワイヤハーネスの端子への取付 ................................................. 55 図 5-27 プリント配線板の外層導体の幅と厚さ ........................................... 57 図 5-28 多層プリント配線板の内層導体の幅と厚さ ....................................... 59 図 5-29 広面積導体パターンの推奨例 ................................................... 63 図 5-30 ガイドクリップしゅう動部詳細 ................................................. 64 図 5-31 熱抑止部を備えたグランド及び電源プレーンのランド部分(代表例) ............... 66 図 5-32 望ましいランド形状と望ましくない形状の例 ..................................... 68 図 5-33 矩形リード用スルーホール穴径 ................................................. 69

Page 7: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

vi

表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例) ....................................... 21 表 5-2 プリント配線板の表面処理 .......................................................... 23 表 5-3 プリント配線板選定標準 ............................................................ 26 表 5-4 プリント配線板の主な特性値 ........................................................ 28 表 5-5 リード線直径(d)による最小半径(R) ............................................ 33 表 5-6 コーティングされたプリント配線板の導体間隙 ........................................ 62

Page 8: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

1

1. 総則

1.1 目的

本書は、ロケット、人工衛星等の宇宙飛行体及びそれらの搭載機器(以下、宇宙飛行体という。)

に適用するプリント配線板とその組立品に関する設計要求事項及び設計ガイドラインを定める。

1.2 範囲

(1) 本書に定める要求事項は、宇宙飛行体の搭載機器に適用する、プリント配線板、ディスクリー

トワイヤ配線板、フレキシブルプリント配線板、フレックスリジッドプリント配線板とその組

立品の設計に適用する。

(2) 本書は、契約上の仕様書で指定された場合に適用する。この場合、契約の相手側のみならず、

契約の一部を遂行する下請業者等においても本書を適用しなければならない。

(3) 仕様書に本書の適用が規定され、特に指示が無い場合は、本書の適用対象及び適用事項は、開

発品目の区分に従い、1.2.1 項のとおりとする。ただし、適用除外する場合には、理由を明確

にした上で、宇宙航空研究開発機構(以下、機構という。)の検査員と協議を行い定めるもの

とする。

1.2.1 新規開発品

宇宙飛行体の搭載機器の設計、試作、製作などを新規に行う場合は、次の区分に従うものとす

る。

(1) 開発モデル(EM*1等)

開発モデルは、本書を適用しなくてもよい。ただし、環境試験や寿命試験を行う場合には、本

書を適用する。

(2) 実機モデル(PM*2、PFM*3及びFM*4)

実機モデルは、本書を適用する。

(3) 補用品及び予備品

補用品及び予備品は、本書を適用する。

*1 EM :Engineering Model・・・・・エンジニアリングモデル

*2 PM :Prototype Model・・・・・・・プロトタイプモデル

*3 PFM :Proto-Flight Model・・・・プロトフライトモデル

*4 FM :Flight Model・・・・・・・・・・フライトモデル

Page 9: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

2

1.2.2 国外製品

宇宙飛行体の搭載機器のうち、設計、試作、製作、改修などを国外において実施し、本書を適

用することが困難な国外製品は、1.2.1 項の規定にかかわらず、これに代えて下記の文書を適用

することができる。

IPC-2221 “Generic Standard on Printed Board Design”

IPC-2222 “Sectional Design Standard for Rigid Organic Printed Boards”

IPC-2223 “Sectional Design Standard for Flexible Printed Boards

(Supersedes IPC-D-249)”

1.2.3 付帯事項

(1) プリント配線板とその組立品の設計及び組立に関する審査

契約の相手方は、本書に適合しない事項について、その内容及びその評価根拠を要約し、基本

設計審査会、詳細設計審査会又はこれらに相当する審査会において機構の審査を受けるものとす

る。

(2) 審査結果の反映

契約の相手方は、設計審査会における本書の適用に関わる審査結果を、品質、信頼性又は安全・

開発保証のプログラム計画書の実施項目(設計の標準化、EEE部品パッケージング審査、技術

文書)の関連資料(図面、設計標準、手順書、管理規定など)に反映するものとする。

Page 10: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

3

1.2.4 プリント配線板の分類

プリント配線板は以下のタイプに分類する。

(1) ガラス布基材ポリイミド又はエポキシ樹脂絶縁プリント配線板

及び ファインピッチ用ガラス布基材ポリイミド又はエポキシ樹脂絶縁プリント配線板

(JAXA-QTS-2140 付則 A及び B)

a. 片面板(スルーホールのない両面板も含む):加工記号Ⅰ

b. 両面板:加工記号Ⅱ

c. 多層板:加工記号Ⅲ

(2) ガラス布基材エポキシ樹脂絶縁ディスクリートワイヤ配線板 (JAXA-QTS-2140 付則 C)

a. 汎用構造:構造記号Ⅰ

b. 高放熱構造(熱伝導材:銅板):構造記号Ⅱ

c. 高放熱・低熱膨張構造(熱伝導材:CIC):構造記号Ⅲ

(3) ポリイミドフィルム絶縁フレキシブルプリント配線板 (JAXA-QTS-2140 付則 D)

a. 補強板のない片面板(フレキシブル片面プリント配線板):加工記号Ⅰ

b. 補強板のない両面板(フレキシブル両面プリント配線板):加工記号Ⅱ

c. 補強板付片面板(フレキの補強用にアンクラッド材を一部に積層したフレキシブル片面

プリント配線板):加工記号Ⅲ

d. 補強板付両面板(フレキの補強用にアンクラッド材を一部に積層したフレキシブル両面

プリント配線板):加工記号Ⅳ

(4) フレックスリジッドプリント配線板 (JAXA-QTS-2140 付則 E)

a. アウタータイプ(フレキ部が外層1層で構成されているフレックスリジッドプリント配

線板):構造記号Ⅰ

b. インナータイプ(フレキ部が内層1~4層で構成されているフレックスリジッドプリン

ト配線板):構造記号Ⅱ

(5) CIC 入り低熱膨張ガラス布基材ポリイミド樹脂絶縁プリント配線板 (JAXA-QTS-2140

付則 F)

a. 片面板(スルーホールのない両面板も含む):加工記号Ⅰ

b. 両面板:加工記号Ⅱ

c. 多層板:加工記号Ⅲ

Page 11: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

4

2. 関連文書 2.1 適用文書

下記の文書は、本書に規定する範囲において、本書の一部をなすものである。特に規定のない限

り本書適用時の最新版とする。

(1) 宇宙航空研究開発機構文書

a. JAXA-QTS-2140 宇宙開発用信頼性保証プリント配線板共通仕様書

b. JERG-0-039 宇宙用はんだ付工程標準

c. JERG-0-040 宇宙用電子機器接着工程標準

(部品接着固定、コンフォーマルコーティング及びポッティング)

d. JERG-0-041 宇宙用電気配線工程標準

e. JERG-0-043 宇宙用表面実装はんだ付工程標準

f. CR-68805 NASDA 接着施工 技術関連データ集

g. JERG-0-035 宇宙開発事業団部品適用ハンドブック

- 注意 -

A改訂に伴い、適用文書からADS(適用データシート)を削除する。

ADSは環境限界特性、動作環境条件下の特性など、部品選定や設計時に必要な情報を認定

メーカがまとめるものである。

一方、宇宙用部品の認定方式はQPLからQMLに移行しつつある。

その結果、認定メーカ数も発行されるADS数も増え、製造工程・設備などに対する変更・

改訂の自由度が高くなるため、ADSの改版も増える。

そこでADSを記載するのは実情に合わないと考えて削除する。

部品使用者は認定メーカ及び公開・宇宙用共通部品データベースから最新のADS情報を

得ることが重要である。

B改訂に伴い、適用文書からQPL文書を削除する。

宇宙用部品の認定方式はQPLからQMLに実質的に移行が終了したためである。

Page 12: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

5

(2) 公共規格等

a. IPC-SM-840 : Qualification and Performance Specification of Permanent

Solder Mask and Flexible Cover Materials

b. IPC-4101 :Specification for Base Materials for Rigid and Multilayer

Printed Boards

c. JPCA/NASDA-SCL01 :宇宙開発用信頼性保証プリント配線板用共通材料個別仕様書

d. CID A-A-56032 :Ink Marking、Epoxy Base.

e. IPC-2221 :Generic Standard on Printed Board Design

f. IPC-2222 :Sectional Design Standard for Rigid Organic Printed Boards

g. IPC-2223 :Sectional Design Standard for Flexible Printed Boards

(Supersedes IPC-D-249)

h. IPC-2224 :Sectional Standard of Design of PWB for PC Cards

i. IPC-2225 : Sectional Design Standard for Organic Multichip Modules

(MCM-L) and MCM-L Assemblies

j. IPC-2226 :Sectional Desigin Standard for High Density Interconnect (HDI)

Printed Boards

k. SAE-AMS-QQ-N-290 :Nikel Plating (Electrodepositied)

l. ANSI/J-STD-006 :Requirments for Electronic Grade Solder Alloys and Fluxed and

Non-Fluxed Solid Solders for Electronic Soldering

Applications

m. IPC-4204 :Flexible Metal-Clad Dielectrics for Use in Fabrication of

Flexible Printed Circuitry

n. IPC-4203 :Cover and Bonding Material for Flexible Printed Circuitry

Page 13: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

6

2.2 参考文書

下記の文書は、本書の記載内容を補足するために参考となるものである。

a. MIL-PRF-55110 :Printed Wiring board,Rigid,General Specification for <New

design use MIL-PRF-31032:1997/12/31>

b. MIL-PRF-31032 :Printed Circuit Board/Printed Wiring Board, General

Specification for

c. MIL-A-8625 :Anodic Coatings、 for Aluminum and Aluminum Alloys

d. SAE AMS-QQ-A-250 : Aluminum and Aluminum Alloy Plate,and sheet

e. ASTM B 152 :Copper Sheet, Strip, Plate, and Rolled Bar

f. IPC-SM-780 :Component Packaging and Interconnecting with Emphasis

on Surface Mounting

g. IPC-7351 :Generic Requirements for Surface Mount Design and Land Pattern

Standard

h. IPC-D-279 : Design Guidelines for Reliable Surface Mount Technology

Printed Board Assemblies

i. IPC-D-330 :Design Guide Manual

j. IPC-T-50 : Terms and Definitions for Interconnecting and Packaging

Electronic Circuits

k. IPC-D-325 :Documentation Requirements for Printed Boards, Assemblies and

Support Drawings

l. IPC-2141 :Controlled Impedance Circuit Boards and High Speed Logic Design

m. IPC-FA-251 :Guidelines for Single and Double Sided Flex Circuits

n. JIS H 4000 :アルミニゥム及びアルミニゥム合金の板及び条

(Aluminum and Aluminum alloy sheets, strips and plates)

o. JIS H 3100 :銅及び銅合金の板並びに条

(Copper and copper alloy sheets, plates and strips)

p. JIS-C-5603 :プリント回路用語

(Terms and definitions for printed circits)

q. JIS-C-5013 :片面及び両面プリント配線板

(Single and double sided Wiring boards)

r. JIS-C-5014 :多層プリント配線板 (Multilayer printed wiring boards)

s. JIS-C-5017 :フレキシブルプリント配線板-片面・両面

(Flexible printed wiring boards- Single-sided,Double-sided)

Page 14: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

7

t. D.S.Steinberg 、 ”Vibration Analysis for Electronics 、 Equipment.(Second

Edition)”1988 Jhon Wiley & Sons Inc 、 A Wily-Interscience

Pubulication

u. D.S.Steinberg、”Protecting PCBs From Shock、” Machine Design、Mar.10、1983

v. 平成2年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書「電子機器の実装技術の標準化(その2)」

w. 平成3年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書「電子機器の実装技術の標準化(その3)」

x. JERG-0-042-TM001 :プリント配線板と組立品の設計標準(JERG-0-042)技術データ集

y. JERG-0-043-TM001 :宇宙用表面実装はんだ付工程標準(JERG-0-043)技術データ集

Page 15: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

8

3. 用語の定義 本書で使用する用語の定義については、付録Ⅰを参照のこと。

4. 一般要求事項 4.1 一般

契約の相手側は、本書の要求事項に適合する事を確認し、設計基準、工程仕様書等を整備し、こ

れに基づいたプリント配線板とその組立品の設計及び管理を実施する責任がある。

4.1.1 プリント配線板とその組立品に関する信頼性の原則

(1) 信頼性の確保

プリント配線板の信頼性は、適切な設計、管理(工程・工具・材料・作業環境)、及びワーク

マンシップの要素により達成されるため、適切な対応を講じること。

(2) 設計上の考慮事項

プリント配線板とその組立品の信頼性を確保する為の基本的な設計上の留意事項は、次のとお

りである。詳細は JAXA-QTS-2140の個別仕様書を確認すること。

a. 材料と部品の選定

プリント配線板及び組立品の材料(プリント配線板材料や組立材料等)と部品の選定及び

その設計においては、電気的、機械的、熱的要求及び環境条件を十分考慮して行うこと。

b. はんだ接続方式の設計

部品取付への要求(製造条件及び使用環境条件に対しての接合信頼性の確保等)に対し、

それに対応した適切なはんだ接続方式の設計を行うこと。

c. 導体幅、導体間隙、層間厚みの寸法

プリント配線板の導体幅、導体間隙、層間厚み及び他のクリティカルな寸法は、電気性能

(電流値、電圧値、特性インピーダンス値等)と製造誤差を十分考慮し設計すること。

d. 挿入部品等の取付穴寸法及び表面実装部品等の取付ランド寸法

挿入部品等の取付穴寸法や表面実装部品等の取付ランド寸法は、部品のリード線寸法や端

子形状等に合致した適切な設計を行う事。取付ランドの設計において、接合信頼性の確保、

はんだ付け(人手はんだ付け、フローはんだ付け、リフローはんだ付け等)時の組立不具合

発生の要因の低減、及びはんだ付け時の部品やプリント配線板への熱ストレスの低減を十分

考慮すること。

Page 16: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

9

e. 熱及びノイズ等を考慮した配置配線設計

熱を考慮した部品配置設計(発熱部品のバランスの良い配置)及びノイズ等を考慮した配

線設計等を行い、有効スペースを最適に活用し、信頼性に考慮して高密度実装に対応するこ

と。

f. プリント配線図及び設計データの作成

正確なプリント配線板の製造データを作成できる、プリント配線図及び設計データの作成

を行うこと。

―注意―

ノイズについては、特に高周波(100MHz 以上)で動作する高速回路実装

基板での近傍磁界ノイズに注意すること。配線設計にて考慮すべき項目と

しては以下がある。

導体厚さ / 最大配線長 / ビア数 / 基板端距離/グランドまたぎ

リターンパス / 放射電界信号ガードパターン / 信号ガードビア間隔

/ プレーン外周 / フィルタ / デカップリング / 差動伝送/クロス

トーク/プレーン共振 / インピーダンス / 配線屈曲 / コネクタ回り

/スタブ配線

詳細については、付録Ⅱに示す補足設計情報及び JERG-0-042-TM001 プリ

ント配線板と組立品の設計標準(JERG-0-042)技術データ集の技術データ 2

第 1 項 近傍磁界放射抑制を考慮したプリント配線板の設計ガイドライン

を参考とする事。

―注意―

プリント配線板と組立品の設計にあたっては,付録Ⅱに示す補足

設計情報及び JERG-0-042-TM001 プリント配線板と組立品の設計標

準(JERG-0-042)技術データ集の不具合事例を参考とする事。

Page 17: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

10

4.2 図面等作成要求

本書に基づき以下に示す図面等を作成する。

4.2.1 一般(図面等作成)

(1) プリント配線板設計情報

プリント配線板設計において必要な設計情報は、プリント配線板外形図、回路図、部品リスト、

部品カタログ及びプリント配線板設計要求仕様書の組み合わせが一般的である。

(2) プリント配線板製造情報

プリント配線板を製造するために準備する最低限の情報は、プリント配線図及びその設計デー

タである。

(3) プリント配線板組立情報

プリント配線板組立品を製造するために準備する最低限の図面は、組立図及び部品リストであ

る。

4.2.2 プリント配線図

プリント配線図は、プリント配線板を設計、製造するために必要なすべての情報を含むものと

する。プリント配線図には、部品取付ランド及び信号接続スルーホールを含んだ各層の配線パタ

ーンの幅・間隔・形状、外形寸法、穴の大きさと位置、ソルダレジスト、スクリーン印刷、製造

ロット番号等のトレーサビリティマーキング(位置については製造業者に任せることが出来る)、

品質確認試験パターン(4.3.4 品質確認試験パターン参照)、材料要求、(適用できるなら)層

間の最小絶縁間隔及びその他の個別詳細プリント配線板要求を定めること。但し、配線パターン、

穴位置等詳細に寸法を記入できない場合は、同時に支給するプリント配線設計データにより代替

する事ができる。

(1) 外形寸法

プリント配線板の外形寸法と公差を定めること。板厚の公差は特に指定のない限り、片面及び

両面板で±10%、多層板で±13%とする。但し、フレキシブルプリント配線板は標準厚の±10%

か±0.18 ㎜の何れか大きい方とする。両面・多層プリント配線板及びフレキシブルプリント配線

板等の詳細は製造メーカと協議して決定すること。

(2) 特殊な形状

すべての特殊な形状に関する位置、寸法及び公差を規定すること。公差は、現実的な公差にし、

設計上必要とするよりも厳しくしないこと。但し位置、寸法について詳細に記入できない場合は、

同時に支給するプリント配線設計データにより代替する事ができる。

Page 18: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

11

(3) 一般的な注記

以下の情報に限定しないが、必要に応じて図面に注記を含めること。

a. 適用仕様書

機構仕様書又は他の承認された仕様書の要求に従って製造すること。

b. 材料の呼出し

多層板のプリント配線板に対して、プリプレグは、積層板の材質と同じタイプを原則とす

る。

c. 層間の絶縁間隔の規定

層間の絶縁間隔(硬化後)は、電気的に重要である場合には規定すること。硬化後の最小

絶縁間隔は、0.08mm とし、使用電圧により適宜適切な絶縁距離を確保することとする。

但し、フレキシブルプリント配線板及びフレックスリジッドプリント配線板の絶縁間隔は

適用文書(1)a を参照のこと。

d. 材料仕様

プリント配線板の構造、絶縁、めっきなどに指定する特定の材料とその仕様書を指定する。

e. ソルダレジストの規定

機構仕様書の要求を満足できる、または承認された他の仕様書の要求に従ったソルダレジ

ストの適用とソルダレジストのタイプを指定する。

4.2.3 プリント配線データ

プリント配線データは、プリント配線図に示されたプリント配線板の製造に必要な詳細情報の

電子データである。通常ガーバーフォーマット等の電子データによりメーカに支給される。

プリント配線図とプリント配線データが一対一に対応するよう、電子データの詳細及び受け渡

し方法等についてメーカと設計者側が取り決めを行うこと。

Page 19: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

12

4.2.4 組立図

すべての組立要求、許容値、必要な製造データは、プリント配線板組立図又はサブ組立図(製

造手順書等)上に定め文書化すること。これらの組立図は、少なくとも以下の情報を含めること。

(1) 部品取付要求及び適用仕様書。

(2) 清浄度、静電防止、トルク値などを管理するための特別な要求。

(3) コンフォーマルコーティング及びマスキング材料の型名、厚さ要求及び適用仕様書と手

順。

(4) すべての部品の位置と識別。

(5) 部品の方向と極性。

(6) 支持及び剛性が要求される場合には、トランジスタ取付パッド、クランプ、サポート、

ヒートシンクなどの構成詳細。

(7) リード線成形要求、すなわち、折り曲げ又はスタッド取付け。

(8) 部品固定接着剤、位置及び適用仕様書と手順。

(9) スリーブ材料、位置及び適用仕様書。

(10) 組立品の外形寸法。重要な場合には、最大の部品高さを含める。

(11) マーキング要求、位置、マーキング材料型名と色、及び適用仕様書と手順。

(12) 他の組立品への相互接続要求。適用できるならコネクタのキー指定。

(13) 上記以外の特殊工程及び手法の要求。

(14) はんだ付け要求と適用仕様書、すなわち、JERG-0-039、043 又は相当仕様書。

(15) 部品型名、位置、方向、取付方法を含む端子取付要求及び適用仕様書と手順。

4.2.5 部品リスト

部品リストは、プリント配線板組立品を完成させるために必要なすべての部品(電子部品、コ

ネクタなど)及び他の品目も含むこと。部品リストには、部品を正しく識別できるように参照記

号(R1、R2等)を明記する。またこの参照記号をキーとして部品型名及び仕様書番号等を識別で

きること。

Page 20: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

13

4.3 一般設計要求

4.3.1 一般(設計要求)

総合的な設計では、プリント配線板単体だけでなく、プリント配線板組立品の全体も考慮する

こと。本書で示す設計の基本要素に加えて、清浄度、検査の容易性、保全性などの要因について

も可能なかぎり考慮すること。

4.3.2 プリント配線板の部品配置配線設計

プリント配線板の配置配線設計は、一般的に CAD(コンピュータを使用した配置配線支援シス

テム)を使用し行われる。プリント配線板 CAD データ内には、回路図による相互接続情報を含ん

だプリント配線板の設計・製造情報(部品配置情報、パターン配線情報及び各設計等級によるラ

イン/スペースを含んだ設計ルール情報のすべての配線板情報)が作成される。このプリント配

線板 CAD データを元に、プリント配線板の製造・組立に必要な、プリント配線図、プリント配線

データ、組立図を作成する。

4.3.3 プリント配線板の形状

(1) プリント配線板そり防止の措置

ウェーブはんだ付けで発生するプリント配線板の反りは、はんだ接合や筐体への組立に不具合

を生じる可能性があるため、ウェーブはんだ付け時には、必要に応じプリント配線板のそり防止

の処置を考慮すること。

(2) 外形形状

特に規定しないが、プリント配線板の作成、加工及び取り扱いが容易な形状で、特に凹部の内

径は、最小半径を 1mm以上にするのが望ましい。詳細は製造メーカと協議して決定すること。

Page 21: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

14

4.3.4 品質確認試験パターン

プリント配線板の品質と信頼性を決定しやすくするために、製作する各ワーキングパネルに下

記(1)~(6)に示す各プリント配線板仕様書に規定された試験パターンを配置して品質確認試験を

行うことを標準とする。

(1) ガラス布基材ポリイミド又はエポキシ樹脂絶縁プリント配線板(JAXA-QTS-2140 付則 A)

