PCB設計において、「はんだパッド上へのビア配置」という話題は、初心者から経験豊富なエンジニアまで常に議論されます。今日の質問は:

ビアをはんだパッドに直接配置することは可能ですか？この設計の欠点は何ですか？

今日は、2つの図と2つの原則で明確に説明します！

01 | 理論的には可能だが、実際には推奨されない

2つの基本的なポイントを見てみましょう:

• 第一に：理論的には、ビアをはんだパッドに配置すると、リードインダクタンスが最小限に抑えられ、許容されます。

これは、一部の高速または高周波設計にとって「最適な接続パス」であるように見えます。

しかし、問題は2番目のポイントにあります—

• 第二に：はんだ付けプロセスの観点から見ると、そうすることは深刻な結果を招く可能性があります。

特に、ビアが適切に充填されていない場合、はんだペーストが穴に漏れ、はんだ接合不良や部品の浮き上がりを引き起こす可能性があります。

02 | はんだパッド上のビアに関する一般的な問題：はんだ漏れとトムストーン現象

• はんだ漏れ

ビアが完全に密閉されていないため、リフローはんだ付け中に、はんだペーストがビアを通って流れ出し、パッド上のはんだが不足し、最終的にははんだ付け不良または強度の不足につながります。

• トムストーン現象

表面実装部品の両端が不均一に加熱され、漏れや不均一な熱分布により、片側のはんだペーストが最初に溶融すると、不均衡な力により部品が「立ち上がる」現象です。

これは、表面実装抵抗器やコンデンサで特に一般的であり、SMTアセンブリにおける典型的な欠陥の1つです。

03 | 専門用語の説明：リードインダクタンスとトムストーン現象

• リードインダクタンス

高周波回路では、ワイヤ自体に誘導性リアクタンスがあり、特にビアとはんだパッド間の「リードセグメント」は、寄生インダクタンスを形成しやすく、高速信号または電力完全性に悪影響を及ぼします。

したがって、理論的には短い方が良いです。

• トムストーン現象

「マンハッタン効果」とも呼ばれ、表面実装部品のはんだ付けプロセスで一般的です。両端の力が不均一であるため、部品の一方の端が「持ち上がり」、はんだ付け不良が発生します。

04 | 推奨される実践：ビアをはんだパッドから離す

理論と実践を組み合わせると、この設計をお勧めします:

ビアをはんだパッドから離し、短いトレースで接続します。利点:

• 低いリードインダクタンスを維持
• 製造上の欠陥を回避
• はんだ付け歩留まりを向上

設計は単に線を引くだけでなく、信号、電気的特性、製造プロセスを考慮した総合的な芸術です。
ビアの位置を過小評価しないでください。設計が正常に組み立てられ、製造できるかどうかを決定します！