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ステンシルの面積比と0.66ルール

開口部によってペーストがきれいに離れる場合と詰まる場合があるのはなぜか — 加工の前に予測できる計算です。

面積比とは、開口部の面積をその壁面の面積で割った値です。IPC-7525などのプロセス標準は実用限界を0.66としています:これ以上ならペーストは通常きれいに離れ、これ未満だと穴に残りやすく印刷不良になります。比率は開口部寸法と板厚の組み合わせで決まるため、両者をつなぐチェックです。

形状別の公式

開口面積を壁面面積(開口部の周長 × 板厚)で割ります:

  • 矩形開口:面積比 = (W × L) ÷ (2 × (W + L) × T)。W・Lは開口の辺、Tは板厚。
  • 正方形開口:面積比 = S ÷ (4 × T)。
  • 円形開口:面積比 = D ÷ (4 × T)。

関連するアスペクト比は、最小開口寸法と板厚を比べます:矩形なら W ÷ T で、一般的な作業閾値は 1.5 です。どちらも同じ幾何から来ており、開口が大きいほど、板厚が薄いほど、両方とも上がります。

計算例

0.12 mm の鋼板に 0.20 × 0.30 mm の矩形開口を考えます。開口面積は 0.20 × 0.30 = 0.06 mm²。壁面面積は 2 × (0.20 + 0.30) × 0.12 = 0.12 mm²。面積比 = 0.06 ÷ 0.12 = 0.50 — 0.66 未満なので、この開口は印刷不良・詰まりが予想されます。対策は2つ:板厚を 0.10 mm(比 ≈ 0.60、まだぎりぎり)か 0.08 mm(比 ≈ 0.75、基準超え)に薄くする、またはレイアウトが許す範囲で開口を広げる。

ある開口に対し、板厚はどこまで厚くできるか

式を変形すると、最もよく聞かれる質問に答えられます:ある開口に対して、印刷できる最大の板厚はいくらか?下表は0.66閾値での正方形開口の計算で、常備各板厚に対する最小開口辺です。実際の設計は0.66ちょうどではなく余裕を持たせるのが普通です。

板厚 最小正方形開口(面積比0.66) mils
0.08 mm0.21 mm3.1
0.10 mm0.26 mm3.9
0.12 mm0.32 mm4.7
0.15 mm0.40 mm5.9
0.18 mm0.48 mm7.1
0.20 mm0.53 mm7.9
0.25 mm0.66 mm9.8
0.30 mm0.79 mm11.8

比率が低いときの対処

計算上、開口がペースト量に対して小さすぎる場合、優先順に:薄い板厚にする(0.10 か 0.08 mm — ファインピッチには十分)。パッドが許す範囲で開口を少し広げる。電解研磨やナノコーティングで離れを改善する(ぎりぎりの場合の転写率が上がります)。問題が基板の一部だけなら、そこは薄いまま残し、他を段付きにする。きれいな離れは印刷プロセス全体の結果です — 面積比・表面処理・印刷パラメータの合わせ技です。

実際の開口で計算する

当社のステンシル計算ツールは、開口の幅・長さと板厚を入れるとこの計算を行います — 形状別の公式と、板厚の逆算も含みます。基板全体については、Gerberをお送りください:レイアウト全体で比率をチェックし、限界未満の開口を洗い出し、実際に合う板厚をお見積りします。

よくあるご質問

よくあるご質問

0.66 という数字の出どころは?

IPC-7525などのプロセス標準やステンシルサプライヤーの設計ガイドに載っている業界の実用限界です。開口壁からのペースト離れの信頼性に関する経験的な閾値であり、厳密な物理定数ではありません — 多くの現場は0.66を基準線とし、0.70以上は安心して印刷し、0.50〜0.66でも良い表面処理と厳密な印刷管理で一定のリスクを許容して運用しています。

ナノコーティングで限界は変わりますか?

コーティングはペースト転写を改善します — 特にぎりぎりの開口で、それが主な目的です。ただし幾何学は変えられません:限界を大きく下回る比率は、どんなコーティングでも完全には救えません。表面処理は安全余裕を広げる手段であり、無視する口実ではないと考えてください。

CADと計算ツールの開口面積が違います。どちらが正しい?

幾何はレイアウトが基準です:Gerberに描かれた開口が切られ、注文した板厚が使われます。計算ツールとCADが食い違う場合は、パッドサイズか、ペースト層のサイズか、意図的な拡大か、どれを使っているか確認してください — ファイル内のペースト層が正となります。

見積り時に面積比を確認してもらえますか?

Gerberをいただくと、最も細かい部分をご指定の板厚と照合します。比率が限界を明確に下回る場合はお伝えし、基準を満たす板厚をご提案します。このチェックは無料見積りに含まれます — 板厚の調整の方が、ステンシルの作り直しより安上がりです。

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