(2) ファインピッチ用ガラス布基材ポリイミド又はエポキシ樹脂絶縁プリント配線板

(JAXA-QTS-2140 付則 B)用

(3) ガラス布基材エポキシ樹脂絶縁ディスクリートワイヤ配線板 (JAXA-QTS-2140 付則 C)

(4) ポリイミドフィルム絶縁フレキシブルプリント配線板 (JAXA-QTS-2140 付則 D)用

(5) フレックスリジッドプリント配線板 (JAXA-QTS-2140 付則 E)用

(6) CIC入り低熱膨張ガラス布基材ポリイミド樹脂絶縁プリント配線板 (JAXA-QTS-2140 付

則 F)用

4.3.5 ソルダレジストの適用

プリント配線板に対してソルダレジストを適用する場合は、ソルダレジストの下の導体は、裸

の銅か酸洗いした銅であること。

露出しているすべての導体部分(ランド、スルーホールなど)は、はんだコート等の表面処理

が必要である。

プリント配線板にソルダレジストを使用しても、プリント配線板組立品でのコンフォーマルコ

ーティングを省略できることにはならない。

ソルダーレジストを絶縁材として使用してはならない。

Page 22: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

15

4.3.6 接着固定の適用

(1) 適用部品

衝撃、振動又は取扱いにより損傷する恐れのある部品に適用する。(5.1.5 固定用接着剤参照)

(2) 適用接着剤

接着剤は、十分な機械的支持ができる強度で、非腐食性の電気的に絶縁性のある材料とし、部

品又ははんだ接続点に与える熱的、機械的応力を最小にするものであること。

接着剤は、調整可能部品の調整可能部分又は電気的かん合面若しくは機械的なかみ合わせ面に

は使用しないこと。

可能な限り、コンフォーマルコーティングやソルダレジストと対照的な色の接着剤の使用を設

計者は指示することが望ましい。この色によって、接着剤の適用と適切な範囲に使用されている

ことが目視で確認することが容易になる。

接着剤は、固定しようとするプリント配線板や基材と部品、及び固定後に塗られるコンフォー

マルコーティングと接着し、適合するものであること。

接着材料は JAXAの接着施工技術関連データ集(CR-68805)を参考のこと。

4.3.7 コンフォーマルコーティングの適用

(1) 適用

止むをえない設計上の理由により他の方法が指示されている場合やコンフォーマルコーティン

グを行うと電気的性能劣化のある部分を除き、すべてのプリント配線板組立品は、コンフォーマ

ルコーティングを施すこと。(5.1.6 コンフォーマルコーティング参照)

(2) 制限事項

調整可能部品の調整部分又は電気的かん合面や機械的かみ合わせ面にコーティングを施さない

こと。

(3) 留意点

コンフォーマルコーティングの適用が組立品の熱的又は電気的性能を低下させないように適切

にマスキングするか他の方法で保護すること。

コンフォーマルコーティングの材料は JAXA の接着施工技術関連データ集(CR-68805)を参考の

こと。

Page 23: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

16

4.3.8 熱伝導経路への考慮

熱的クリティカル部品(高発熱部品および高温に弱い部品)をプリント配線板上に実装する場

合には、部品からの熱伝導経路を考慮しなければならない。

(1) 部品配置

特に電力回路等では、1つのプリント配線板上に高発熱部品および高温に弱い部品が混在して

いる場合がある。このような場合には、高発熱部品と高温に弱い部品とを物理的に離れた位置に

配置し、これらを分離することが望ましい。

(2) 熱伝導経路としてのプリント配線板

多層プリント配線板においては、電源層および GND層をベタパターン(広い面積導体パターン)

としてシャーシまでの熱伝導を良好に保つことで、部品からの熱伝導経路としてプリント配線板

を利用することができる。さらに高い熱伝導が必要な場合に、電源層・GND 層の銅箔厚を厚手に

する手段もある。

またこの場合、発熱部品とプリント配線板の間を熱伝導性シートやコンパウンドで充填するこ

とにより、熱伝導効率を上げることができる。さらに高い熱伝導が必要な場合には、金属コアの

プリント配線板を使用することにより効率的な熱伝導を得ることができる。ただし、金属コア、

プリント配線板母材および実装部品各々の熱膨張率の違いに対する検討が必要である。

(3) 高発熱部品の局所的熱伝導

高発熱部品において、熱伝導経路としてプリント配線板のみでは成り立たない場合には、ヒー

トシンク、ヒートパス等による局所的な熱伝導経路を設ける必要がある。これらの形状は発熱部

品の形状、発熱量および許容温度範囲、部材の物性値ならびに伝導先(シャーシ等)の表面温度によ

って決定され、その取付方法は接着またはネジ止めによる。実施例を図 4-1 部品上面からプリ

ント配線板への熱伝導パスを設けた場合の実施例に示す。

また、ヒートシンク、ヒートパス等による局所的な熱伝導経路を設ける場合には以下の点に注

意のこと。

a. 発熱部品とヒートシンク及びヒートパス間は熱伝導性シートやコンパウンドを充填し

て熱伝導効率を上げる。特に部品のケースが金属ケースの場合には絶縁性の熱伝導性シー

トやコンパウンドを使用すること。

b. ヒートシンク、ヒートパスがプリント配線板上の部品とシャーシ間にまたがる場合に

は、これらにより部品を機械的に拘束するおそれがある為、部品のストレスリリーフにつ

いての検討が必要である。図 4-1 部品上面からプリント配線板への熱伝導パスを設けた

場合の実施例に示す。

Page 24: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

17

B

HIC

A/D

HIC

MPX

HIC

MPX

HIC

MPX

コネクタ

(材料:アルミニウム)

(材料:アルミニウム又は銅)

放熱用プレート

カードフレーム

J2

J1

B

プリント配線板

断面図 B-B

注1.本図に見られる「放熱用プレート」が熱伝導パスとしての部品(HIC A/D)の上面か

らプリント配線板上へ熱を導く

注2.放熱用プレートとして使用されるアルミニウム又は銅の熱的特性は、表Ⅱ-3 及び表

Ⅱ-4を参照

注3.放熱用プレートと部品間に使用される熱特性の良好な接着剤は、NASDA接着施工技術

関連データ集(CR-68805)の 2-1項を参照

出典:平成3年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書「電子機器の実装技術の標準化(そ

の2)」

図 4-1 部品上面からプリント配線板への熱伝導パスを設けた場合の実施例

Page 25: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

18

4.3.9 振動・衝撃への考慮

耐振動及び衝撃性向上を目的としてプリント配線板の補強が行われる。通常は、プリント配線

板に補強加工又は補強部材を取付けて、剛性を上げプリント配線板の最大振幅を抑えかつ振動減

衰を大きくするような方法が取られる。

(1) 補強設計の考え方

プリント配線板の補強設計を行う上での考慮すべき事項を以下に列記する。

a. 実装密度(質量分布)

プリント配線板の固有振動数(fn)は、プリント配線板上の部品の実質質量分布密度の 1/2

乗に逆比例することから、プリント配線板組立品の実質的な固有振動数を上げて振動振幅を

下げる必要がある。

b. 固有振動数(fn)

プリント配線板組立品の fn と筐体の fn が接近した値に設定されている場合、共振結合

(Resonance Coupling:共振倍率は両者の積)が起こり、破壊的な結果となりうるので注意が

必要となる。

プリント配線板組立品の fn を筐体の fn の2倍以上離す事が望ましいと提唱する文献も有

る(参考文献 4-1)なお、fn を高くとるために、プリント配線板組立品の質量を増加させて

しまうこともあり、設計時には注意が必要である。

c. プリント配線板の許容変位

振動や衝撃によってプリント配線板が変位し、実装部にストレスが生じ、最悪のケースと

して部品あるいはプリント配線板の破損が考えられる。従って、プリント配線板組立品の構

造設計では、面方向の許容変位 Zmax を定めて、固有振動数 fn を設定していくよう提唱する

文献もある。(参考文献 4-1、2)

d. プリント配線板の周辺拘束条件

プリント配線板の周辺拘束条件によって、その振動周波数は変化する。例えば、2辺のヒ

ンジ支持を、2辺の完全固定とすることにより、固有振動数が約 2.3 倍となる場合もある。

(参考文献 4-1)

[参考文献]

文献4-1 D.S.Steinberg、”Vibration Analysis for Electronics、Equipment (Second

Edition)”1988 Jhon Wiley & Sons Inc、A Wily-Interscience Pubulication

文献4-2 D.S.Steinberg、”Protecting PCBs From Shock、” Machine Design、Mar.10、1983

Page 26: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

19

e. 共振倍率及び振動減衰

プリント配線板の共振倍率Q(Transmissibity)と、減衰率ζ(Damping Constant)の間には、

次の関係がある。

Q≒1/(2ζ)

通常、プリント配線板の実装設計では減衰率をζ≧2.5%とすることが好ましい。なお、減

衰率は、プリント配線板の物性により決まるが、プリント配線板にポッティングやコーティ

ング処理を施したり、金属板付きプリント配線板等を使用すると副次的に増加する。

f. 補強部品

プリント配線板の補強は、主にプリント配線板の剛性を高めることが目的であり、プリン

ト配線板に金属フレームやリブを取り付けたり、プリント配線板同志を抱き合わせて固定す

る方法などがある。補強フレームは、プリント配線板の寸法、形状等に応じて、プリント配

線板を2~6分割する構造が良く取られる。プリント配線板の補強例を図 4-2 金属フレー

ムによるプリント配線板の補強例に示す。

シールド・パネル

PWB

4 分割アルミフレーム

出典:平成 2年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書

「電子機器の実装技術の標準化(その 2)」

図 4-2 金属フレームによるプリント配線板の補強例

使用する補強部品は、できる限り軽い質量で高い剛性が得られる構造及び形状とする必要

がある。したがって、フレームやリブの断面形状は(高さ/幅)の比を大きくして断面2次

モーメントや断面係数を大きくすることが好ましい。

Page 27: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

20

5. 詳細要求事項

5.1 材料への要求

5.1.1 プリント配線板材料

本書に従って設計するプリント配線板は、ガラス布基材エポキシ樹脂(タイプ GF)、又はガラ

ス布基材ポリイミド樹脂(タイプ GI)を要求する。ガラス布基材ポリテトラフルオロエチレン樹

脂(タイプ GP、GR、GT又は GX)の使用は、一般的に高周波回路用プリント配線板に限定される。

表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)は、材料、プリプレグなどに対する適用

仕様書の代表例を示す。

ガラス布基材ポリイミド樹脂は、素材コストが原因で、ガラス布基材エポキシ樹脂よりも製造

コストが高い。しかし、ランドの変形、浮き・剥離、めっきスルーホールの割れ及び多層板内の

積層ボイドに対する高温での耐久性が高い利点がある。同材料は脆性であるため、縁のかけ及び

割れが発生しやすい。

なお、ガラス布基材ポリイミド樹脂系及びガラス布基材エポキシ樹脂系以外の材料の場合は、

適切な評価を実施して採用すること。

Page 28: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

21

表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

材 料 材料規格 JAXA 規格 タイプ

銅張積層板

ガラス布基材ポリイミド樹脂 旧 MIL-P-13949相当

IPC-4101又は

JPCA/NASDA-SCL01

JAXA-QTS-2140

A.3.2.1, B.3.2.1, E.3.2.1,

F.3.2.1項

GI

ガラス布基材エポキシ樹脂 旧 MIL-P-13949相当

IPC-4101又は

JPCA/NASDA-SCL01

JAXA-QTS-2140

A.3.2.1,B.3.2.1,

C.3.2.1項

GF

ポリイミドフィルム ANSI/IPC-FC-241

IPC-4204又は

JPCA/NASDA-SCL01

JAXA-QTS-2140

D.3.2.1、E.3.1.2項

I

プリプレグ

ガラス布基材ポリイミド樹脂 旧 MIL-P-13949相当

IPC-4101又は

JPCA/NASDA-SCL01

JAXA-QTS-2140

A.3.2.1, B.3.2.1,

D.3.2.3, E.3.2.1, F.3.2.1項

GI

ガラス布基材エポキシ樹脂 旧 MIL-P-13949相当

IPC-4101又は

JPCA/NASDA-SCL01

JAXA-QTS-2140

A.3.2.1, B.3.2.1,

C.3.2.1項

GF

カバー

レイ

ポリイミドフィルム(片面に

Bステージ熱硬化性樹脂を塗

布)

ANSI/IPC-FC-232

IPC-4203相当

JAXA-QTS-2140

D.3.2.2, E.3.2.3

フレキシブル

プリント

ガラス布基材ポリイミド樹脂 旧 MIL-P-13949相当

IPC-4101又は

JPCA/NASDA-SCL01

JAXA-QTS-2140

D.3.2.4項

GI

CIC 銅・インバー・銅クラッド ― ―

めっき金属

銅 旧 MIL-C-14550相当 表 5-2 プリント配線板の表面

処理を参照

ニッケル SAE-AMS-QQ-N-290

金 旧 MIL-G-45204相当

はんだ ANSI/J-STD-006

パラジウム ―

はんだコーティング ANSI/J-STD-006

ソルダレジスト IPC-SM-840 5.1.4を参照 クラス

マーキング用インキ CID A-A-56032 JAXA-QTS-2140

A.3.2.5, B.3.2.4, C.3.2.5,

D.3.2.5, E.3.2.7, F3.2.5項

Page 29: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

22

5.1.2 多層プリント配線板の厚さ

厚さの要求を規定するときの望ましい方法は、銅箔厚およびめっき厚を含まない全体厚さを規

定することを原則とするが、めっき厚を含んだ全体の厚さを指定しても良い。特性インピーダン

ス指定等の重要な電気的理由から要求されない限り内部の積層の厚さやプリプレグより作られる

層間の間隔(最小値を示すのを除き)を規定しないこと。内部の積層の厚さやプリプレグより作

られる層間の間隔を規定する場合には、全体の厚さの公差をある程度緩和することが必要となる。

図 5-1 プリント配線板厚みに指定例を示す。

銅箔厚およびめっき厚含まない場合指定例

(注)ソルダーレジストを含む場合はその旨を明

記すること。

めっき厚含む場合の指定例

1.6

絶縁層1.6

絶縁層

導体導体

図 5-1 プリント配線板厚み

5.1.3 めっき及びはんだコーティング

プリント配線板の全ての外部導体パターン(めっきスルーホール、ランド、導体など)は、ソ

ルダーレジスト(5.1.4 ソルダレジスト参照)を適用する個所を除き、はんだコーティングが必

要である。ただし、回路設計要求によっては他のめっきを要求しても良い。各めっき及びはんだ

コーティングは表 5-2 プリント配線板の表面処理に示す仕様書に従うこと。

Page 30: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

23

表 5-2 プリント配線板の表面処理

めっき種類 仕様書

(1) 無電解銅めっき JAXA-QTS-2140 A.3.2.4.1, B.3.2.5.1, C.3.2.4.1,

D.3.3.3.1, E.3.2.8.1, F.3.2.6.1 項

(2) 電解銅めっき JAXA-QTS-2140 A.3.2.4.2, B.3.2.5.2, C.3.2.4.2,

D.3.3.3.2, E.3.2.8.2, F.3.2.6.2 項

(3) 電解はんだめっき JAXA-QTS-2140 A.3.2.4.5, C.3.2.4.5, D.3.3.3.3 項

(4) 電解金めっき JAXA-QTS-2140 A.3.2.4.3, B.3.2.5.3, C.3.2.4.3,

E.3.2.8.3, F.3.2.6.3項

(5) 電解ニッケルめっき JAXA-QTS-2140 A.3.2.4.4, B.3.2.5.4, C.3.2.4.4,

E.3.2.8.4, F.3.2.6.4 項

(6) はんだコーティング JAXA-QTS-2140 A.3.2.2, B.3.2.2, C.3.2.4.6,D.3.3.2,

E.3.2.5, F.3.2.3項

(7) ENEPIGEG めっき:

無電解ニッケル/無電解パラジウム

/置換金/無電解金

JAXA-QTS-2140 C.3.2.4.3 項

Page 31: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

24

5.1.4 ソルダレジスト

ソルダレジストは、はんだ付け部を制限し、はんだブリッジを抑制することが主目的であり、

すべての構造のプリント配線板に対し、部分的に施されるコーティングである。二次的な用途は、

次のとおりである。

(1) 物理的な保護

(2) 湿気防止

(3) 絶縁抵抗の向上

(4) ウェーブはんだ付時の熱的保護

この材料が適切に硬化されると、プリント配線板の一部となるので、使用するソルダレジスト

は、各プリント配線板に規定されている仕様に従うこと。以下に、仕様書に対する該当項番を示

す。

• JAXA-QTS-2140 A.3.2.3, B.3.2.3, C.3.2.5, E.3.2.6, F.3.2.4 項

5.1.5 固定用接着剤

固定用接着は、JERG-0-040の要求に従い、接着剤及び工程仕様書を組立図面上に規定すること。

5.1.6 コンフォーマルコーティング

コンフォーマルコーティングは、JERG-0-040の要求に従い、材料及び工程仕様書を組立図面上

に規定すること。

Page 32: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

25

5.2 プリント配線板の選定

プリント配線板の選定は、実装部品及び運用環境などを考慮して決めることが大切である。

5.2.1 プリント配線板の選定方法

プリント配線板の選定は、適用するシステムの温度環境・実装密度・実装形態などの条件によ

って選定され、その一例を以下に示す。詳細は JAXA-QTS-2140の個別仕様書を確認すること。

また、詳細設計に当たり考慮するデータの参考例として表 5-3 プリント配線板選定標準と表

5-4 プリント配線板の主な特性値に示す。

さらに詳細設計に当たっては、宇宙航空研究開発機構・部品データベースの中から付則毎に各

認定メーカーの個別仕様書及び適用データシート(ADS)の内容を確認して選定しなければならな

い。

(1) 熱環境に対する考慮

a. 高温環境:ポリイミド基材

b. 一般環境:ガラスエポキシ基材

c. その他 :温度変化の大きい環境下では、搭載している部品の膨張率を考慮して基材

を選定する必要がある。

上記材料 a,b の使用温度範囲は、表 5-3 プリント配線板選定標準の温度保証範囲を参照す

ること。

(2) 実装密度に対する考慮

部品実装密度及び配線密度の要求に対し、プリント配線板の層数を決める。

また、具体的層数の検討は、電源ライン、アナログ・デジタルラインの別により異なるため個

別の検討となるが、CADのレイアウトシミュレーション等により効率よく確認できるので参考

となる。

(3) 実装形態

一般的にはリジットプリント配線板を使用するが、3次元的に形状が異なる場合にはフレキシブ

ルプリント配線板及びフレックスリジッドプリント配線板を用いることもある。

Page 33: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

26

表 5-3 プリント配線板選定標準

名称 規格

最小導体幅(mm) 最小導体間隔(mm)

最小穴径

(mm)

最小ランド径(mm)

最大層数

保証温度範囲 材料

備考 設計値 仕上公差 設計値 仕上公差 設計値 最小アニュラーリング

①100サイクル

材料名

主な特性

(参考値)

②800サイクル

③1000サイクル

ガラス布基材ポリイミ

ド又はエポキシ樹脂

絶縁プリント配線板

JAXA-QTS-2140 付則A 0.2 ±0.1 0.2 外層:-0.07

内層:-0.1

板厚の 1/4 の穴

穴径+0.6 外層:0.13

(導体接続部)

内層:0.05

GF:6 層 ①-65~125℃

③-30~125℃

GF:ガラスエポキシ

GI:ガラスポリイミド 表 5-4 プ

リント配線

板の主な特

性値のプリ

ント配線板

部分参照

外層ランドと導体の接

続部にはサブランドまた

はティアドロップを付加 GI:15 層 ①-65~170℃

③-30~150℃

ファインピッチ用ガラ

ス布基材ポリイミド

又はエポキシ樹脂絶

縁プリント配線板

JAXA-QTS-2140 付則 B

0.13 ±0.05 0.18 外層:-0.05

内層:-0.08

TH:φ0.35キリ

SVH:φ0.2キリ

IVH:φ0.2キリ

IVH,SVH 及び小

径ビアホール:

φ(キリ径+0.4)

スルーホール:

φ(仕上り径

+0.5)

内外層共

0.05

GF:6 層 ①-65~125℃

③-30~125℃

GF:ガラスエポキシ

GI:ガラスポリイミド ・最小ア ニ ュ ラ ー リ ン ク ゙

0.13mm を要求する

場合はサブランドまた

はティアドロップを付加

・SVH、IVH の絶縁厚

は 0.1mm とする

・最大総板厚は 1.6

㎜とする。

・高密度実装・配線

GF:10 層 ①-65~125℃

②-30~125℃

③-30~100℃

GI:6 層 ①-65~170℃

③-30~150℃

GI:10 層 ①-65~170℃

②-30~150℃

③-30~125℃

フレックスリジッド

プリント配線板

JAXA-QTS-2140 付則 E

アウタータイプ

リジッド部

0.13

±0.05 アウタータイプ

リジッド部

0.18

外層:-0.05

内層:-0.08

TH:φ0.35キリ

部品孔φ0.5

TH:φ0.76

部品孔φ1.0

内外層共

0.05

10 層

内フレキ部は

1層

①-65~125℃

③-30~100℃

①リジッド部

GI:ガラスポリイミド

②フレキ部

I:ポリイミドフィルム

・最小ア ニ ュ ラ ー リ ン ク ゙

0.13mm 要求時はサ

ブランド又はティアドロ

ップ付加

・ 最大総板厚は 1.6

・ 高密度実装・配線

用、ワイヤ配線低減用

フレックス部

0.3

±0.1

フレックス部

0.2

外層:-0.07

内層:-0.1

インナータイプ

リジッド部

0.25

±0.1

インナータイプ

リジッド部

0.25

-0.1

φ0.6 φ1.2

内外層共

0.05

8 層

内フレキ部は

最大 4 層

①-65~125℃

③-30~100℃

フレックス部

0.3

±0.1 フレックス部

0.25

-0.1

ポリイミドフィルム

絶縁フレキシブルプリ

ント配線板

JAXA-QTS-2140 付則 D

0.3 ±0.1 0.3 -0.1 φ0.5 φ1.1 導体の最小幅

0.1

最小有効幅

0.05

2 層 ①-65~125℃

③-30~125℃

①フレキ

I:ポリイミドフィルム

②補強板

GI:ガラスポリイミド

CIC入り低熱膨張ガラス

イミド樹脂絶縁プリン

ト配線板

JAXA-QTS-2140 付則 F 0.13 ±0.05 0.18 外層:-0.05

内層:-0.08

TH:φ0.3キリ

SVH:φ0.15キリ

SVH 及び小径

ビアホール:

φ(キリ径+0.4)

スルーホール:

φ(仕上り径

+0.5)

内外層共

0.05

12 層 ①-65~170℃

③-30~125℃

GI:ガラスポリイミド

熱膨張係数の低い

CIC 材を入れた低熱

膨張対応用

(1/2)

Page 34: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

27

表 5-3 プリント配線板選定標準(2/2)

名称

規格 最小導体幅(mm) 最小導体間隙(mm) 最小穴径

(mm) 最小ランド径(mm) 最大層数 保証温度範囲

材 料

備考 材料名

主な特性

(参考値)

ガラス布基材エポキシ

樹脂絶縁ディスクリー

トワイヤ配線板

JAXA-QTS-2140 付則 C 回路:0.13

ワイヤ:0.10

回路:0.20

ワイヤ:0.30

φ0.5キリ 部品挿入穴:穴径+0.6

経由穴 :穴径+0.5

汎用構造

内層 4

ワイヤ2

表層 2

標準板厚

1.8mm

-30℃(30 分)

↓↑

125℃(30 分)

1000サイクル

GF:ガラスエポキシ

熱伝導材:銅板

CIC

表 5-4

プリント

配線板の

主な特性

値のディ

スクリー

トワイヤ

配線板部

分参照

配線板のワイヤ回路は、絶

縁 被 覆 し た 芯 線 径

0.1mm 以上の極細線銅

により形成。高密度

配線が可能である。

高放熱構造

内層 4

ワイヤ2

表層 2

銅板 2

標準板厚

2.5mm

-30℃(30 分)

↓↑

100℃(30 分)

1000サイクル

汎用構造配線板の表層

とワイヤ回路の間に挿入

した銅板により、熱伝

導率が高い。

高放熱・低

熱膨張構造

内層 4

ワイヤ2

表層 2

CIC2

標準板厚

2.5mm

-30℃(30 分)

↓↑

100℃(30 分)

1000サイクル

汎用構造配線板の表層

とワイヤ回路の間に挿入

した CIC により、熱伝

導率が高く、また表面

近傍層の熱膨張係数が

低い。

(注)板厚の公差は特に指定のない限り、片面及び両面板で±10%、多層板で±13%とする。但し、フレキシブルプリント配線板は標準厚の±10%か±0.18㎜の何れか大きい方とする。

Page 35: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

28

表 5-4 プリント配線板の主な特性値

主な特性(参考値 *1) プリント配線板 ディスクリートワイヤ配線板

1.熱膨張係数(ppm/℃) ①GF、GI

t=1.6mm 時

TMA 法

GF:140℃迄

GI:220℃迄

縦:10~14

横:12~16

厚さ方向:65

②I:100~240℃

縦:20

横:21

厚さ方向:130

③CIC

縦横:3

厚さ方向:5.3

GF:15(縦横)

銅:17(縦横)

CIC:3(縦横)

GF:50(厚さ方向)

銅:17(厚さ方向)

CIC:5.3(厚さ方向)

2.ヤング率(G Pa) ①GF

縦:19~21

横:17~19

②G1

縦:20~22

横:19~21

③CIC

107.8

GF:15.7

銅:58.8

CIC:107.8

3.比重

①GF:1.91

②GI:1.81

GF:1.91

4.比誘電率

①GF:4.8

②GI:4.5

③I:3.5

(at:1MHz)

GF:4.7(at:1MHz)

5.熱伝導率*2

(W/m・℃)

①GF:0.38

②GI:0.41

③I:1.3

④CIC:113(縦横) 20.8(厚さ方向)

(GF:32.6、銅:74.3、CIC:37.3)

GF:2.80(縦横) 0.36(厚さ方向)

銅:402

CIC:113(縦横) 20.8(厚さ方向)

(GF:32.6、銅:74.3、CIC:37.3)

6.比熱(J/kg・℃)

①GF:9.2×102

②GI:9.2×102

GF:9.2×102

*1 材料単体での参考値とする。詳細については、メーカに確認すること。又 GF,GI、I のプリント配

線板特性は銅箔等を除いたコア材の材料特性を示す。

但し、5.熱伝導率については、*2を参照する事。 *2

GF 材プリント配線板、内層銅コア材プリント配線板、内層 CIC コア材プリント配線板全体での熱伝

導率の参考値を示す。

Page 36: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

29

5.3 部品取付要求

5.3.1 熱応力

(1) はんだ接合部への熱応力を軽減するために、次のいずれかの部品および基板の組合せで

あること。

a. ストレスリリーフ構造の端子をもつ部品を実装する場合

………原則として全ての基板との組合せ可

b. ノンストレスリリーフ構造の端子をもつ部品を実装する場合

………熱膨張の差による熱応力の検討を行い寿命保証できる基板との組み合せに限る。

必要であればJERG-0-O43 4.4.2(2)項の試験を行い確認する。

i)LCC 構造のように凹形のフィレット(図 5-8 の②)となる場合。

ii)凸形フィレット(図 5-8 の①や③)の場合。はんだ付箇所の間隔が3mm 程度ま

でであれば、熱膨脹係数の異なる組合せ(例えば、アルミナ素体とガラスエポキシ

基材)でも要求を満たす場合があるが、それ以上では厳しい。

(2) (1)のbで要求を満たさない場合には、次の方法での寿命延長を検討するか、又は部品・

基板の変更および温度条件の改善等を含めた検討を行うこと。

a. 熱疲労性の良いはんだ材料の採用………JERG-0-O43 5.3.1 項に示す。

b. 他の接合方法の検討………………………ワイヤボンディング工法等接合部が熱応力の

影響を受けても問題とならない方法

[参考資料]:部品・基板の各種組合せによるはんだ接合部の熱応力歪の検討は、2.2 項

y.JERG-0-043-TM001 参考資料1 を参考にすること。

:部品・基板の各種組合せによるはんだ接合部の熱疲労寿命の検討は、2.2 項

y.JERG-0-043-TM001 参考資料 2 を参考にすること。

パワーデバイス等内部発熱の大きな部品の場合は、パワーサイクル試験等によ

るはんだ接合部の評価を検討すること。

―注 意―

Page 37: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

30

5.3.2 ストレスリリーフ

(1) ストレスリリーフは、プリント配線板組立品において、はんだ接続の割れや部品の損傷

を防止するための基本的な設計手法である。ストレスリリーフは、部品本体と部品リード線の

はんだ接続点との間に設けること。ストレスリリーフとは、部品のリード線が拘束個所間で自

由に動くことができるようにし、熱的及び機械的な繰り返し負荷によってプリント配線板組立

品に悪影響力が蓄積するのを防止することである。ただし、振動による損傷及び電気性能の問

題を防ぐために、余りに長いリード線や大きなループとしないこと。

部品取付けにおける拘束個所とストレスリリーフの例を図 5-2 ストレスリリーフと拘束個

所に示す。

図 5-2 ストレスリリーフと拘束個所

CP

SR

CP SR CP

CP

CP

SR

CP

CP

SR CP

SR

CP

CP

CP SR

CP

SR

CP

CP

:拘束個所(CONSTRAINT POINT)

SR :ストレスリリーフ曲げ(STRESS RELIEF BEND)

Page 38: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

31

(2) 部品取付け形態上ストレスリリーフがとれない場合は、はんだ付け剪断面積を増加させ

接続点を補強するため、必ずリード線をめっきスルーホールに挿入しはんだ付けすること。

尚、はんだ付け部分の強度については使用環境条件により評価が必要である。

代表的な取付けの形態を図 5-3 取付形態に示す。

めっきスルーホールストレスリリーフ

コネクタ

トランジスタ

取付パット

図 5-3 取付形態

Page 39: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

32

5.3.3 部品配置

設計上特に要求がないかぎり、部品は、お互いに平行又は直交して置き、かつ取付け面に接触

させることが望ましい。部品本体が、その各接続点のほぼ中央になるようにする。

5.3.4 スルーホールへの挿入実装部品のレイアウト

(1) スルーホールオフセット沿わせ実装のランドの寸法

丸型リード線については図 5-12 丸形リード線めっきなしスルーホールオフセット沿わせ実

装、リボン形リード線については図 5-14 リボン形リード線めっきなしスルーホールオフセット

沿わせ実装にランドの寸法値を示すので従うこと。

(2) 丸型リード線のスルーホール折り曲げ実装のランドの寸法

めっきスルーホールへの実装については図 5-16 丸型リード線めっきスルーホール折り曲げ

実装、めっき無しスルーホールへの実装については図 5-17 丸型リード線めっきなしスルーホー

ル折り曲げ実装にランドの寸法値を示すので従うこと。

(3) ストレート実装のランドの寸法

図 5-18 ストレート実装(めっきなしスルーホール)及び図 5-19 ストレート実装(めっき

スルーホール)にランドの寸法値を示すので従うこと。

(4) 両端子部品の取付穴最小間隔

部品軸方向の両側にリード線がついている両端子部品に対する取付穴の最小間隔を図 5-4 両

端子部品の取付穴最小間隔及び次式にて示す。

L=最大本体長

(本体からのリードフィレット、カソード、溶接部などの本体の延長部分を含む)

d=リード径の公称直径

R=最小曲げ半径=1d

最小穴間隔=L+[リード線の曲げ半径(d)+リード線半径(d/2)+リード長さ(2d但し 0.76mm

を最小値とする)]×2

=L+3d+(4d 但し 1.52mmを最小値とする)

Page 40: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

33

但し、Rの値として IPC-2221 にリード線径により表 5-5 リード線直径(d)による最小半径

(R)の記述があり参考にすること。

表 5-5 リード線直径(d)による最小半径(R)

リード線直径(d) 最小半径(R)

0.8㎜未満

0.8㎜~1.2 ㎜

1.2㎜超え

1d

1.5d

2d

出典:IPC-2221

IPC-2221 の Figure8-9 Lead Bendsを適用すると下記のようになるので参考にすること。

・リード線直径(d)が 0.8㎜~1.2㎜の場合

最小穴間隔=L+4d+(4d 但し 1.52mmを最小値とする)

・リード線直径(d)が 1.2㎜超えの場合

最小穴間隔=L+5d+(4d 但し 1.52mmを最小値とする)

Page 41: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

34

L=最大本体長(本体からのリードフィレット、カソード、溶接部などの本体の延長部

分を含む)

d=リード径の公称直径

R=曲げ半径

穴最小間隔=L+3d+(4d 但し 1.52mmを最小値とする)

図 5-4 両端子部品の取付穴最小間隔

2d最小[但し 0.76mm 最小]

d 溶接部

d

d

d

d

d R

R

R

R

R

R

L L

穴最小間隔=L+3d+(4d 但し 1.52mm 最小)

2d最小[但し 0.76mm 最小]

2d最小[但し 0.76mm 最小]

R≧d

Page 42: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

35

図 5-4 両端子部品の取付穴最小間隔 つづき

5.3.5 表面取付け部品のレイアウト

(1) 丸形リード線付部品

a. 丸形リード線付部品のランド寸法

図 5-13 丸形リード線表面沿わせ実装にランドの寸法値を示すので従うこと。

b. 丸形リード線付部品のランド間隔

ランドの間隔は、図 5-5 表面取付部品用ランド間隔(丸形リード線)に従うこと。

L=最大本体長(本体からのリードフィレット、カソード、溶接部などの本

体の延長部分を含む)

d=リード径の公称直径

R=曲げ半径

図 5-5 表面取付部品用ランド間隔(丸形リード線)

図 5-5 表面取付部品用ランド間隔(丸形リード線)により最小ランド間隔は下記のように成

る。

最小ランド間隔=L+[リード線の曲げ半径(d)-パットヒール長(d/2)+リード長さ(2d 但

し 0.76mmを最小値とする)]×2

=L+d+(4d 但し 1.52mmを最小値とする)

- 注 意 -

(1)本体からのリードフィレットは,部品の寸法・外形図に明示されていなか

ったり,見落としやすかったりするので,部品の取付穴間隔を設計する場

合に,注意すること。

(2)リードの曲げ開始部から部品本体までの距離(上図の 2d最小)は,部品

によっては指定があるので注意すること。

[ 例 ] タンタルコンデンサ CLR79 型では, 4d 最小

(JERG-0-039 等参照)

d

d/2 最小 ランド間隔 d/2 最小

R 2箇所

R 2箇所

2d 最小 [但し、 0.76mm 最小] L 2d 最小 [但し、 0.76mm 最小]

R≧d

Page 43: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

36

(2) リボン形リード線付部品

a. リボン形リード線付部品のランド寸法

図 5-15 リボン形リード線表面沿わせ実装にランドの寸法値を示すので従うこと。

b. リボン形リード線付部品のランド間隔

ランド最小間隔は、図 5-6 表面取付部品用ランド間隔(リボン形リード線)に従うこと。

W/2 ランド間隔 W/2

R≧t2箇所

R≧t2箇所

2t 最小[ 但し、0.5mm 最小]

L=最大本体長

(本体からのリードフィレット、カソード、溶接部などの本体の延長部分を含む)

W=リード線公称幅

t=リード線の公称厚さ

R=曲げ半径

図 5-6 表面取付部品用ランド間隔(リボン形リード線)

図 5-6 表面取付部品用ランド間隔(リボン形リード線)により最小ランド間隔は下記のよう

に成る。

最小ランド間隔=L+[リード線の曲げ半径(t)-パッドヒール長(W/2)+リード長さ(2t 但

し 0.5mmを最小値とする)]×2

Page 44: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

37

(3) フラットパッケージ部品

QFP や SOP 等のフラットパッケージタイプ用ランドの設計については図 5-7 表面取付部品用

ランド間隔(フラットパッケージタイプ)を参考とすること。

<パッド長>

b 1 ≧0.5 ㎜、b 2 ≧0.2 ㎜

b 1 :パッドヒール(heel)長

b 2 :パッドトー(toe)長

<パッド幅>

・QFP、SOP の場合のパッド幅

e-β≧a≧W

a:パッド幅

W:リード幅(部品公称値)

e:部品端子ピッチ間隔

β:部品端子ピッチ間隔で決定される定数

部品端子ピッチ間隔 0.635㎜以上 β=0.3㎜

部品端子ピッチ間隔 0.635㎜未満 β=0.2㎜

・2~3端子の部品(トランジスタ、ダイオード等)の場合パッド幅

a≧W+0.5mm

図 5-7 表面取付部品用ランド間隔(フラットパッケージタイプ)

- -

出典: IPC - 2221

0.8 ㎜最小

L= 1.5W 最小 R= 1t 最小

45 °最小 90 °最大

0.25 ㎜最小 2.0 ㎜最大

w a

b 2 b 1

R t

Page 45: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

38

(4) チップ部品

チップ部品タイプ用ランドの寸法については図 5-8 表面取付部品用ランド寸法(チップ部品

タイプ)を参考とすること。

b2

a W

b2 b1

b1

0㎜≦b1≦0.1㎜

H-0.2㎜≦b2≦H

W≦a≦W+0.4㎜

W:端子電極幅(部品公称値)

H:電極高さ(部品公称値)

a:パッド幅

b1:パッドヒール(heel)長

b2:パッドトー(toe)長

0㎜≦b1≦0.2㎜

H≦b2≦H+0.2㎜

W≦a≦W+0.3㎜

W:部品幅(部品公称値)

H:電極高さ(部品公称値)

a:パッド幅

b1:パッドヒール(heel)長

b2:パッドトー(toe)長

① 角形・焼付け端子タイプの場合

(外形 2.0mm×1.25mm 以上)

②凹形・焼付け端子タイプの場合

(外形 3.2mm×1.6mm 以上)

図 5-8 表面取付部品用ランド寸法(チップ部品タイプ)

Page 46: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

39

③ 内曲げリード端子タイプの場合

(外形 3.2 x 1.6 以上)

0≦b1≦0.1mm

H-0.2mm≦b2≦H

W≦a≦W+0.4mm、W:リード端子幅

(部品公称値)

図 5-8 表面取付部品用ランド寸法(チップ部品タイプ)(続き)

注1)図 5-7及び図 5-8でのランド形状は全て角形であるが、必要により角にRをつけてもよ

い。

[参考資料]:はんだ付ランド形状の熱疲労寿命に及ぼす影響の検討は、

2.2項 y. JERG-0-043-TM001 技術データ3 を参考にすること。

:ファインピッチパッケージ及び表面実装工法の評価は、

2.2項 y. JERG-0-043-TM001 技術データ19 を参考すること。

(5) リード付き部品のレイアウトに関する注意事項

a. 本体からのリードフィレットは、部品の寸法・外形図に明示されていなかったり、見

落としやすかったりするので、部品の取付穴間隔を設計する場合に、注意すること。

b. 一般的に、ランド間隔は、他の設計上の考慮事項が許すかぎり、できるだけ最小にす

べきである。リード線が長すぎると、振動により生じるはんだ接続部へのストレスが大き

くなる。

Page 47: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

40

5.3.6 両端子部品の垂直取付

部品軸方向の両側にリード線がつけられた両端子部品をプリント配線板に垂直に(垂直、ヘア

ピン取付け)取付けることは、どうしても避けられない場合にのみ限定する(図 5-9 垂直取付

部品を参照)。はんだ接続へのストレスを除くために、部品本体の端部は、プリント配線板表面

上少なくとも 0.51mm の隙間をもって取付けること(ただし、ストレスリリーフがオフセット沿わ

せ実装によって行われる場合を除く)。部品本体の端部は、コーティングの盛上がり、はんだ封

止、はんだや溶接のビードなどの延長部分を含んだものとして定義される。

図 5-9 垂直取付部品

5.3.7 部品配置要求

次の要求に従うこと。

(1) 部品リード線や電線の取付けランドは共用しないこと。

(2) 部品は、組立の際全ての部品のリード線及び電線の接続作業ができるように配置するこ

と。

(3) 部品は、原則として他の部品を取り外すことなしにプリント配線板から取り外せるよう

に配置すること。

(4) 部品は、原則としてプリント配線板からはみ出さないこと。

(5) 部品は、残留はんだフラックスの適切な清掃と除去がなされ、かつ確認できるように、

配置すること。

(6) 部品は、はんだ接続状態の目視検査が十分にできるように、配置すること。

B.めっきなしスルーホール A.めっきスルーホール

1.27mm 最大 0.51mm 最小

接着固定

Page 48: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

41

5.3.8 部品取付け要求

次の要求に従うこと。

(1) 導体パターン(グランドプレーン、電源プレーン及びヒートシンクを含む)上に取付け

られる金属ケース入りの部品、又は他の導電性材料に近接している金属ケース入り部品は、

適切な厚さの絶縁体によって絶縁すること。絶縁は、部品識別表示が見え、かつ判読できる

ようにすること。

(2) 発熱量の大きい部品は、必要に応じて熱対策を実施すること。

(3) 部品の質量が 14 gを超えている時には、追加の支持がなされること。接着固定、又は

クランプ、ブラケット、フランジなどの機械的手段を用いることができる。用いる方法は、

部品や組立品に機能的劣化や損傷をもたらすストレスを生じさせないものであること。

(4) オフセット沿わせ実装によりストレスリリーフがなされていないかぎり、軸方向でない

方向にリード線がつけられている片端子部品は、リード線が出ている面(部品の端部)がプ

リント配線板表面上、最小 0.75mm、最大 3.18mm の間隔で取付けること(図 5-10 片端子部

品の自立状態取付を参照)。部品、リード線又ははんだ接続の損傷を防止するために、適切

な支持を考慮すること。

(5) 多数のリード線をもつ部品(3本以上のリード線をもつ部品)は、放熱プレーン又はヒ

ートシンクに取付ける部品を除き、清掃がし易く、電気的絶縁がとれ、かつ水分が閉じ込め

られないように、プリント配線板から間隔をあけて取付けること。設計上、他の規定がなけ

れば、最小 0.75mm、最大 3.18mm の間隔で取付けること。(図 5-10 片端子部品の自立状態

取付を参照)リード線のストレスリリーフとなり、清掃、電気的絶縁及び検査をし易くする

のに適切な手段を与えるトランジスタ取付けパッドや他の取付け支持物のような特別のスペ

ーサの使用が望ましい。これらの特別のスペーサは、部品本体やプリント配線板へ接着固定

する。このことは、振動防護のためにも望ましい。

Page 49: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

42

重心点

注記:隙間間隔は、衝撃及び振動の力が加えられた時の曲げモーメント(F×l)を

低くするため最小限近くに維持すべきである。

F0.75mm 最小

3.18mm 最大

図 5-10 片端子部品の自立状態取付

(6) スルーホールに取付けるデュアルインラインパッケージ(DIP)は、はんだ付け前に接

着固定しないことが望ましい。

(7) 軸方向の両側にリード線が付けられたタンタルコンデンサは、プリント配線板に接着固

定するか、又は他の方法でプリント配線板にしっかりと取付けること。大きなケースサイズ

のコンデンサは、周囲全体(長辺及び端辺)を接着固定すること。

(8) ガラス胴体の部品は、ERタイプ(エポキシレジン)のコンフォーマルコーティング又

は接着固定材を使用する場合、スリーブを付けるか、又は緩衝材を使用し、直接接着固定し

ないこと。スリーブには、コンフォーマルコーティング剤、接着剤及びプリント配線板組立

の全部品と反応しない、ポリエチレンテレフタレートやポリフッ化ビニリデンのような、薄

く、柔軟な材料を選択すること。緩衝材は、耐菌性で耐炎性であり、硬化後にアウトガスの

発生が少なく、かつ部品上の表示が見えるように透きとおったものであること。

部品取り付けのために、差込みソケットをフライト機器に使用することは推奨されない。やむ

を得ない設計上の理由によって、ソケットを使用する必要があり、かつめっきなしスルーホール

に取り付ける場合、ソケットのリード線は、ストレスリリーフされた種類のものであること。部

品は、ソケットと部品リード線の摩擦以外に、何らかの方法でソケットに保持すること。

-注意-

スリーブ及び緩衝材は、部品全体の大きさを増加させるということに注意するこ

と。従って、設計に当たっては、取付けスペースと位置を考慮すること。

Page 50: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

43

(9) コレクタが内部でケースに接続されている TO-3、TO-66 型などの電力トランジスタは、

プリント配線板上の導体部とトランジスタケースの確実な接続を行うことが困難なことがあ

る。コレクタの電気的接続は、機械的な接触圧力によって行われるが、この種の接続の設計

には、次の事項を考慮すること。

a. 接続は、低い抵抗になるように設計すること。さらにあらゆる環境下で信頼のある接

続とすること。

b. トランジスタケース及び取付け金具は、規定の温度範囲にわたって膨張/収縮を受け

るので、接触圧力を保持できるアクセサリを使用すること。

c. 特にポリイミドのプリント配線板などのような柔らかい材料が使用されるときには、

取付け金具から生じる接触圧力を均一化すること。

Page 51: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

44

5.3.9 面間接続

(1) めっきスルーホール

両面プリント配線板の片面から他の面へ電気的相互接続(面間接続)をするための標準的な方

法は、めっきされたスルーホールである(図 5-11 プリント配線板のはんだ接続のB、F又はJ

参照)。多層板の面間接続は、常にめっきされたスルーホールで行われる。めっきスルーホール

を利用した両面板の面間接続には、追加の補強が必要であり、めっきスルーホール内にはんだを

充填すること。多層板に対しては、めっきスルーホールをはんだで充填しても、しなくてもよい。

(2) めっきなしスルーホール

めっきされていないスルーホールの面間接続は、プリント配線板の両面間に導体をはんだ付け

することによって行なう。少なくとも片側のはんだ接続は、図 5-12 丸形リード線めっきなしス

ルーホールオフセット沿わせ実装に示すようにオフセット沿わせ実装であること。許容される形

態を、図 5-11 プリント配線板のはんだ接続のD、E、又はGに示す。端子、リベット及びアイ

レットは、面間接続として使用しないこと。

(3) プリント配線板組立品と外部との相互接続法

プラグインアセンブリ用の全ての外部接続には、2つの部分からなる間接形コネクタ(プラグ

とレセプタクル)が好ましい。

プラグインアセンブリでないものについては、外部との電気的接続は、プリント配線板又は端

子に電線を直接接続するか、適当な機械的支持とストレスリリーフを備えたフレックスケーブル

で接続すること。

(4) 両面プリント配線板において、面間接続のみに使用されるめっきスルーホールにはんだ

充填をする場合は、組立図面又は仕様書等にその旨を注記すること。

Page 52: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

45

5.3.10 はんだ接続

はんだ接続には下記の方式がある。はんだ接続については JERG-0-039及び 043に従うこと。部

品リード線は、沿わせ、折り曲げ又はストレート実装によりプリント配線板に取り付けること(下

記の図 5-11 プリント配線板のはんだ接続を参照)。

曲げられないリード線曲げられるリード線

はんだ接続

ストレスリリ フー必須*3ストレスリリ フー必須*3-ストレート--折り曲げ-

めっきなしスルー ホー ル

めっきなしスルー ホー ルめっきなしスルー ホー ル IA

*2

*1

-端子-

-端子-

-ストレー ト・ 折り曲げ- -ストレー ト・ ストレー ト-

めっきなしスルー ホー ル

表面実装

めっきスルー ホー ルめっきスルー ホー ル

めっきスルー ホー ルめっきスルー ホー ル JB

-沿わせ-

-折り曲げ・ 折り曲げ- -折り曲げ・ 沿わせ-

*1 限定使用5. 3. 10 ( 3 )*2 楕円形漏斗かしめを使用すること*3 曲げられるリード線の場合にはスト レス

リリーフを部品と拘束箇所の間に設けること

-沿わせ・ 沿わせ-

-ストレー ト・ 沿わせ-

MG

E LK

図 5-11 プリント配線板のはんだ接続

Page 53: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

46

(1) 沿わせ実装

丸形リード線の沿わせ実装は、下記の図 5-12 丸形リード線めっきなしスルーホールオフセッ

ト沿わせ実装及び図 5-13 丸形リード線表面沿わせ実装に従うこと。リボン形リード線の沿わせ

実装は、下記の図 5-14 リボン形リード線めっきなしスルーホールオフセット沿わせ実装及び図

5-15 リボン形リード線表面沿わせ実装に従うこと。

図 5-12 丸形リード線めっきなしスルーホールオフセット沿わせ実装

図 5-13 丸形リード線表面沿わせ実装

0.5d 最小 0.5d 最小

d 1.5d~3.0d(1.27mm 最小)

3.5d ~ 5.5d (1.27mm 最小)

R R≧d

R d=リード径の公称直径 R=曲げ半径

d

0.5d 最小

1.5d ~ 3.0d(1.27mm 最小 )

3.5d ~ 5.5d (1.27mm 最小 ) 3.0d 最小

d=リード径の公称直径

Page 54: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

47

図 5-14 リボン形リード線めっきなしスルーホールオフセット沿わせ実装

図 5-15 リボン形リード線表面沿わせ実装

0.5W 最小

45 ~ 95 °

t R

W

3.0W ~ 5.5W (1.27mm 最小)

0.25mm 最小

1.5W 最小

R≧t

°

W=リード線公称幅

t=リード線の公称厚さ

R=曲げ半径

0.25mm 最小

W+0.38mm 最小

3.0W~5.5W(1.27mm 最小)

3.0W 最小 2.54mm 最小

W=リード線公称幅

Page 55: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

48

(2) 折り曲げ実装

折り曲げ実装は、下記の図 5-16 丸型リード線めっきスルーホール折り曲げ実装及び図 5-17

丸型リード線めっきなしスルーホール折り曲げ実装に従うこと。リード線は、ランドの方向へ折

り曲げること。リード線は、プリント配線板と接触するように折り曲げるものとするが、スプリ

ングバックは、許容される。

*1 5.5.9 穴と部品リードのクリアランスの項参照

*2 5.5.2 アニュラーリング及び5.5.3設計最小ランド直径の項参照

(注1)部品実装面ランド及び部品実装面の反対面ランドのアニュラーリング幅仕上がり最

小値は、各仕様書(QTS)で異なるので、各仕様書を優先すること。

(注2)ランド幅最小設計値は、各仕様書(QTS)でランド幅最小設計値が異なる場合がある

ので、各仕様書を優先すること。

図 5-16 丸型リード線めっきスルーホール折り曲げ実装

部品実装面ランド *2 アニュラーリング幅仕上がり最小値 =0.05mm

[ 設計推奨値 =0.3mm]

*2 部品実装面の反対面ランドアニュラーリング幅仕上がり最小値 =0.05mm ただし、導体パターンへの接合側では

[ 設計推奨値 =0.3mm]

d (公称値)

0.5d 最小

3.5d~5.5d

1.57mm 最小

*1 穴径=d (公称値)+ 0.25mm ~ 0.51mm

最小 0.13mm

Page 56: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

49

*1 5.5.9 穴と部品リードのクリアランスの項参照

*2 5.5.2 アニュラーリング及び5.5.3 設計最小ランド直径の項参照

(注1)ランドのアニュラーリング幅仕上がり最小値は、各仕様書(QTS)で異なるので、各

仕様書を優先すること。

(注2)ランド幅最小設計値は、各仕様書(QTS)でランド幅最小設計値が異なる場合がある

ので、各仕様書を優先すること。

図 5-17 丸型リード線めっきなしスルーホール折り曲げ実装

*2 ランドアニュラーリング幅仕上がり最小値 =0.38mm

ランド幅設計推奨値 =0.64mm

d (公称値)

0.5d 最小 3.5d ~ 5.5d

1.57mm 最小

*1 最大穴径=d (公称値)+ 0.20mm

d 1.27mm 最小

Page 57: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

50

(3) ストレート実装

めっきなしスルーホールのストレート実装は、下記の図 5-18 ストレート実装(めっきなしス

ルーホール)に従うこと。めっきスルーホールのストレート実装は、下記の図 5-19 ストレート

実装(めっきスルーホール)に従うこと。

*1 5.5.9 穴と部品リードのクリアランスの項参照

*2 5.5.2 アニュラーリング及び5.5.3 設計最小ランド直径の項参照

図 5-18 ストレート実装(めっきなしスルーホール)

*1 5.5.9 穴と部品リードのクリアランスの項参照

*2 5.5.2 アニュラーリング及び5.5.3 設計最小ランド直径の項参照

(注1)仕上がり最小値は、各仕様書(QTS)で異なるので、各仕様書を優先すること。

(注2)ランド幅最小設計値は、各仕様書(QTS)でランド幅最小設計値が異なる場合

があるので、各仕様書を優先すること。(5.5.3項参照)

図 5-19 ストレート実装(めっきスルーホール)

*2 ランドアニュラーリング幅仕上がり最小値 =0.38mm ランド幅設計推奨値 =0.64mm

d (公称値)

*1 最大穴径=d(公称値)+ 0.20mm

ソルダパット

めっきなしスルーホール

*2 ランドアニュラーリング幅仕上がり最小値 =0.05mm ただし、導体パターンへの接合側では 最小 0.13mm

[ 設計推奨値 =0.30mm]

d (公称値)

*1 最大穴径=d(公称値)+ 0.25mm ~ 0.51mm

ソルダパット

めっきスルーホール

Page 58: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

51

5.3.11 端子

端子を必要とする場合には、5.1.3 めっき及びはんだコーティングの項に従ったはんだめっき

(原則として、フュージング実施)又ははんだコートされたものとすること。

次に、一般要求を示す。

(1) 端子の使用は、一般的に、部品が5回以上取外し交換されることが予想されるか、又は

その他のやむを得ない設計要求がある場合のみに限定すべきである。

(2) 端子肩をプリント配線板にはんだ付けするように設計されたかしめ端子は、ロール形か

しめによってプリント配線板ベース材料に固定すること(図 5-20 ロール形かしめを参照)。

はんだ

導体

基板ロールかしめ

図 5-20 ロール形かしめ

(3) 端子のかしめ側端部をプリント配線板にはんだ付けするように要求するプリント配線

板設計は、はんだ付け後にV形漏斗かしめ側のはんだ付け部が検査可能な場合を除き、採用

しないこと(図 5-21 V形漏斗かしめを参照)。

図 5-21 V形漏斗かしめ

Page 59: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

52

(4) めっきなしスルーホール両面プリント配線板の面間接続として端子を使用しないこと。

はんだ付け作業時の膨張及びその後の収縮によりはんだ割れを生ずる危険がある(図 5-22

端子のはんだ接続での割れのメカニズムを参照)。

0.51

2.36

0.46

2.41

0.51

2.36

プリント配線板が縮む

(張力)

(mm)

プリント配線板が元の寸

法に縮み張力を発生して、

接続に割れを生ずる。

プリント配線板がフ

レア部に向かって膨

張し、はんだが凝固す

る間に、はんだを変形

させる。

はんだを流し、接続を

形成するために 5 秒

間熱(約 340℃)を加

える。

はんだと熱を

加える

プリント配線板が

膨張し、はんだが

変形(圧縮)される

図 5-22 端子のはんだ接続での割れのメカニズム

(5) めっきスルーホールに取付けるかしめ端子は、めっきスルーホールをはんだで完全に埋

めることができるように楕円形漏斗かしめによってプリント配線板に固定すること(図 5-23

楕円漏斗かしめ及び図 5-24 楕円形漏斗かしめのかしめ工具参照)。

わずかに流れ出た

はんだフィレット

めっきスルーホール

楕円形漏斗かしめ

楕円形漏斗かしめ

(詳細図参照)

導体基板詳細

はんだ

図 5-23 楕円漏斗かしめ

Page 60: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

53

30°/60°かしめ用工具

正面図

めっきスルーホール 端子

側面図

図 5-24 楕円形漏斗かしめのかしめ工具

(6) 穴径は5.5.10 穴とかしめ端子のクリアランス、ランド径は5.5.5 端子取付用ランドを

参照のこと。

Page 61: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

54

5.3.12 端子への部品取付及び導線取付

(1) 部品取付

部品は、取付面に平行に置き、かつ接触させること(図 5-25 端子に取り付ける部品のストレ

スリリーフの方法 A参照)。わずかな傾きは、許容する。

SR:ストレスリリーフ曲げ(STRESS RELIEF BEND)

CP:拘束個所(CONSTRAINT POINT)

図 5-25 端子に取り付ける部品のストレスリリーフの方法

(2) 部品リード長

部品と端子との間のリード線の長さは、特別な形状の部品で片寄らせて取り付けるように指示

された場合を除き、両側でほぼ等しいこと。

(3) 部品リードストレスリリーフ

部品リードは、少なくとも片側はストレスリリーフ曲げをとり、端子間に取り付けること。リ

ード線は、原則として、あらかじめ最終形状に成形しておくこと。ただし、二また端子間の部品

取付で、端子に部品リードを巻付けない場合は、ストレスリリーフ曲げを省略できる。

-  注  意  -

部品取付時にかしめはんだ接続部に機械的な力がかからないように注

意すること。

(4) 最小絶縁被覆クリアランス

絶縁被覆がはんだ継手内に埋め込まれないこと。絶縁被覆端部で導線の輪郭が分からないよう

であってはならない。

C.

B. A.

2d最小

CP

SR SR

CP

CP 2d最小

d=リード径の公称直径

Page 62: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

55

(5) 最大絶縁被覆クリアランス

絶縁被覆クリアランスは、絶縁被覆を含んだ電線径の2倍未満であること。ただし、導線を近

接の他の導線と短絡させるようなことがあってはならない。

(6) 複数並行取付

一つの端子に複数並行取付けする導線の絶縁被覆クリアランスは、等しくなくてもよい。

(7) 特殊なケース

高電圧回路や高周波同軸線などの接続のように、特性インピーダンスや他の回路パラメータの

影響を受ける場合には、絶縁被覆クリアランスを変更できる。

(8) ワイヤハーネスからの引き出し

ワイヤハーネスから等間隔に配置された端子へ複数の電線を引き出す場合、引き出し電線は、

応力が集中しないように、曲がりを含めた長さを均一にすること。

(9) 機械的な支持

ワイヤハーネスは、はんだ付部に機械的荷重がかからないように支持すること(図 5-26 ワイ

ヤハーネスの端子への取付を参照)。支持方法や位置は、技術文書に規定すること。

クランプ

応力除去

図 5-26 ワイヤハーネスの端子への取付

Page 63: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

56

5.4 導体への要求

5.4.1 導体箔の厚さ

(1) 外層

外層の最小銅箔厚は、18μm であること。但し、SVH(surface via hole)がある場合の外層最

小銅箔厚は 9μmであること。めっきスルーホールを使用する場合は、外層導体の最終厚さは、約

50μm~80μm 程度となる。この厚さは、めっきスルーホール内に規定の厚さの銅めっきを確保す

るために(5.1.3めっき及びはんだコーティング項を参照)、元のベース箔の上に銅をめっきする

ことによるものである。

(2) 内層

多層プリント配線板の内層の最小銅箔厚は、35μm であること。但し、IVH(Interstisial via

hole)がある場合は、それらに該当する内層の銅箔厚は 18μm であること。この場合の内層導体

の最終厚さは約 30μm~40μm 程度となる。

5.4.2 導体幅

プリント配線板上の仕上り導体の最小幅及び厚さは、要求される電流容量と導体の許容温度上

昇を基に定める。図 5-27 プリント配線板の外層導体の幅と厚さは、プリント配線板の外層に関

し、種々の銅の厚さと温度上昇に対する最小の導体幅を示す。図 5-28 多層プリント配線板の内

層導体の幅と厚さは、多層板の内層に関するものである。最小間隙要求と最大導体幅の調和をと

ることが、製造の容易さと使用時の耐久性のために、必要である。プリント配線図面上に示す最

小導体幅の設計値は、0.13㎜未満であってはならない。但し、ディスクリートワイヤ配線板のワ

イヤ径は表 5-3による。特別な設計による他の規定がないかぎり、最大許容温度上昇として 20℃

を使用すること。アートワーク上の内層導体の設計幅は、プリント配線板製造後では製造時の銅

のエッチングによって、エッチングされる銅の厚さの2倍程減少する、ということに注意する。

外層では、めっきのアウトグロースのため、この減少が小さくなることもある。

Page 64: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

57

(常温以上の種々の温度上昇に対し、エッチングされた銅の導体のサイズと電流容量を求める

ために使用する。)

導体断面積(×10-3mm 2)

出典:JAXA-QTS-2140

図 5-27 プリント配線板の外層導体の幅と厚さ

温度上昇

導体厚

電流

(A)

導体幅 (㎜)

Page 65: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

58

注:

1.この設計チャートは、エッチングした銅の導体の種々の断面積に対して、電流対温度上昇(常

温以上)を推定する際の手助けとして用意した。通常の設計においては、導体表面積は、隣

接する絶縁板表面積に比べて比較的小さいことが一般的であるという条件が想定されている。

示されたカーブには、エッチング、銅の厚さ、導体幅推定値及び断面積の通常のばらつきを

許容するため(電流をベースにして)、公称 10%のディレーティングを含んでいる。

2.次のような条件下では、15%の追加ディレーティング(電流ベースで)を推奨する。

(A)0.8mm未満の厚さの絶縁層の場合。

(B)0.105mm 以上の厚さの導体の場合。

3.一般に、許容温度上昇は、プリント配線板の最大安全動作温度とプリント配線板が使用され

る場所の最大周囲温度との間の差として定義する。

4.単一の導体に適用する場合、このチャートは、種々の温度上昇に対して、導体の幅、導体の

厚さ、断面積及び電流容量を求めるために直接使用できる。

5.類似の平行する導体(間隔が近接している)のグループに対しては、温度上昇は、等価な断

面積と等価な電流を使用することで求められる。等価断面積とは、平行する導体の断面積の

和に等しく、等価電流は、各導体の電流の和である。

6.電力消費部品の取付けによる加熱の影響は、含まれていない。

7.設計チャート内の導体厚さには、銅以外の金属による導体めっき厚を含んでいない。

8.SVH を構成する外層の場合は、54μmのラインを適用する。

図 5-27 プリント配線板の外層導体の幅と厚さ(続き)

Page 66: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

59

(常温以上の種々の温度上昇に対し、エッチングされた銅の導体のサイズと電流容量を求める

ために使用する。)

導体断面積(×10-3mm 2)

出典:JAXA-QTS-2140

図 5-28 多層プリント配線板の内層導体の幅と厚さ

温度上昇

導体厚

電流

(A)

導体幅

(㎜)

Page 67: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

60

注:

1.この設計チャートは、エッチングした銅の導体の種々の断面積に対して、電流対温度上昇(常温

以上)を推定する際の手助けとして用意した。通常の設計においては、導体表面積は、隣接する

絶縁板表面積に比べて比較的小さいことが一般的であるという条件が想定されている。示された

カーブには、エッチング、銅の厚さ、導体幅推定値及び断面積の通常のばらつきを許容するため

(電流をベースにして)、公称 10%のディレーティングを含んでいる。

2.次のような条件下では、15%の追加ディレーティング(電流ベースで)を推奨する。

(A)0.8mm以下の厚さの絶縁層の場合。

(B)0.105mm 以上の厚さの導体の場合。

3.一般に、許容温度上昇は、プリント配線板の最大安全動作温度とプリント配線板が使用される場

所の最大周囲温度との間の差として定義する。

4.単一の導体に適用する場合、このチャートは、種々の温度上昇に対して、導体の幅、導体の厚さ、

断面積及び電流容量を求めるために直接使用できる。

5.類似の平行する導体(間隔が近接している)のグループに対しては、温度上昇は、等価な断面積

と等価な電流を使用することで求められる。等価断面積とは、平行する導体の断面積の和に等し

く、等価電流は、各導体の電流の和である。

6.電力消費部品の取付けによる加熱の影響は、含まれていない。

7.設計チャート内の導体厚さには、銅以外の金属による導体めっき厚を含んでいない。

8.外部回路では、電流を 100%上乗せ(2倍)してよい。

9.SVH を構成する内層及びIVHを構成する内層の場合は 33μmのラインを適用する。

図 5-28 多層プリント配線板の内層導体の幅と厚さ(続き)

Page 68: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

61

5.4.3 導体間隙

プリント配線板の同一面又は同一層の導体間の最小間隙を、電圧を関数として表 5-6に示す。

可能な限り、これより大きな間隙を使用すべきであり、表 5-6 コーティングされたプリント

配線板の導体間隙の最小間隙は、導体間の間隙のみならず、導体パターン間及び導電性のあるマ

ークや取り付け金具のような導電性材料の間の間隙にも適用すること。

Page 69: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

62

表 5-6 コーティングされたプリント配線板の導体間隙

仕様書(QTS) 導体間電圧

DC又は ACピーク(V)

最小間隙設計値=最小仕上がり値+製造公差 *1

外層(mm) 内層(mm)

JAXA-QTS-2140 付則 A

ガラス布基材ポリイミド又はエポキ

シ樹脂絶縁プリント配線板

0~100

101~300

301~500

501以上

0.13+0.07

0.38+0.1

0.76+0.1

0.003mm/v+0.1

0.1+0.1

0.2+0.1

0.25+0.1

0.003mm/v+0.1

JAXA-QTS-2140 付則 B

ファインピッチ用ガラス布基材ポリ

イミド又はエポキシ樹脂絶縁プリン

ト配線板

0~100

101~300

301~500

501以上

0.13+0.05

0.38+0.1

0.76+0.1

0.003mm/v+0.1

0.1+0.08

0.2+0.1

0.25+0.1

0.003mm/v+0.1

JAXA-QTS-2140 付則 E

(アウタータイプ)

フレックスリジッドプリント配線板

0~100

101~300

301~500

501以上

0.13+0.05

(0.13+0.07) *2

0.38+0.1

0.76+0.1

0.003mm/v+0.1

0.1+0.08

0.2+0.1

0.25+0.1

0.003mm/v+0.1

JAXA-QTS-2140 付則 E

(インナータイプ)

フレックスリジッドプリント配線板

0~100

101~300

301~500

501以上

0.15+0.1

0.38+0.1

0.76+0.1

0.003mm/v+0.1

0.15+0.1

0.2+0.1

0.35+0.1

0.003mm/v+0.1

フレックス部は外層の最小導体間隙で設計すること。

JAXA-QTS-2140 付則 D

ポリイミドフィルム絶縁フレキシブル

プリント配線板

0~100

101~300

301~500

501以上

0.2+0.1

0.38+0.1

0.76+0.1

0.003mm/v+0.1

JAXA-QTS-2140 付則 C

ガラス布基材エポキシ樹脂絶縁ディ

スクリートワイヤ配線板

(但し、ワイヤ間隔は除く)

0~15

16~30

31~50

51~100

101~300

301~500

500 以上

0.20

0.25

0.38

0.51

0.76

1.52

0.003mm/V

0.20

0.25

0.38

0.51

0.76

1.52

0.003mm/V

JAXA-QTS-2140 付則 F

CIC 入り低熱膨張ガラス布基材ポリイ

ミド樹脂絶縁プリント配線板

0~100

101~300

301~500

501以上

0.13+0.05

0.38+0.1

0.76+0.1

0.003mm/v+0.1

0.1+0.08

0.2+0.1

0.25+0.1

0.003mm/v+0.1

*1上記表の設計値は IPC-2221~2226 等で規定した仕上がり値に各仕様書(QTS)の製造公差を加えた値

である。

*20~100 Vの最小間隙で、( )内はフレックス部の間隙である。

Page 70: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

63

5.4.4 取付間隙

(1) 取付け金具との間隙

接地用以外の導体パターンと全ての取付け物(穴、コネクタブラケット、金具など)との間は、

取付け物の最悪ケースの取付位置も考慮にいれ、少なくとも、0.38mmに表 5-6 コーティングさ

れたプリント配線板の導体間隙 を加えた値だけ離すこと。ただし、0.64mm を最小とする。この

最悪ケースの位置は、プリント配線板取付穴、ブラケット寸法、筺体の機械加工、プリント配線

板への穴あけ及びワッシャの過大によって生じるプリント配線板のずれのような偶発的なことを

見込んだ公差を考慮にいれること。めっきなしスルーホールでは、その周囲のグランドプレーン

又は回路に対して、最小 0.75mmの間隙を持たせること。

(2) プリント配線板端部との間隙

回路からプリント配線板の端までの間隙は、プリント配線板取付け方法、プリント配線板の厚

さと大きさ、隣接のプリント配線板組立品や他のユニット部品との接近、特別の要求などのよう

な設計要求によって決定され、表 5-6 コーティングされたプリント配線板の導体間隙 にプリン

ト配線板製造及び加工公差を考慮し、各導体間電圧範囲の最小間隙値+1.07㎜を加算し設計値と

することを標準とする。また、標準設計値以下にしたい場合は、製造業者と事前に相談すること。

5.4.5 広面積導体パターン

直径 12.7mm よりも大きな広面積導体パターン(通常、シールド、ヒートシンク、グランドプレ

ーン又は電源プレーンに使用される銅部分)は、電気的に導通したパターンを形成するように設

計された一連の細長いスリット、矩形、他の形状によって網目状にするとよい(図 5-29 広面積

導体パターンの推奨例を参照)。この技法を用いれば、自動はんだ付け作業中に発生する回路の

ふくれやプリント配線板のそりの可能性が低くなる。この細長いスリット又は円は、ドリル穴か

ら離しておく。

直径 25.4mm の円を超える広面積導体パターンが内層で使用される場合は、その層はできるだけ

プリント配線板の中央近くに置く。もし2層以上の内層に広面積導体パターンがある場合は、そ

れらの層は、プリント配線板内に対称的(例えば、10層プリント配線板の3層目と8層目)に

置く。

図 5-29 広面積導体パターンの推奨例

Page 71: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

64

5.4.6 ガイドクリップしゅう動部分

プリント配線板組立品を取付けるために金属ガイドクリップを設計上要求する場合は、ヒート

シンク、磨耗防止又はその両方に備えるため、ガイドクリップとしゅう動するプリント配線板面

の両側に沿って、エッチングされたパターンを残すことが望ましい。シャーシアースをするため

にこのパターンをプリント配線板グランドプレーンに接続するかどうかは、回路設計技術者が指

定すること。このパターンは、SAE-AMS-QQ-N-290クラス2に従って、銅に直接、厚さ 0.005mm以

上の電解ニッケルで下地めっきを行い、電解金めっき仕上げとする。図 5-30 ガイドクリップし

ゅう動部詳細にガイドクリップしゅう動部分の例を示す。

シャーシ

コネクタ

ガイドクリップ*1金めっき

プリント配線板

図 5-30 ガイドクリップしゅう動部詳細

*1 ガイドクリップしゅう動部分を介して、金めっき部分とシャーシが電気的に共通となる。

プリント配線板の電源グランドとシャーシアースを接続するかどうかは、回路設計技術者が指定

すること。

ガイドクリップ(注)

Page 72: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

65

5.5 ランドと穴への要求

5.5.1 穴の寸法及び位置

(1) 穴と穴の間隔

隣接する穴は、これらの穴を取り囲んでいるランドが本項の寸法要求及び5.4.3導体間隙の項で

規定する導体間隙の要求に合うように配置すること。

また、めっきスルーホール及びめっきなしスルホールいずれの場合においても、隣接する穴の

縁の間隔は、プリント配線板の板厚又は穴径(仕上がり径)のいずれか小さい方以上とするが、

SVH、IVH、小径ビアホールの場合は 0.6mm以上とする。

(2) 穴とプリント配線板端の間隙

部品リードが入る穴は、穴を取りまいているランドが5.3.4スルーホールへの挿入実装部品のレ

イアウトの項と5.3.5表面取付け部品のレイアウトの項の要求に合うようプリント配線板の端か

ら十分な距離をとること。プリント配線板端とランド端の間隙は 1.27mm以上を標準とする。但し、

詳細設計に際しては各認定メーカの付則毎の適用データシートを参照及び認定メーカに確認する

こと。

(3) 穴の寸法

穴の直径は、標準のドリル寸法と一致させ、各穴に対して最大と最小値を規定すること。直径

は、5.5.9穴と部品リードのクリアランスの項に示す穴とリード線の寸法比に適合すること。また、

スルーホールの穴径は、各適用仕様書により異なるので、各仕様書に対するデータ・シートを参

照及び製造業者に確認すること。

5.5.2 アニュラーリング

(1) 外層

外層の最小アニュラーリングとは、ランドの縁とめっきスルーホールの内側の縁又はめっき無

しスルーホールの内側の縁との間の最小仕上がり幅の(最も狭い場所での)銅部分のことである。

めっきなしスルーホールに対しては、最小アニュラーリングは、0.38mmとすること。めっきスル

ーホールの場合は、0.05mm を標準とする。ただしプリント配線板仕様書(QTS)又はシステムか

らの要求によっては外層において、導体パターンへの接続側での最小アニュラーリングは、0.13mm

とする要求があるので、各仕様書(QTS)及びそれに対応するデータ・シートを参照すること。端

子への取り付けに関しては5.5.5端子取付用ランドの項を参照のこと。

(2) 内層

内層のランドに対する最小アニュラーリングとは、ランドの縁と穴あけされた穴の縁の間の(最

も狭い場所での)最小仕上がり幅の銅部分のことである。多層板の内部のランドに対する最小の

アニュラーリングは、0.05mm とすること。

Page 73: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

66

5.5.3 設計最小ランド直径

5.5.2 項に示す最小アニュラーリングの要求を満たし、かつ製造中における公差の累積を補償

するためには、プリント配線板の穴に対する設計上の最小ランド直径は、下記を標準とするが、

プリント配線板の仕様書(QTS)によっては最小ランド径が異なり、又、外層において、導体パタ

ーンへの接続側での最小アニュラーリングが 0.13mmを要求される場合は、導体とランドとの接続

部分にサブランド又はティアドロップの処置が必要になるので、各プリント配線板の仕様書(QTS)

及びそれに対応するデータ・シートを参照すること。

(1) めっきなしスルーホール

キリ径+1.1mm

(2) めっきスルーホール:仕上がり穴径(中央値)+0.5mm

但し、小径ビアホールの場合はキリ穴径+0.4 ㎜

(3) 端子取付

5.5.5端子取付用ランドの項参照。

5.5.4 広面積導体部のランド

グランドプレーン又は電源プレーンのランドは、はんだ付けにおける熱の流れを制限するため

に、めっきスルーホールの周囲に熱抑止部を設けること。(図 5-31 熱抑止部を備えたグランド

及び電源プレーンのランド部分(代表例)を参照)

熱抑止部

スルーホール

穴あけ後のランド部分

図 5-31 熱抑止部を備えたグランド及び電源プレーンのランド部分(代表例)

Page 74: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

67

5.5.5 端子取付用ランド

端子取付用の最小ランド直径は、端子のフランジの最大直径よりも、めっきスルーホールに対

しては 0.50mm 大きく、めっきなしスルーホールに対しては 0.38mm大きいこと。

5.5.6 表面取付用ランド

(1) リボン形リード線の沿わせ実装のランドの寸法要求は、以下のとおり。

a. ランドの寸法: 図 5-14 リボン形リード線めっきなしスルーホールオフセット沿わ

せ実装及び図 5-15 リボン形リード線表面沿わせ実装を参照。

b. ランドの最小導体間隙:表 5-6 コーティングされたプリント配線板の導体間隙を参

照。

(2) 丸形リード線をもつ部品に対するランド

図 5-12 丸形リード線めっきなしスルーホールオフセット沿わせ実装及び図 5-13 丸形リ

ード線表面沿わせ実装を参照。

Page 75: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

68

5.5.7 はんだフィレット

エッチングされたパターンの輪郭は、はんだフィレットの形状に影響を与える。取付ランド

は、円形を推奨する(一様に熱が加わり均一なフィレットを得やすい)。(図 5-32 望ましい

ランド形状と望ましくない形状の例を参照)

(H)(D)

(G)(C)

(F)

(E)

(B)

(A)望ましくないランド

はんだフィレットは非対称

外側のはんだ

フィレットは不十分

はんだは大きい方の

穴へ流れてしまう

中央のはんだ

フィレットは良好

外側のはんだフィレットは非対称

穴のまわりに一様なパターン

望ましいランド

図 5-32 望ましいランド形状と望ましくない形状の例

Page 76: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

69

5.5.8 部品取付用めっきスルーホールの寸法と公差

プリント配線図上に示す穴の寸法は、めっき及びフュージング後の寸法(仕上

がり径)である。ドリル径やめっき前の穴直径を指定しないこと。

めっきスルーホールの公差は、+0.10mm-0.15mmとする。

5.5.9 穴と部品リードのクリアランス

めっきスルーホールの直径は、そこを通る部品リード線の公称直径に合うように決めること。

この直径は、リード線と穴の壁面間をはんだが一様に流れる程に十分な大きさであるが、はん

だをよく流すための毛細管現象が不十分になる程大き過ぎないこと。この条件を備えるために、

穴直径は、公称の線直径又は矩形リード線の対角寸法よりも 0.15~0.51mm 大きいこと。(図

5-16 丸型リード線めっきスルーホール折り曲げ実装、図 5-19 ストレート実装(めっきスル

ーホール)及び図 5-33 矩形リード用スルーホール穴径、を参照)

この規定に関しては、各認定メーカの付則毎の適用データシートを参照及び製造業者に確認

すること。

めっきなしスルーホールの直径は、公称の線径に対して 0.20mmを最大差とする。ただし、穴

の仕上り最大値、リード径の最大値を考慮して設計すること。(図 5-17 丸型リード線めっき

なしスルーホール折り曲げ実装及び図 5-18 ストレート実装(めっきなしスルーホール)を参

照)

図 5-33 矩形リード用スルーホール穴径

5.5.10 穴とかしめ端子のクリアランス

めっきスルーホールに対しては、かしめ端子の公称直径よりも 0.10~0.51mm大きいこと。め

っきなしスルーホールに対しては、かしめ端子の公称直径に対し 0.13mmを最大差とする。

A+B=0.15mm~0.51mm

Page 77: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

70

5.5.11 プリント配線板取付穴

積層母材上で直にねじを締めつけるべきではないので、プリント配線板取付穴は、電気的な

短絡の恐れのない限りは、銅のランドでまわりを囲むことにより補強する。このことは、GIタ

イプの材料では、穴あけの際に欠けやすいので、特に重要である。取付穴は、検査のために寸

法を規定すること。電気的なハードウェアをかしめ止め又はボルト止めする穴にも、そのハー

ドウェアを支持し、プリント配線板の損傷を防ぐためにランドを設けるとよい。製造コスト上

から、取付穴は、通例、矩形や特別の形でなく円形とする。プリント配線板取付穴は、通常、

めっきスルーホールや座ぐりを設けたりはしない。

Page 78: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

Ⅰ-1

付録I 用語の定義

本標準で使用している用語の定義は,以下の通りである。

(1) アウトグロース Outgrowth

めっきの盛り上がりにより生じる,製造データ上の輪郭をこえてできた導体のはみ出しの片

側の幅(図 I-1及び図 I-2参照)をいう。

図 I-1 アウトグロース

アンダーカット

オーバーハング

アウトグロース はんだめっき

(実際の)導体幅

断面検査により、アンダーカット

及びオーバハングを調べる。

製造マスク上の導体幅

図 I-2 オーバハングとアンダーカット

(2) アニュラーリング Annular Ring

アニュラーリングとは、穴のまわりを完全に囲んでいる導体部分をいう。

(3) アンダーカット Undercut

導体のめっき及びはんだコートを含めずに、導体の片端から導体のへこみの最大点までをプ

リント配線板表面に平行に測定した導体の減少量(図 I-2参照)をいう。

(4) ウェーブはんだ付け Wave Soldering

連続的に流れ、循環する溶融はんだの表面に接するようにプリント配線板を移動させるはん

だ付け工程をいう。

アウトグロース

製造マスク上の導体 めっき

基材

金属箔

レジスト

導体幅

Page 79: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

Ⅰ-2

(5) エッチバック Etch back

めっきスルーホールにおいて、めっきに先立ち、導体層の間のガラス繊維と樹脂を取り除く

処理をいう。導体の突出し部分を作ることにより、めっきの機械的及び電気的接合を補助する

ために行う。

(6) オーバハング Overhang

アンダーカットとアウトグロースの和(図 I-2参照)。アンダーカットが生じない場合は、

オーバハングは、アウトグロースのみとなる。

(7) クラッド又はクラッディング Clad or Cladding

クラッド又はクラッディングは、基材へ接着された金属箔の比較的薄い層又はシートをいう。

(8) クレイジング/基材 Crazing/Base Material

クレイジングは、積層した基材の中に発生する内部状態であり、ミーズリングの連続したも

のである。クレイジングは、通常、機械的応力、熱的応力、又はその両方によって生じる。連

なったクレイジングは、湿気と電流により連続した導電経路を形成することがある。

(9) コンフォーマルコーティング Conformal Coating

プリント配線板等に部品実装後、防湿等を目的として塗布する非導電性の薄い保護皮膜をい

う。

(10) コンポーネント Component

いくつかの部品、デバイス及び構造体の組み合わされたもので、機器の全体運用の中で独立

した機能をするもの。これは1つのブラックボックスで、例えば、送信機、エンコーダ、冷凍

ポンプなど。

(11) 光学パンチ Optical Punch

打抜きされるべき材料上の目標に対して、打抜き工具を正確に位置決めするために光学シス

テムを利用した穴明け機械。

(12) 最小アニュラーリング Minimum Annular Ring

穴の縁とランドの外縁の間の最も狭い所の導体幅をいう。この測定は、多層板の内層での穴

明けされた穴、及び多層板や両面板の外層上のめっきされたランドの縁に対して行われる。(図

I-3参照)

Page 80: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

Ⅰ-3

図 I-3 最小アニュラーリング

(13) 再加工 Rework

物品及び材料を図面、仕様書又は契約書の要求に合致させるために行う再工程をいう。不具

合物品を利用可能な状態にする修理とは区別して扱われる。

(14) 修理 Repair

不具合の物品を利用可能な状態にするために加えられる処置をいう。修理は、工程をやりな

おすというよりは、新たに技術指示を出し、通常のコンフィギュレーションと相異する点があ

り、再加工とは区別される。

(15) 改修 Modification

プリント配線板組立品改修とは、絶縁材、部品及びジャンパ線の追加などによる接続の変更

等をいう。

(16) スクリーン印刷 Screen Printing

プリント配線板上へのインクでのマーキング印刷。実装する部品等の形状及びピン番号等

様々な情報をスクリーン印刷を行ったもので,シルクスクリーン又はシンボル印刷ともいう。

(17) 自動はんだ付け Mass Soldering

プリント配線板組立品上の全て又はほとんど全てのはんだ付け接続を、連続的な自動又は半

自動の機械(例えば、ウェーブはんだ付け)により、一度に作る工程をいう。

Page 81: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

Ⅰ-4

(18) 接着層 Bonding Layer

接着層は、多層プリント配線板の個々の層を接合して一つの積層板とするために使用される

接着材の層をいう。

(19) 接着力 Adhesion

コーティング材とプリント配線板の間の力であり、コーティング材とプリント配線板を分離

するのに要する力として測定される。

(20) 積層板 Laminate

熱、圧力及び接着材を用いて2つ以上の層の材料を一体に接合することにより作られる製品

を積層板という。

(21) 絶縁抵抗 Insulation Resistance

接点、導体、接地デバイスの種々の一対の組合せ間の絶縁材料の電気的抵抗を絶縁抵抗とい

う。

(22) そり Bow

そりは、プリント配線板の平面からのずれである。プリント配線板が矩形の場合には、その

角又は辺がプリント配線板の主表面と同一面にあるようにした時に、円筒状又は球状のような

曲面としてみなされる。(図 I-4参照)

そり

図 I-4 そり

(23) ソルダレジスト Solder Resist

プリント配線板上の特定領域に施す耐熱性被覆材料のことをいう。後続工程のはんだ付け作

業でこの領域にはんだが付かないようにするもの。通常は、はんだ付け時のブリッジ防止の目

的で使用される。

Page 82: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

Ⅰ-5

(24) 耐湿性 Moisture Resistance

耐湿性は、周囲の湿気を吸収することに抵抗する材料の能力をいう。

(25) 耐電圧試験 Dielectric Withstanding Voltage Test

絶縁材料や絶縁体間隔が、指定された時間にわたりフラッシュオーバ(沿面放電)や絶縁破

壊なしに指定された過電圧に耐え得ることを確認する試験。

(26) たて糸/織物 Warp/Fabric

たて糸とは、織加工の際、機械を通過する方向又はガラス繊維織物の原ロールの回転方向の

強化ガラス繊維の織り糸をいう。できあがった積層板材料は、通常、たて糸方向の方が横糸方

向より強い。

(27) ディウェッティング Dewetting

ディウェッティングとは、溶けたはんだが表面を被覆した後、薄いはんだの膜で覆われた区

域が不規則な形のはんだの盛上がりで分けられているようになった状態(図 I-5参照)である

が、下地の金属は露出していない状態(図 I-5参照)をいう。「はんだはじき」ともいう。

はんだ

基材

下地金属

図 I-5 ディウェッティング

(28) ディスクリートワイヤ配線板 Discrete Wiring Boards

信号線としてポリイミドで絶縁被覆された導線を使用し、数値制御による布線機で配線し絶

縁性接着層に埋め込む工法で製造された配線板。

(29) テストクーポン(品質確認試験クーポン) Test Coupon(Quality Conformance Test Coupon)

プリント配線板の合否判定をするために使用する試験パターンを含むプリント配線板又は生

産パネルの部分をいう。

Page 83: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

Ⅰ-6

(30) 層間はく離 Delamination

プリント配線板の基板の層と層の間若しくは基板と導体の間のはがれ、または多層プリント

配線板の内部のその他の平面的はがれ。

(31) 熱衝撃試験 Thermal Shock Test

電気的導通性、電流を流す容量を失うことなく、また材料の劣化なしに、温度サイクルの繰

り返しにプリント配線板が耐える能力のあることを確認するために行う試験。

(32) 熱ストレス試験 Thermal-Stress Test

めっきスルーホールや導体を損傷することなしに、また材料の劣化なしに、はんだ付け作業

にプリント配線板が耐える能力のあることを確認するために行う試験。溶融はんだにサンプル

を浮かべてめっきし、スルーホールの断面をとり、プリント配線板とスルーホールの断面を目

視観察することにより行なわれる。

(33) 配置配線設計 Placement and wiring design

プリント配線板に部品を配置後、その間を接続する配線パターンを設計すること。この一連

の設計は、ディスプレイ上で部品を配置し、回路図の接続データによって配線が行なわれる。

層数の関係や経路によって自動により配線できなかった配線は、人手作業でディスプレイを見

ながらマウスなどのポインティングデバイスを用いて修正を加える。最近は CAD が進歩し、人

手による配線は相当に減少している。

(34) はんだ付け性 Solderability

はんだ付け性は、はんだのぬれに関する金属の性質をいう。

(35) 非接続ランド Nonfunctional Land

内、外層上で、その層上の導体パターンに接続しないランド。「機能していないランド」と

もいう。

(36) Bステージ B-stage

Bステージとは、熱硬化性樹脂の硬化の中間状態をいう。

(37) ふくれ Blister

ふくれ(ブリスタ)とは、積層された基材のいずれの層間又は基材と導体箔間の局部的なふ

くらみと分離をいう。

(38) 部品 Part

機能を損なうことなく分解することができないような単体又は2つ以上の集合体。個別部品、

Page 84: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

Ⅰ-7

コンポーネント部品と同義(例えば、抵抗、コンデンサ、リレー、IC)。

(39) フュージング Fusing

はんだめっきを施したパターンをエッチングした場合、パターンの断面形状は、図 I-6のよ

うになる。銅パターンの上のはんだめっきは、オーバハング(ひさし)を有し、後工程の取り

扱いにより、このオーバハングの一部が取れ(スリバー)、ショート等の事故を起こす。これ

を避けるため、このはんだをはんだの融点以上の高温(200℃~240℃)で溶融し、オーバハン

グをなくし、かつ、めっきされたはんだを合金化し、安定させる。この工程をフュージングと

いう。(図 I-7参照)

プリント配線板

はんだめっきオーバーハング

銅パターン

図 I-6 フュージング前のパターン断面

プリント配線板

はんだ

銅パターン

図 I-7 フュージング後のパターン断面

(40) プラズマ Plasma

エッチバック又は化学的な穴のクリーニング処理をいう。穴の壁から樹脂を除去するために、

減圧下で、穴明けされたパネルを乾いた、イオン化した、化学的に活性なガスにさらす。

(41) フラックス Flux

フラックスとは、金属へのはんだのぬれを促進するため、限られた温度範囲内で化学的に活

性化する化合物をいう。

(42) プリプレグ Prepreg

樹脂で含浸したシート材(例えば、ガラス繊維)を中間段階まで硬化させた(Bステージ樹

脂)ものをいう。

Page 85: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

Ⅰ-8

(43) プリント配線板 Printed Wiring Board(PWB)

回路設計に基づいて,部品間を接続するために導体パターンを絶縁基材の表面又は表面とそ

の内側に,プリントによって形成した配線板。略称としてプリント板(Printed Board)または

プリント基板も良く使われる。

(44) プリント配線板組立品 Printed Circuit Assembly(PCA)

プリント配線板に部品を実装したもの。

(45) フレキシブルプリント配線板 Flexible Printed Wiring Board

柔軟性のある絶縁配線板を用いたプリント配線板。

(46) フレックスリジッドプリント配線板 Flex-rigid Printed Wiring Board

柔軟性のある部分と硬質の部分からなる絶縁配線板を用いたプリント配線板(図 I-8 アウ

タータイプ(4層構造)の断面図、図 I-9 インナータイプ(4層構造)の断面図を参照)。

リジ ット材

フレキシブ ル材

リジ ット部リジ ット部 フレックス部

カバ レーイ導体

部品孔

緩衝材

ランド

(内層)

ランド (外層)ビ アホー ル

図 I-8 アウタータイプ(4層構造)の断面図

緩衝材 緩衝材

リジ ット部リジ ット部 フレックス部

カバ レーイ

導体

部品孔 部品孔

緩衝材

ランド (外層)

図 I-9 インナータイプ(4層構造)の断面図

Page 86: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

Ⅰ-9

(47) マスク Mask

ある一部のパターンにエッチング、はんだ、めっき又はコーティングの作用からパターンの

選択された部分を保護又は覆うために使用されるコーティング材料/レジストをマスクという。

(48) ミーズリング Measling

ミーズリングは、ガラス繊維が樹脂から剥離することにより積層板基材内に発生する内部状

態の一つである。この状態は、個々にまき散らしたような織目の交点に明白な不連続の白い点

又は十文字の形で存在する。この状態は、通常、機械的応力、熱的応力又はその両者によって

生ずる。

(49) めっきスルーホール Plated-Through Hole

めっきスルーホールは、基材を貫通した穴の壁面に導体材料を付着させて層間の接続を形成

するもの。

(50) めっきボイド Plating Void

めっきボイドは、金属めっきが失われている部分をいう。

(51) 面間接続 Interfacial Connection

絶縁層をはさんだ面上の導体パターン間の電気的接続。例えば、めっきしたスルーホール又

は折曲げたジャンパ線。

(52) ランド Land

部品の接続、取付又はこの双方のため(これだけに限るわけではないが)に通常用いる導体

パターンの一部分をいう。表面実装用部品に使用する場合パッド(pad)ともいう。

(53) 小径ビアホール

部品挿入用でなく、導通を目的として全層を貫通させた小型のスルーホール。高密度配線対

応として用いる。(図 I-10 小径ビアホール、IVH及び SVHの構造を参照)

(54) IVH Interstitial via hole

多層配線板の隣接した2層間又はそれ以上の層の内層回路間を接続するためのスルーホールで

あり、全層を貫通していない。(図 I-10 小径ビアホール、IVH 及び SVHの構造を参照)

(55) SVH Surface via hole

多層配線板の表面上の外層回路と隣接した内層回路の2層間又はそれ以上の層を接続するた

めのスルーホールであり、全層を貫通していない。blind Via ともいう。(図 I-10 小径ビア

ホール、IVH 及び SVHの構造を参照)

Page 87: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

Ⅰ-10

基材

スルー ホー ル小径ビ アホー ル

IVHSVH

ランド

(内層)

導体パ タ ンーランド

図 I-10 小径ビアホール、IVH 及び SVH の構造

(56) CIC

低熱膨張率材料でインバー(Fe-Ni37%合金)を銅で挟み込んだ3層構造のクラッド材で

ある。(図 I-11を参照)

厚さ 1.5mm(公称)、クラッド構成比率 12.5/75/12.5(公称)のものを使用する。

図 I-11 CIC 断面図

Page 88: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-1

付録II 補足設計情報

目 次

1 図面等の作成方法 ............................................................................................................ II-4 1.1 図面展開手順.................................................................................................................... II-4 1.2 回路図............................................................................................................................... II-6

2 設計上の諸注意事項......................................................................................................... II-7 2.1 多層プリント配線板の厚さの目安................................................................................... II-7 2.2 補強材............................................................................................................................... II-8 2.3 放熱の考慮 ...................................................................................................................... II-11 2.4 テストポイント .............................................................................................................. II-22

3 導体 ................................................................................................................................ II-23 3.1 一般的な設計上の注意事項............................................................................................ II-23 3.2 最大電流と温度上昇....................................................................................................... II-25 3.3 導体間隙 ......................................................................................................................... II-26

4 ランド及び穴.................................................................................................................. II-27 4.1 ランド及び穴の形状と位置............................................................................................ II-27 4.2 端子取付用ランド及び穴 ............................................................................................... II-27

5 高電圧での注意事項....................................................................................................... II-28 5.1 動作電圧レベル .............................................................................................................. II-28 5.2 高電圧のコンフォーマルコーティング ......................................................................... II-29 5.3 高電圧の接続.................................................................................................................. II-30

6 ヒートシンク.................................................................................................................. II-31 6.1 ヒートシンクの製作....................................................................................................... II-31 6.2 設計ガイドライン .......................................................................................................... II-32

7 プリント配線板の表示 ................................................................................................... II-34 7.1 一般 ................................................................................................................................ II-34 7.2 設計上の考慮.................................................................................................................. II-34 7.3 部品識別 ......................................................................................................................... II-35 7.4 プリント配線板の識別 ................................................................................................... II-35 7.5 プリント配線板のトレーサビリティ ............................................................................. II-35

8 ファインパターンのプリント配線板 ............................................................................. II-35

Page 89: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-2

9 表面実装部品に対するプリント配線板設計における考慮事項..................................... II-37 9.1 パッケージ選定における考慮事項................................................................................. II-37 9.2 両面実装への考慮事項 ................................................................................................... II-37 9.3 多層プリント配線板層数への考慮事項 ......................................................................... II-37 9.4 表面実装部品のランドパターン及び実装方法 .............................................................. II-37

Page 90: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-3

図 表 目 次

図 II-1 プリント配線板の設計・製造手順のフロー ................................. II-4 図 II-2 多層(6 層)プリント配線板の厚さの計算例 ................................ II-7 図 II-3 リブによる補強方法の実施例 ............................................. II-9 図 II-4 金属フレームによる補強方法の実施例 ..................................... II-9 図 II-5 プリント配線板同士の抱き合わせによる補強方法の実施例 .................. II-10 図 II-6 金属板貼り付けによる補強方法の実施例 .................................. II-10 図 II-7 プリント配線板のウェッジロック方式での取付例 .......................... II-15 図 II-8 カードフレームとプリント配線板一体構造のシャーシへの取付例 ............ II-15 図 II-9 プリント配線板のシャーシへの直接取付例 ................................ II-16 図 II-10 プリント配線板の金属ガイド方式での取付例 ............................. II-16 図 II-11 熱設計手順 ........................................................... II-21 図 II-12 テストポイント(TP)の位置 ........................................... II-22 図 II-13 導体の幅と厚さの比 ................................................... II-25 図 II-14 スタンドオフ端子のための外部接続 ..................................... II-27 図 II-15 球形はんだによる高電圧の接続図 ....................................... II-30

表 II-1 宇宙用電子機器におけるプリント配線板組立品放熱のための要素技術 ........ II-14 表 II-2 プリント配線板/シャーシ インタフェース部 設計パラメータ .............. II-18 表 II-3 各種材料の熱伝導率 .................................................... II-19 表 II-4 各種材料の比熱 ........................................................ II-19 表 II-5 電子部品許容温度の考え方 .............................................. II-20

Page 91: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-4

1 図面等の作成方法

1.1 図面展開手順

プリント配線板設計者が回路設計部門から受け取らなくてはならない最小限の事項は、回路

図(回路の機能、電圧、周波数、電流、特別の条件など)、部品リスト、及びプリント配線板

の物理的パラメータを決定するプリント配線板設計要求仕様書(外形、穴径、線幅、層構成な

ど)である。これによりプリント配線板設計者は、プリント配線板の配置配線設計が可能とな

る。そこから、プリント配線図及びプリント配線板組立図が作成され、次にこれらからプリン

ト配線データ、プリント配線板組立データが作られ、最終的にプリント配線板及びその組立品

が作られる。プリント配線板の設計・製造手順のフローを図 II-1 プリント配線板の設計・製

造手順のフローに示す。

回路図

部品リスト

製品要求

プリント配線板の配置配線設計

試験・ 性能の仕様

製造仕様チェック

プリント配線図

プリント配線データ

製造用フィルム,穴加工データ

プリント配線板

プリント配線板組立品 配線板組立手順

組立図

組立データ

図 II-1 プリント配線板の設計・製造手順のフロー

Page 92: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-5

プリント配線板の設計・製造手順のフローは、通常次の順番で行う。

(1) 回路図、部品リスト、製品要求

論理回路図又は電気回路図、部品リストや部品カタログ、及びプリント配線板の製品要求を

記入したプリント配線板設計要求仕様書をプリント配線板設計者に依頼する。

(2) プリント配線板の配置配線設計

ソルダレジスト、スクリーン印刷等も含んだプリント配線板の配置配線設計を行い、プリン

ト配線板を製造する為の設計データを作成する。

(3) 試験・性能の仕様及び製造仕様チェック

設計したプリント配線板が、電気性能(ノイズ、電流値、電圧値等)を満たすか、又製造仕

様(製造等級等のライン/スペース等)を満たすかを確認する。また、高速動作が求められる

ようなプリント配線板の設計においては、不要輻射の抑制を考慮したパターンおよび実装にな

っているかを確認する。通常この様なチェックはコンピュータで自動的に処理する。

必要に応じ、「JERG-0-042-TM001 技術データ2 第1項 近傍磁界放射抑制を考慮したプリ

ント配線板の設計ガイドライン」を参照すること。

(4) 製造情報及び図面

プリント配線板の組立に使用する組立データの出力及び組立図の作成、プリント配線板製造

に使用するプリント配線データの出力及びプリント配線図の作成を行う。

(5) 製造用フィルム、穴加工データ

プリント配線板を製造する工程で必要な、エッチング用製造フィルム及び NC穴加工データを

作成する。

(6) プリント配線板製造

プリント配線板をエッチングマシーン及び NC加工機を使用し製造する。

(7) プリント配線板組立

組立図に従いプリント配線板組立を行う。

Page 93: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-6

1.2 回路図

(1) 回路図は、以下の情報を含み明瞭で読みやすく作成すること。

a. 回路素子(IC、トランジスタ、ダイオード、抵抗など)及びそれらの相互接続。

b. 入出力信号名の記入とその接続、及び必要であれば予め確定している入出力の指定。

c. テストポイントの指定。

d. リターン線及びグランド(1個以上ある時)を明確に区別するための記号及び接続情報。

(2) その他パターン設計で必要となる情報は下記の通り(回路図上に別途指示する)

a. 最大電圧(±15V を超える信号)。

b. 最大連続電流又はせん頭電流(1.5Aを超える信号)

c. 最大連続電力又はせん頭電力(0.5W を超える回路素子)

d. ノイズに敏感な信号、高速スイッチングで他に影響をあたえる信号、又はインピーダンス

がクリティカルな信号ライン。

Page 94: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-7

2 設計上の諸注意事項

2.1 多層プリント配線板の厚さの目安

多層プリント配線板の仕上がり厚さは、図 II-2 多層(6層)プリント配線板の厚さの計算

例の図を使うことで概算することができる。この図には、特徴のわかりやすい 6 層板の構成例

を示す。厚さ 0.152mm のコア材に 35μmの銅箔を施したものと、電源・グランド層については、

70μm の銅箔を施したもののそれぞれの間に 3 層のプリプレグを入れ絶縁している。いいかえ

ると、両表面の外層回路、2 つの内層信号、1つの電源層および1つのグランド層を持つ。

段階1 コア材の構成(6 層プリント配線板は、3個のコアを持つ)。

段階2 銅箔の構成とその種別の記入:ランド、電源、信号、グランド。(ただし、信号

層の銅箔は、プリプレグに埋め込まれるので全体の厚さには含めない。)

段階3 必要なプリプレグの構成。向かい合った銅箔の各々の 35μm に対し1枚以上のプ

リプレグを使用する。層間に最低限、1枚あたり約 0.056mmの厚さのプリプレグを入

れるものとするが、3 枚(0.168mm)にするのが望ましい。

段階4 図 II-2 多層(6 層)プリント配線板の厚さの計算例の図の適切な項目欄に、各

層の必要とされる厚さを記入する。

段階5 プリント配線板の合計の厚さを計算する。公差は、±O.18mm 又は±10%のうちの

大きい方を採用する。(ただし、エッジボードコネクタやカードガイドレールなどに

より、厳密な公差を要求されるときは、必要な部分にみ指定するものとする。)

単位 mm

信号

信号

ランド゙

合 計 *1小 計

ランド゙

電源

GND

プ リプ レグ (゙3枚)

プ リプ レグ (3枚)

コア

コア

コア2

1層

プ リプ レグコア銅種 類層構成

00

0.102

0.3361.136

0.344 0.4560.1020.07

0.168

0.168

0.152

0.152

0.1520.070

*1 多層板の仕上がり板厚は、あくまでも概算の板厚で有り、実際の仕上がり板厚は、残銅

率、めっき厚及び使用プリプレグの種類等により変化するので、実績の無い層構成については

製造業者に確認すること。

図 II-2 多層(6 層)プリント配線板の厚さの計算例

Page 95: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-8

2.2 補強材

(1) 振動やその他の機械的原因でプリント配線板が歪み・曲がることを防ぐには、一つ又はそ

れ以上の補強材を使用しても良い。必要とする補強材は、製品の設計者が指示すること。やむ

をえず導体パターンが補強材の下を通る場合には、次の条件の一つは満たすこと。

a. 補強材は、電気的に絶縁体であること。

b. 補強材とプリント配線板の表面の間には絶縁体を使用する。

c. 補強材と導体パターン間に間隔を設ける。

導電性のない補強材は、ウェーブはんだ付けの障害にならないように、部品取付面側に取り

付けることも望ましい方法の一つである。尚、はんだ接続点を補強材の下に置いてはならない。

ただし、はんだ付け後、はんだ接続部が検査でき、絶縁が確保できる場合を除く。

(2) 使用する補強材は、できる限り軽い重量で高い剛性が得られる構造及び形状とする必要が

ある。したがって、フレームやリブの断面形状は、(高さ/幅)の比を大きくして断面2次モ

ーメントや断面係数を大きくするのが好ましい。

(3) プリント配線板組立品の補強を考えるとき、プリント配線板組立品の固有振動数が重要な

パラメータとなる。一般に実装部品保護の観点より、プリント配線板単体の剛性を上げて共振

振動時の振幅を下げる。また、電子機器筐体との連成振動を避けるため、プリント配線板組立

品の固有振動数を筐体の固有振動数から十分離して設計するのが普通である。実施例を図

II-3 リブによる補強方法の実施例、図 II-4 金属フレームによる補強方法の実施例、図

II-5 プリント配線板同士の抱き合わせによる補強方法の実施例及び図 II-6 金属板貼り付

けによる補強方法の実施例に示す。

Page 96: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-9

金属リブ

プリント基板

出典:平成3年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書

「電子機器の実装技術の標準化(その3)」

図 II-3 リブによる補強方法の実施例

シールド・パネル

プリント配線板

4 分割アルミフレーム

出典:平成3年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書

「電子機器の実装技術の標準化(その3)」

図 II-4 金属フレームによる補強方法の実施例

Page 97: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-10

取付台スペーサ

プラケット

プリント配線板

出典:平成3年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書

「電子機器の実装技術の標準化(その3)」

図 II-5 プリント配線板同士の抱き合わせによる補強方法の実施例

金属板

IC

プリント配線板

出典:平成3年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書

「電子機器の実装技術の標準化(その3)」

図 II-6 金属板貼り付けによる補強方法の実施例

Page 98: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-11

2.3 放熱の考慮

(1) 部品の温度

部品を選定するにあたって、動作中の部品の発熱温度上昇と周囲温度との和が部品の定格温

度に収まるように設計すること。

(2) プリント配線板の放熱

プリント配線板の局所的な温度制御が要求される場合は、第一層目の配線パターンは、可能

な限りヒートシンクとして利用すべきである。軸方向リード部品、DIP 部品及びフラットパッ

ク部品の下に幅の広い導体パターンを敷いて、部品ケースから熱を逃がす。部品の下のめっき

スルーホールも、また、熱をプリント配線板の裏側に伝える“通り道”としての働きに利用で

きる。この種の放熱を効果的にするためには、部品と導体の間には、空間をまったく作らずに

取り付けること。部品と導体の熱的な接触を高めるためには、組立図において熱伝導性の充填

剤の要求を指定するとよい。

(3) 二次的な放熱器による放熱

動作温度を信頼性の限界内に保つために、より低温が必要な場合には、部品から熱を逃がす

ための放熱板をプリント配線板に設けるとよい。これらの放熱板は、普通、銅かアルミニウム

であり、通常は部品とプリント配線板の間にネジ、かしめ止め又は接着剤で取り付けられる。

より詳細な情報は、6ヒートシンク項を参照のこと。

(4) 放熱方法

宇宙用電子機器におけるプリント配線板組立品放熱のための要素技術として、表 II-1 宇宙

用電子機器におけるプリント配線板組立品放熱のための要素技術に示される様々な方法がある

が、実際の設計では機器に与えられた種々の設計条件(プリント配線板組立品や機器全体の発

熱量、温度環境条件、剛性要求、機器の寸法・質量等)を考慮しつつ、これらの要素技術を適

切に利用していくことが重要である。このプロセスにおいて考慮しなければならない留意点等

については次の通りである。また、プリント配線板組立品の放熱設計を行うためには、シャー

シとのインターフェース部に関する設計パラメータ(接触面積、接触面の面粗さ等)、基礎デ

ータを明確にする必要がある。

a. 要素技術適用上での注意点

宇宙用電子機器のプリント配線板組立品の設計、特にその構造やハウジングへの取付法

は様々な設計条件、例えば振動、衝撃に対する耐環境性、宇宙環境における放熱要求、質

量・寸法上からの制約あるいは整備性、コストへの影響等について全般的に考慮した総合

結果として決定されるべきものである。従って、放熱設計を行うに当たっては他の要求項

目に対する対応とのバランス関係を良く見極めた上で適切な対応を行うことが大切である

(例えば放熱設計のみを極端に重視した設計を行うと、他の要求項目に対して著しく不満

足な結果をもたらすことがあり得る。逆に全ての要求項目に対し、一様に満足できるよう

Page 99: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-12

設計することは各要求項目の要求レベルにある程度の差があることを考えるとむしろ不合

理である。)。このため、プリント配線板組立品の放熱設計を実施する際は各機器の条件

についてシステム的な分析を行い、絶対的な要求条件、多少の妥協の余地がある条件とい

った分類、あるいはランク付けを行うことも必要になる。一般には振動、衝撃に対する耐

環境性要求は前者に属し、整備性要求などは後者に属する。以上の理解のもとで、各状況

に応じた対応法についての参考指針を以下に示す。

① 振動、衝撃に対する耐環境性要求が強い場合

この場合の放熱方法はプリント配線板組立品の剛性増加も同時に得られる方法にする

ことが必要である。構造は金属製放熱板あるいはカードフレームをプリント配線板に接

着して一体化する方法がもっとも良く、シャーシへの取付法もカードリテーナによるウ

ェッジロック方式あるいはフレームをねじでシャーシに密着固定する方式が望ましい。

種々の理由により、これらの方法を採用しない場合であっても耐環境性を確保するため

の充分な注意を払うことが必要である。(例えばプリント配線板組立品をねじでシャー

シに直接取付ける場合、取付点の数や配置に要注意。)

② プリント配線板組立品の発熱量が大きい場合

プリント配線板組立品発熱の大小を判別するための基準を明確に設定することは困難

であるが、過去の事例から発熱密度が概ね 0.02W/cm2 以上である時、発熱が大とみなす

ことができるであろう。この場合はプリント配線板自身の熱伝導を良くすること、また

プリント配線板組立品とシャーシ間の熱抵抗を小さくすることに積極的に注意を払い極

力効果の大きい要素技術を採用するよう努力すべきである。

③ プリント配線板上に高発熱部品がある場合

プリント配線板上の特定の部品が特に大きな発熱をする場合は、その部品について個

別的な対応設計が必要である。そのための要素技術及び適用の注意事項は以下のとおり。

ア. 部品とプリント配線板との間に熱伝導性絶縁シートを挿入する。(部品、熱伝導性絶

縁シート、プリント配線板の間で確実な接触が得られるよう配慮すること。)

イ. 部品上面からプリント配線板への熱伝導パスを設ける。(熱伝導パスとして用いる部

品の固定部は振動、衝撃により緩みが発生しないよう注意のこと。)

ウ. 高発熱部品はプリント配線板の外周部に付ける。(カードフレームがある場合はカー

ドフレームに直接放熱させると効果が高い。)

Page 100: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-13

④ 機器全体の発熱が大きい場合

この場合はまず機器と宇宙飛行体間の熱的インタフェースに注目し、機器の発熱がで

きるだけ良好に宇宙飛行体へ放熱されるよう工夫することが重要である。宇宙飛行体へ

放熱させる場合は、機器の取付方法に対する次の基本的要求事項を遵守すること。この

ようにしてシャーシの温度上昇を極力抑え、プリント配線板からの放熱に有利な状況を

作り出す。これでなお不十分である場合、表 II-1 宇宙用電子機器におけるプリント配

線板組立品放熱のための要素技術に示された要素技術(A-2)、(A-4)を考慮した設計を行

うこと。

ア. 基本的要求事項

電子機器からの放熱は主として熱伝導により行われることから、電子機器は通常取

付フランジで取付ねじにより宇宙飛行体に締結される。発熱量の大きい電子機器に対

しては、充分な接触面積を設けること。機器の取付フランジまたはタブは長手方向に

沿って設け、且つ取付フランジから宇宙飛行体への接触抵抗を極力少なくするように

取付ねじの本数を適切に定めること。また前述の処置では放熱が不十分な場合は、電

子機器の取付面に伝熱性コンパウンドを充填する方法がとられる。なお、機器におい

て内部冗長回路を有する場合は、機器の運用(動作状況)を充分考慮し、熱的にクリ

ティカルとならぬ様、内部回路の配置と共に取付方法を考える必要がある。

Page 101: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-14

表 II-1 宇宙用電子機器におけるプリント配線板組立品放熱のための要素技術

分 類 要 素 技 術 特 徴 備 考

部品発熱を効率良くプリント配線板

に導く。

(1-1) 部品とプリント配線板の間に熱伝導性絶縁性シートを挿入する。 ・簡単である。

・プリント配線板やシャーシの設計に影響を与えない。

(1-2) 部品上面からプリント配線板への熱伝導パスを設ける。 ・熱伝導パスとしての特殊な部品を必要とする。

・プリント配線板の設計に影響を与える。

プリント配線板自身の熱伝導率を良

くする。

(2-1) パターン密度を上げる。ベタパターンを設ける。 ・比較的簡単である。

・シャーシの設計に影響を与えない。

(2-2) 金属製放熱板あるいはカードフレームをプリント配線板に接着する。 ・プリント配線板の質量大。

・プリント配線板の製造工程が複雑。

・プリント配線板の剛性増を伴う。

(2-3) 金属芯入りプリント配線板 (METAL CORE PWB) を用いる。 ・プリント配線板単体で良好な熱伝導特性が得られる。

プリント配線板とシャーシ間の熱抵

抗を小さくする。

(3-1) プリント配線板をねじでシャーシに直接取付ける。 ・機器の小型、軽量化に有利。

・整備性は劣る。

・(3-3)はプリント配線板の構造が(2-2)または(2-3)の場

合実施可能である。

・(3-4)はプリント配線板の構造が(2-2)の場合実施可能

である。 (3-2) プリント配線板の取付けはカードガイド方式とする。 ・機器の小型、軽量化に比較的有利。

・整備性良。

(3-3) プリント配線板の取付けはカードリテーナによるウェッジロック方式とする。 ・機器の小型、軽量化に有利。

・整備性良。

・シャーシの構造は複雑。

(3-4) カードフレームとプリント配線板をねじ止めと接着により一体化し、それをね

じでシャーシに取付ける。

・機器の小型、軽量化にはやや不利。

・整備性はやや劣る。

・シャーシの構造は比較的簡単。

上記の分類に属さないが有効と考え

られる技術

(A-1) 高発熱部品はプリント配線板の外周部に付ける。 ・シャーシとインターフェースする部分への近接の度合

いに応じ効果は増す。

・(A-2)のフットプリントとは機器のビークルへの取付足

の位置のことである。

・(A-3)はミッション時間が短い機器(ロケット搭載機器)

にのみ有効である。 (A-2) フットプリントを考慮してプリント配線板を配置する。 ・機器からの放熱を主として構体への熱伝導による場合

有効。

(A-3) プリント配線板やシャーシの熱容量を利用する。 ・プリント配線板やシャーシの熱容量が大の場合有効。

(A-4) 機器内部の高発熱部品の配置を考慮してプリント配線板の配置や向きを決定す

る。

・機器内部の温度を均一化することにより、特定のプリン

ト配線板やプリント配線板上部品の温度上昇を避ける

注.放熱設計の実施例を図 II-7~図 II-10に示す。

出典:平成3年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書「電子機器の実装技術の標準化(その3)」

Page 102: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-15

カバー

シャーシ

IC 等コネクタ

カードリテーナ

プリント配線板

(発熱大部分)

(またはフレーム)放熱版

放熱板ガードアッシィ

挿入状態

リテーナねじ

プリント配線板

接着剤

出典:平成3年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書

「電子機器の実装技術の標準化(その3)」

図 II-7 プリント配線板のウェッジロック方式での取付例

コネクタ

カードフレーム

プリント配線板t

固定用ねじ

シャーシ

シャーシ カードフレーム

ガードアッシィの固定方法

プリント配線板固定用ねじ

出典:平成3年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書

「電子機器の実装技術の標準化(その3)」

図 II-8 カードフレームとプリント配線板一体構造のシャーシへの取付例

Page 103: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-16

プリント配線板

シャーシへの取付穴

取付ピッチ取付ピッチ

シャーシ

出典:平成3年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書

「電子機器の実装技術の標準化(その3)」

図 II-9 プリント配線板のシャーシへの直接取付例

カバー

プリント配線板

コネクタ

金属カードガイド

シャーシ

配線板挿入状態

配線板

出典:平成3年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書

「電子機器の実装技術の標準化(その3)」

図 II-10 プリント配線板の金属ガイド方式での取付例

Page 104: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-17

⑤ 温度環境条件への対応

宇宙用電子機器の温度環境条件はその機器が宇宙で経験する周囲温度に余裕を持たせ

た範囲として与えられるが、一般には高温側に着目して熱設計を行う。すなわち周囲温

度に余裕を持たせた温度上限のもとで機器を作動させた場合のプリント配線板上実装部

品の到達温度に着目し、許容温度を超えることがなきよう設計すること。

⑥ その他

プリント配線板の設計においては機器の寸法・重量、整備性、コスト等についても考

え合わせる必要があるが、これらはその要求の強さに応じ設計の具体化の中でバランス

よく反映するよう心がけるべきである。

Page 105: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-18

(5) 各種のデーター

a. シャーシとのインタフェース部に関する設計パラメータ

シャーシとのインタフェース部に関する設計パラメータを表 II-2に示す。

表 II-2 プリント配線板/シャーシ インタフェース部 設計パラメータ

シャーシへの取付法 設計パラメータ(指針または事例)

ねじ止め方式

プリント配線板をねじで

シャーシに直接取付る方

締め付けトルクはねじの材質と相手方の材

質を考慮した標準トルクとすること。

シャーシとの接触面積は放熱に十分なもの

とすること。

高発熱のプリント配線板においては伝熱用

コンパウンドを接触面に塗布することも有効

である。

金属カードガイド

方式

1.高度と熱抵抗の関係

高度の増加と共に熱抵抗は増加する。

参考:高度約 30kmにおいては地上の約

1.3倍となる。

ウェッジロック方式

放熱板(あるいはカードフレーム)の材料はアルミニウムとし、表面処理は化学皮膜処理とすること。

その厚さ及びシャーシとの接触面積は放熱に十分なものとすること。

カードフレーム/プ

リント配線板一体構

造ねじ止め方式

同上参照

注1.一般にシャーシの材料はアルミニウム等であり、またその表面処理は化学皮膜処理である。

注2.接触面の面粗さは一般にシャーシ側、プリント配線板側(プリント配線板、放熱板、カ

ードフレーム)共に中仕上げ(25μm 以下)である。

出典:平成3年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書

「電子機器の実装技術の標準化(その3)」

Page 106: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-19

b. プリント配線板組立品材料の熱的特性

プリント配線板に使用される各種材料の熱的特性を表 II-3及び表 II-4に示す。

表 II-3 各種材料の熱伝導率

材 料

熱伝導率

(W/(m・K))

備 考

(アルミニウム)

5052

6061 T6

2014 T6

2024 T4

7075 T6

138

152

158

123

132

MIL-HDBK-5Jによる。

温度依存性大。

左記データの温度条件

:室温

銅(純) 386 伝熱工学資料 日本機

械学会による。

プリント配線板 表5-4を参照

出典:平成3年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書

「電子機器の実装技術の標準化(その3)」

表 II-4 各種材料の比熱

材 料 比熱

(J/(㎏・K))

備 考

(アルミニウム)

5052

6061 T6

2014 T6

2024 T4

7075 T6

9.6×102

(at 100℃)

8.8×102

8.8×102

8.8×102

8.4×102

MIL-HDBK-5Jによる。

温度依存性大。

左記データの温度条件

:特記なきものは室温

銅(純) 3.9×102 伝熱工学資料 日本機

械学会による

プリント配線板 表5-4を参照

出典:平成3年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書

「電子機器の実装技術の標準化(その3)」

Page 107: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-20

c. 電子部品の許容温度

プリント配線板組立品の放熱設計の目的は、実装される電子部品の温度を許容温度以下

に保つことである。許容温度に対する考え方は、実際には単純でなく電子部品の種類によ

って異なる。代表的な数種類の電子部品について許容温度の考え方を

表 II-5に要約する。(JERG-0-035 による。)

表 II-5 電子部品許容温度の考え方

種 類 考 え 方 備 考

集積回路 旧MIL-STD-975Mのディレーティン

グ基準を基礎とする。

次式で求められる接合部温度が許

容値以下になるようにケース温度

を制限する。

Tj=Tc+θj-c×Pt

Tj :接合部温度(℃) Tc :ケース温度(℃) θj-C:ケースから接合部

までの熱抵抗

(℃/W)

Pt :接合部における消

費電力(W)

注.ケースとプリント配線板(当該

部品取付位置)の間の温度差ΔT

は、部品リード線の熱抵抗θLと上

記PTから次式により求めること。

ΔT=θL×Pt

(1) 接合部温度許容値

・一般には最大75℃、実

使用におけるガイドライ

ン110℃

・詳細は個別の部品スペッ

クによること。

(2) 部品温度解析熱モデル

ΔT

Tc

Pt

Tj

θL

θj-c

ケース

プリント配線板

接合部

トランジスタ

ダイオード

コンデンサ コンデンサに要求される寿命(あ

るいは信頼度)に関する下記の法

則からコンデンサの温度を制限す

る。

LL

T Tn

12

2 2 1=

T1= 条件1での温度

L1=T1における寿命

T2= 条件2での温度

L2=T2における寿命

n = 定数

(1) 信頼度予測には

MIL-HDBK-217F を利用のこ

と。

(2) nはコンデンサの材料(誘

導体)や対象温度ストレス

領域によって変化する。

Page 108: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-21

(6) 放熱設計手順

放熱設計手順の一例を図 II-11 熱設計手順に示す。

システム要求の分析

機器構想設計(予備設計)

・ 熱的インタフェース

・ 機器全体構想(プリント配線板の配置等)

・ プリント配線板の構造、シャーシへの取付法

放熱要素技術

の選択

機器構想設計(予備設計)

・ 熱解析(定常解析、非定常解析)

・ 部分試作試験

耐振動、衝撃

重視

・ 振動、衝撃

・ 周囲温度

・ 寸法、重量

・ 整備性

・ 機器全体発熱量

・ プリント配線板発熱

構想見直し

OK?

評価試験

機器設計・制作

・ 高温側評価

・ ロケット搭載機器/

衛星搭載機器

・ 小型、軽量化

・ ローコスト化

NO

YES

設計 FIX

YES

OK?

設計変更

NO

平成3年度宇宙開発事業団委託業務成果報告書

「電子機器の実装技術の標準化(その3)」

図 II-11 熱設計手順

Page 109: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-22

2.4 テストポイント

テストポイントは、試験の目的で電気回路と接続するために設けられたポイントである。多

くのタイプのテストポイントが利用可能であるが、最も一般的に使用されているのは、めっき

スルーホールに取り付けられたターレット端子又は回路内に設けられたテスト用パッドである。

テストポイントは、試験されるべきポイントのできる限り近くに設けるべきであり、図 II-12

テストポイント(TP)の位置に示すように、導体パターンの終端又は導体パターンから引き出

した位置に設けること。

TP

TP

TP

図 II-12 テストポイント(TP)の位置

Page 110: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-23

3 導体

3.1 一般的な設計上の注意事項

導体パターンの配線設計にあたっては、導体の電流容量、銅の抵抗、絶縁耐電圧、絶縁抵抗、

静電容量、インダクタンス、クロストークなどの基本的な特性を考慮すること。また、信号伝

播減衰、特性インピーダンス、EMI 雑音・感受性、放射線などの特別な特性も評価する必要が

ある。

(1) 設計の手順

設計者は、基本的な回路の用途、電圧、周波数、電流、その他の詳細を決定するために、回

路図を検討すること。次に、設計者は、電気的な機能を次の 4 つの基本的なカテゴリーに分類

し、それらの相互作用について考慮すること。

a. 信号回路

情報を信号の形で伝達するもので、これらの回路は、伝達する情報の正確さや判別性に

大きく影響するので非常に重要である。この信号から他の回路へのクロストーク、また逆

に制御回路や電力回路からの EMIの感受性も考慮すること。

b. 検出回路

温度、圧力、変位などの測定用に使用され、通常は、低いエネルギー量である。これら

の回路は、他のいずれかの回路に問題を生じさせるほどの放射ノイズを発生させることが

なく、相互干渉もないとされている。制御回路や電力回路からの EMI の感受性を考慮する

こと。

c. 制御回路

リレー、ポテンショメータ、ジャイロに使用され、信号回路や検出回路よりEMIとク

ロストークに対して通常は敏感でない。また、放射ノイズ源である電力回路と保護すべき

信号回路との間のバッファとして働くことができる。リレーのサージとスイッチングのア

ークは、検出回路や信号回路に悪影響を与える可能性がある。

d. 電力回路

電力源からモータ、ヒータ、ファン、ポンプ、ランプ、フィラメント、種々の作動装置

などへ電力を供給する回路。通常、最も大きい EMI 雑音源であり、最も大きな導体パター

ンが必要である。

Page 111: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-24

(2) ノイズ対策に関する考慮事項

上記に基づき、設計者は、クロストークと EMI を最小にするように導体を配置する。ノイズ

対策に関して特に決まったやり方は確立されていないが、以下の a~fの項目を考慮して設計す

ること。

ノイズ対策の詳細については、「JERG-0-042-TM001 技術データ2 第1項 近傍磁界放射抑制

を考慮したプリント配線板の設計ガイドライン」を参考にすること。

特に高速で動作する回路の場合、不要輻射源に対してノイズ対策を行うことが重要であり、

設計の妥当性を確認する上でも、実装されたプリント配線板による近傍磁界測定を推奨する。

近傍磁界測定の装置、条件などについては、「JERG-0-042-TM001 技術データ2 第 2 項 近傍

磁界測定方法のガイドライン」を参照のこと。

a. ベタアース

・信号回路とノイズ発生源の回路の間には、グランド層を適切に配置し、ベタアースと

すること。

・多層板では、グランド層をクリティカルな信号回路だけでなく AC回路やパルス電力回

路のシールドとしても使用する。

・ベタアースは、熱伝導(放熱)の面でもメリットがある。

b. ガードリング

・ノイズから保護しようとする部品端子取り付け用ランドの周囲を、リング状のパタ-

ン(ガ-ドリング)で取り囲み、端子に電流ノイズが伝わらない様にするとよい。

・ガ-ドリングはプリント配線板の両面に重なるように設け、またそのリングの幅はパ

タ-ン設計の許す範囲で、なるべく幅広に作るのが効果的である。

c. アナロググランドとデジタルグランドの処理

・グランドを回路の種類、動作周波数、システムの大きさ等により、分類し、適切な処

理方法を選定すること。

・具体的には、アナロググランドは、並列接続の1点グランドを用い、デジタルグラン

ドは、多点グランドを用いること。

・同一プリント配線板上のアナロググランドとデジタルグランドは、1 点で接続するこ

と。

d. パワーラインと信号ラインの分離

信号回路と電力回路は、その間に検出回路と制御回路を置き、できる限り離して配置す

ること。

Page 112: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-25

e. 信号の流れを重視したパターンレイアウト

信号、電流の流れを考慮し、できるだけ、その流れに応じたパターンレイアウトとする

こと。

f. 平行導体

接近した間隔で平行する導体は、以下の 2点から避けることが望ましい。

・エッチング不足やはんだブリッジの問題が起こりやすい。

・高周波トランスの働きをし、ノイズの発生源になりやすい。

3.2 最大電流と温度上昇

(1) エッチングされた導体に許容される最大の電流は、動作温度が次に示す点まで上昇しない

ように設定すること。

a. 導体の接着が損なわれる。

b. 保護コーティングが損なわれる。

c. プリント配線板付近の電線の絶縁が低下する。

d. 伝導熱によりプリント配線板上の部品の性能を低下させる。

(2) 導体の温度上昇を決定するために、次の要因を考慮すること。

a. 断面積

導体の温度上昇は、断面積に反比例する。また、同一断面積の場合、表面積が増加すれ

ば温度上昇は減少する。

b. 導体の幅と厚さの比

図 II-13 導体の幅と厚さの比に示すように、導体Bの方が導体Aよりも質量の集中が

少ないため、温度上昇が小さい。また、導体Bの方がより急速に熱を積層面に放散する。

22

WT /

比 =4/1

W:幅

T:厚さ(めっき含む)

導体B導体A

比 W/T=1/1

T/2

図 II-13 導体の幅と厚さの比

Page 113: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-26

3.3 導体間隙

導体間の最小間隙は、本来電圧によってきまるが、特定用途におけるプリント配線板設計時

の導体間隙決定の付加的要素としては、個別回路における絶縁抵抗、導体間の静電容量、導体

抵抗、インダクタンスなどがある。適切なコーティングは、湿度や汚れからの影響を低減させ

る。AC 電圧が存在する場合は、誘電率や誘電正接が重要となる。

Page 114: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-27

4 ランド及び穴

4.1 ランド及び穴の形状と位置

(1) 部品リード線やその他の電気的接続を行いたいプリント配線板位置にランドを設ける。通

常、部品リードが挿入されはんだ付けされる穴は、丸いランドの中心に設定する。めっきスル

ーホールのような面間接続(プリント配線板の片方の面からもう一方の面への電気的接続に使

われる)においては、プリント配線板の両面で穴のまわりにランドを設ける。

(2) 表面取付部品用ランドは、長方形で、通常そのランドと回路を電気的に接続するめっきス

ルーホールがある。このスルーホールは、部品リード線の下に配置しないこと。ランドを導体

パターンにより、めっきスルーホールへ接続してもよい。製造フイルム作成用フォトプロッタ

装置の使用の増加と柔軟性の向上により、設計上有用な場合には、丸形に代わって正方形や六

角形のランドが用いられる。場合によっては、部品取付け金具等の設計上の必要性から他のラ

ンド形状が必要となる場合もある。

4.2 端子取付用ランド及び穴

端子をめっきスルーホールに取付ける場合は、楕円形漏斗かしめによって固定すること。も

し、めっきスルーホールに内層接続がある場合は、端子は、隣接した穴(めっき又はめっきな

しスルーホール)に取り付けて、表面の導体又は電線で元のめっきスルーホールに接続する方

がよい(図 II-14 スタンドオフ端子のための外部接続を参照)。

内部接続を持つめっきスルーホール

穴との間の外部接続

ロール形かしめ

電線

ロール形かしめ

図 II-14 スタンドオフ端子のための外部接続

Page 115: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-28

5 高電圧での注意事項

5.1 動作電圧レベル

本書においては、コロナ放電の影響を少なくする設計の助けとなるように3つの電圧範囲(0

~50V、50~250V、250~1000V)に分類する。1000Vを超える電圧で使用する場合は、評価を行

ない使用する。

(1) 0~50V

この電圧範囲では、一般的に使用される金属の表面間の空気や窒素雰囲気中での、ガスのイ

オン化によるコロナ放電は、あまり起こらない。以下に記述する設計手段をとるならば、放電

によるトラッキングや金属イオン移動によるマイグレーションは起こらない。

a. エネルギーを帯びた導体周囲において発生する最悪の場合の電圧差に耐え得るように、材

料及び寸法を選択する。

b. 薄く絶縁された又は裸の導体間の狭いエアーギャップは避ける。

c. 絶縁材料は、最大の固有抵抗や絶縁耐電圧を持つ材料を選定する。

d. すべての計算は、システムの瞬間的なピーク“異常過電圧”に基づいて行う。

e. 適切なアウトガス特性をもつ材料の選定。

(2) 50~250V

この範囲では、上記(1)に加えて以下に述べることがコロナ放電の起きる確率を最小にする。

a. AC 回路においては、大きく異なった誘電率の絶縁体を使用することにより、絶縁体間の電

圧ストレスの増加を避ける。

b. すべての表面に良く接着するボイドのないポッティング材で包む。

c. 鋭い突起を避ける。

d. 気密封止が要求されるときは、完全に乾燥した容器の中に高絶縁耐電圧をもつ適切な乾燥

気体を加圧封入する。

e. 誘導性スイッチングサージの緩和を行う。

f. 異常故障や過渡電圧を考慮した設計を行う。

g. 絶縁体の表面には、湿気防止材を使用する。

h. 高電圧と低電圧のグループ間の導体は、互いに離れるように配置配線する。

i. 電圧の高い回路に隣接する電気的な導体やグランド面は、隅を丸くする。

j. この電圧範囲に限り、丸形形状の電極間の絶縁間隔は、0.25mm 以上、平らな表面間の絶縁

間隔は、1.25mm 以上とする。

Page 116: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-29

(3) 250~1000V

上記の(1)及び(2)に加えて、以下を適用する。

a. ピーク電圧差は、1000V を超えないことを保証するように回路の配置配線設計を行う。特に

正と負電圧に分割される導体が直接的に隣接するような場合に注意すること。

b. AC回路においては、隣接する導体間の瞬間的な電圧差をチェックすること。

c. イオン化した粒子や電子が周囲から回路に侵入するのを防止するために、適切なシールド

グリッドやトラップを設けること。

d. 推奨するプリント配線板の同一面での導体間隙は、d=3.05×V〔mm〕の式で与えられる。た

だし、V の単位は〔kV〕である(従って 0.00305mm/V)。

(4) 上記の(2)と(3)の電圧範囲で示す予防措置が取られない場合は、次のような問題が起こる

ことがある。

a. リーク検出作業などにおいて、加圧容器中の加圧ガスに、ヘリウム、アルゴン、ネオン、

水素などの気体が混入する恐れがあり、コロナ放電が増加することがある。

b. クリーページ(誘電体の表面を流れる電気伝導)及び放電によるトラッキングが局所的な

温度の上昇を引き起こし、結果的に表面のフラッシュオーバー(沿面放電)を導くことがあ

る。

c. 過渡的な電圧変化により表面のフラッシュオーバーを引き起こすことがある。6~10回のフ

ラッシュオーバーでトラッキングが形成され、最終的には電圧による絶縁破壊が起こりうる。

5.2 高電圧のコンフォーマルコーティング

ほとんどのプリント配線板は、電圧に関係なく何らかの絶縁処理を必要とするが、特に宇宙

用機器については重要である。プリント配線板組立品は、粘性の低い絶縁層を少なくとも3回

塗りしたコンフォーマルコーティングが望ましい。塗布方法は、刷毛ぬり、浸漬又はスプレー

により行い、塗布方向は、各層が前の層と直角になるように塗布する。3回塗りは、1回又は 2

回のコーティング工程ではまだ残る可能性のあるピンホール(電流漏洩経路となる)やコーテ

ィングされてない領域をなくするために推奨される。すべてのプリント配線板、導体、配線、

及び部品は、コーティングする前に適切な洗浄を行うこと。

Page 117: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-30

5.3 高電圧の接続

プリント配線板上のはんだ付け接続は、滑らかで均一にし、部品のリード線からの突起やは

んだの角があってはならない。スタンドオフ端子や貫通接続部は、球形はんだの処理をするこ

と(図 II-15 球形はんだによる高電圧の接続図を参照)。グランド面に面している球形はん

だの半径は、球形はんだとグランド面や隣接する高電圧回路との間隔の 1/6 以上あることが望

ましい。このような低い比は、球形はんだ表面の電圧勾配を下げ、コロナ放電の確率を減少さ

せる。また、これらの間隔が大きく取れる場合は、球形はんだは、最小 3.18mmの直径を持つこ

とが望ましい。

図 II-15 球形はんだによる高電圧の接続図

リード

A スタンドオフ接続

スタンドオフ端

はんだボール

部品

B 部品の相互接続

はんだボール

部品

端子

Page 118: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-31

6 ヒートシンク

6.1 ヒートシンクの製作

(1) 一 般

プリント配線板上の電子部品の中には、信頼できる動作を保証する最大定格温度以下に部品

温度を維持するために付加的な冷却を必要とする部品がある。そのような場合は、部品から熱

を逃がすために放熱板がプリント配線板に付加される。それらの放熱板は、通常、銅かアルミ

ニウムであり、部品とプリント配線板の間又はプリント配線板自体の内部に取付けられる。

熱は、プリント配線板組立品の金属の放熱板に伝導され、プリント配線板端のカードガイド

部又は直付けのプリント配線板端を介してシャーシ、筐体に伝達される。ヒートシンクの形状

と材料は、放熱量、筐体取付方法、プリント配線板と部品を保持するための機械的剛性の必要

性、及びコストにより決定される。

(2) 種 類

a. 表面取付

表面に取付けるヒートシンク(放熱板)は、銅やアルミニウムの薄い金属板から作られ

る。銅の放熱板は、通常、表面にニッケルめっき(SAE-AMS-QQ-N-290、クラス 2、厚さ 0.005mm

~0.020mm)を施す。この銅の放熱板材料は、プリント配線板との絶縁性を保つため、ガラ

スエポキシ樹脂やガラスエポキシのプリプレグを片側に積層したものである。アルミニウ

ムの放熱板は、表面に陽極酸化処理(MIL-A-8625、タイプⅢ(硬質被膜)、厚さ 0.05±0.013mm

または、タイプⅡ(硫酸被膜))を施す。プリント配線板の部品取付用ランドが表面に出

るように放熱板に開けられた円形穴、へこみ穴や切り抜き穴は、機械加工や化学的なミー

リング加工により作られる。プリント配線板への取付は、接着、ネジ止め、かしめ又はこ

れらの組み合わせにより行われる。

b. 金属コア

金属コアのヒートシンクは、高い熱伝達が必要なプリント配線板に使用される。めっき

スルーホールのクリアランスホール(スルーホール内壁と接触を避けるため、内層の導電

材にあける穴)は、アルミニウムや銅の平板を機械加工かエッチング加工により穴あけし、

絶縁材を満たして作られる。これらの平板を銅張積層板の間に接着することにより、めっ

きスルーホールは、通常の製法により作ることが出来るようになる。内部の金属コアへの

アクセスは、通常、積層後のプリント配線板に機械加工された切り欠きを通して行われる。

金属コアの板厚は、金属コアの熱膨張がめっきスルーホールの内壁の接続部分に過剰な応

力を与えるため、最小に保つことが望ましい。

c. 金属コアヒートシンクの特別な種類に、両面フィン付モジュールがある。このモジュール

は、フィン形状の内層材に2枚の金属板を両側からろう付けし、さらにその両側にプリント

Page 119: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-32

配線板を接着し製造する。そのフィン形状の内層材の間に温度と速度を制御した空気を流す

ことにより、プリント配線板組立品を一定した温度に保つ。この種類のヒートシンクは、前

述の方法よりも熱伝導の面では最も優れているが、制御空冷源を必要とし、コストも高く、

部品端子が金属板と接触するのを防ぐために表面実装を行う必要もある。この方法は、極端

な温度変化があり、かつ高密度の実装が要求されるような特別な用途に限定される。

(3) 材 料

代表的なヒートシンクの材料は、以下の通りである。

a. 銅シート:通常、厚さ 0.4 mm の冷間圧延の軽若しくは半硬化材(ASTM-B-152)、又は、

厚さ 0.3~1.0mm の C1100P(JIS H 3100)。

b. アルミニウム合金シート:通常、厚さ 0.4~0.8 mm の 6061(SAE-AMS-QQ-A-250)、又は、

厚さ 0.5~1.2mm の A5052P(JIS H 4000)。標準は A5052Pを指定すること。

c. ノーフローのエポキシ樹脂含浸ガラス布。

(4) 組 立

ヒートシンクとプリント配線板の接着剤には通常、エポキシガラスのノーフロープリプレグ

を用いるが、接着性と絶縁性を持った接着剤を用いることもある。銅張プリプレグの外形形状

は、ヒートシンクの形に銅箔とプリプレグとを同時に機械加工される。裸銅やアルミニウムの

場合、プリプレグとは別に加工される。特に高い絶縁間隔が要求される時は、ノーフロープリ

プレグの銅張積層板を使用することができる。アルミニウムのヒートシンクの場合は、陽極酸

化処理が電気的絶縁性を具備するが、ヒートシンクが導体上に接着されるときは、完全な電気

的絶縁を保証することはできない。

両面フィン付きモジュールは、客先要求に従ってろう付けや接着される組立品である。構成

方法と材料は、通常、各設計において個別に指定する。

6.2 設計ガイドライン

(1) 熱解析

ヒートシンクは、通常プリント配線板の重要な部品の一つとして設計する。回路設計者が回

路中の各部品の消費電力を計算し、設計者が部品の仮配置を行った後に熱解析を行う。もしヒ

ートシンクが予め選定されていた場合は、そのヒートシンクを使用した熱解析によりヒートシ

ンクの材質と厚さが各部品を冷却するのに十分かをチェックする。しかしながら、ヒートシン

クを前もって選択すると時として過剰設計をもたらす。より効果的な熱解析方法は、もし可能

な場合、部品配置の温度マップを作り出す計算機プログラムを使用することである。これを使

用することによりヒートシンク全体にわたり熱分布を均一に最適化し、同時に最終的な部品配

置とヒートシンクの材質と厚さを決定することが可能となる。なお、ヒートシンクの採用は、

その機器の質量増となることを忘れないこと。

Page 120: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-33

(2) 一般的設計規則

a. ヒートシンクとランドの周囲の隙間は、表 5-6 の動作電圧から求めた導体間隙又は 1.0mmのどちらか大きい方とすることが望ましい。

b. “T”形の外形部分を設計しない。支持されていない片側の足の部分が接着中に浮き上が

る恐れがある。

c. 鋭利な角を除去するため、最小半径 1.3mm で角をまるめる。

d. ヒートシンクの周囲には、連続したフレームを設けること。これはヒートシンクの機械的

剛性を維持し、たわみを最小にする。

e. マーキングの場所を確保するために、ヒートシンク内に窓や切り欠きを設けても良い。

f. ヒートシンクをケミカルミーリング加工する場合は、厚さ 1.3mm を越えないのが良い。

g. ヒートシンクをケミカルミーリング加工する場合、穴・切り欠き・開口の寸法誤差を計算

するにあたって、厚さ 0.025mm 当たり 0.025mm程度のアンダーカットを見込むこと。

h. ヒートシンクに穴・切り欠き・開口を設計する場合、除去する材料はできるだけ最小量と

すること。

i. ヒートシンクの穴・切り欠き・開口の間の最小材料幅は、2.54mm 以上が望ましい。

j. プリント配線板へのマーキングは、ヒートシンクの穴・切り欠き・開口の端から最低

0.5mm 離すことが望ましい。

k. ヒートシンクとプリント配線板との位置合わせのため、4つのツーリングホールかリベット

穴を設ける。

l. 材料と仕上げの選定は、接触面での温度係数の差が最小になるように注意する。

m. 熱がプリント配線板の一部分に集中しているときは、部分的なヒートシンクでも十分であ

る。

Page 121: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-34

7 プリント配線板の表示 7.1 一般

(1) 以下に示す理由により、プリント配線板のマーキングをプリント配線板上に表示する。

a. プリント配線板の部品番号及びトレーサビリティが要求された場合のプリント配線板の一

連番号を識別するため。

b. 部品の位置、方向及び識別情報を与えるため。

c. プリント配線板の製造業者を識別するため。

d. 次の組立工程の組立番号を識別するため。

e. 多層プリント配線板の層を識別するため。

(2) マーキング方法には様々なものがある。スクリーン印刷は、最も望ましい方法である。代

替として、エッチングによる方法も一般によく用られる。ゴム印や電気ペンによる刻み込み(こ

の用途のため書き込み用の銅パットを用意する)も許されるが、これらは一般に一連番号に使

用される。ゴム印は、マーキングが読みづらいもの又は間違ったものを修正するために使用す

る以外は、一般には使用しない。

7.2 設計上の考慮

プリント配線板用マーキングの設計と配置において、考慮すべきことを以下に示す。

(1) エッチングによりライン幅が細くなることを考慮して、エッチングされた文字や数字をプ

リント配線板上で見やすくするために、文字高さは最低 1.5mm以上、線幅は最低 0.2mm以上あ

ることが望ましい。また、この値を満たせない場合には、それに替わるスクリーン印刷のよう

な方法を用いることが望ましい。

(2) エッチングされた数字や文字が導体間の間隙を小さくし、短絡することがある。設計者は、

このことを考慮して導体の間隙を決定する必要がある。

(3) スクリーン印刷やゴム印においては、CID A-A-56032に適合した非導電性の対照色のエポキ

シインクを使用すること。

(4) マーキングの位置は、見やすさを確保するため、導体間や導体とプリント配線板積層材間

にまたがってマーキングしない方が良い。また、はんだ付け用ランドにはマーキングしてはな

らない。

Page 122: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-35

7.3 部品識別

プリント配線板上の部品を識別のために、各部品の識別番号、位置、及び該当する場合は方

向を明確に示す。この識別は、主として、人手作業の場合の部品取付けや検査の指針を与える。

一連番号は、要求に応じて追記する。一連番号用のスペースは、同一種類のプリント配線板の

同一位置に設けることが望ましい。部品参照記号(回路符号)は、原則として表示する。極性

や方向性のある取付け要求は、マーキングやエッチングにより示すか、またはプリント配線板

上に部品組立の識別が表示されない場合には、組立図に明確に記述すること。

7.4 プリント配線板の識別

プリント配線板の部品番号のマーキングは、プリント配線板の仕上げ外形内に配置する。

7.5 プリント配線板のトレーサビリティ

品質確認テストクーポンは、トレーサビリティのために、製品のプリント配線板と関連づけ

て識別表示する。これらのマーキングの指示は、プリント配線板の製造を行うときに規定し、

プリント配線板の部品番号と関連させることが望ましい。識別表示の規定については JAXA仕様

書参照。

8 ファインパターンのプリント配線板

(1) 一般

ファインパターンのプリント配線板は、表面実装部品を使用した高密度実装及び高密度配線

を目的とした場合に使用される。通常は、パターン幅とその間隙が許容される最小値に近いか、

それ以下の値を示すパターンをいう。また、小径の貫通ビアホールや SVH、IVH等のビアホール

を併用する。適用用途を次に示す。

a. 費用低減のために多層プリント配線板の層数減少及び外形サイズの縮小。

b. 表面実装部品及び多ピン(数百ピン)の LSI パッケージなどを用いるために、部品端子の

中心間隔が 0.5~1.27mm の高密度実装プリント配線板。

c. 最小パターン幅と最小間隙が 0.25mmから 0.1mmに減少するに従って、製造上の困難さは増

加する。ファインパターンは薄い銅箔厚(0.018mm 以下)を使用し、又、高解像度のフォトレ

ジストを使用して製造する。

Page 123: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-36

(2) 最小の導体幅と導体厚

ファインパターンの導体幅と導体厚は、電流容量の要求に基づいて決定する。導体厚は、プ

リント配線板の構造により、内層においても銅箔上に銅めっきが付着するので、めっき厚を含

めた導体厚となる(SVH、IVH 構造のもの)。

また、外層に於いても、SVH 構造を有するものは2回銅めっきが付着するので、その全銅め

っき厚を含めた導体厚となる。従って、具体的な導体幅及び導体厚については、各プリント配

線板の仕様書及びデータ・シートを参照すること。

(3) 最小導体間隙

本書の表 5-6 に示す値は、保守的であるが、それらの値をどの程度拡張できるかを示す明確

なデータは入手できていない。設計要求上、より高い電圧が使用される場合は、許容できる最

小間隙を評価するために特別な試験が必要になる。

(4) 材料

ファインパターンのプリント配線板では、一般的には下記の銅箔が使用されている。

① 厚さ 0.005mm

② 厚さ 0.009mm

③ 厚さ 0.013mm

④ 厚さ 0.018mm

⑤ 厚さ 0.025mm

銅箔上にめっきが付く場合は(例えば、貫通スルーホール、SVH、IVHを有するプリント配線

板)、回路形成を容易にするために薄い銅箔厚を使用するが、具体的には、各構造のプリント

配線板仕様書(QTS)及びそれに対応するデータ・シートを参照すること。また、その時の電流

容量についても同様に QTS を参照すること。なお、この際、具体的な性能・数値については、

プリント配線板の製造業者に確認することが望ましい。

(5) 設計と製図への要求

本書で規定する次の項目の情報を適用する。

a. 一般的な設計に関する情報。

b. 基本的な設計上の考慮事項。

c. 厚さ、線幅、導体間隙を除く導体への要求。

d. 接続領域と穴の情報。

e. 部品の配置と取付方法。

f. ヒートシンク。

g. マーキング。

Page 124: プリント配線板と組立品の設計標準sma.jaxa.jp/TechDoc/Docs/JAXA-JERG-0-042C.pdfJERG-0-042C vi 表 5-1 プリント配線板 製作適用材料仕様書(代表例)

JERG-0-042C

II-37

9 表面実装部品に対するプリント配線板設計における考慮事項

電子機器の高集積・高速化に対する要求から、部品実装に対しても表面実装に対する期待が多く

なってきている。このような背景のもと、表面実装部品プリント配線板の設計における考慮事項

を以下に整理する。

9.1 パッケージ選定における考慮事項

LSI のパッケージは、その端子の形状により多種多様に分かれており、システムの要求によ

り幅広く選択することができる。

また、プリント配線板とパッケージの組み合わせによっては、はんだ接合部の熱応力歪みに

より、はんだ付け部のクラックなど重大な不具合の要因となるので、パッケージに適応したプ

リント配線板を選択するよう十分な検討が必要である。

検討に必要な詳細情報は、JERG-0-043 による。

9.2 両面実装への考慮事項

表面実装部品を採用することにより、部品をプリント配線板の両面に実装することができる。

この両面実装により、信号の高速化・実装の高密度化に対応できるようになるが、合わせて熱

の発生密度も大幅に増えるため、その放熱対策を十分に考慮しておく必要がある。

9.3 多層プリント配線板層数への考慮事項

表面実装部品の採用により、プリント配線板の多層化が可能となる。従って、要求されるプ

リント配線板サイズ・部品実装密度・信号速度などの条件から CAD のレイアウトシミュレーシ

ョン等を活用し、プリント配線板層数を決定する必要がある。

9.4 表面実装部品のランドパターン及び実装方法

表面実装部品のランドパターンや実装方法などの詳細情報については、JERG-0-043 を参照の

こと。