プリント基板の皿穴とざぐり穴の違いは何ですか?

プリント基板 (PCB) を設計する際、エンジニアはコンポーネントを取り付けたりコネクタを取り付けたりするために基板に穴を開ける必要があることがよくあります。一般的な穴の種類は、皿穴とざぐり穴の 2 つです。一見似ているように見えるかもしれませんが、皿穴とざぐり穴には PCB での使用に影響する重要な違いがあります。どちらの用語も CNC 加工でよく使用されます。通常、皿穴は円錐形の穴で、ざぐり穴は円筒形の平底の穴です。

この記事では、皿穴とざぐり穴の主な違いを調べ、PCB 設計におけるそれぞれの最適な使用方法について説明します。皿穴には、60°、82°、90° などのさまざまな角度があります。一方、ざぐり穴は、先細りにならずに互いに平行な側面を備えています。それでは、皿穴とざぐり穴の違いから始めましょう。

皿穴とざぐり穴の違い:

皿穴とは何ですか?

皿穴は、面倒な穴あけ作業のため、他の穴に比べて複雑です。皿穴は標準的な形状で、ネジの形状と一致しているため、この穴に取り付けられたネジキャップは、ボードの表面よりわずかに下になります。穴の深さは、ネジをボードの上部から見えるようにするか、上部を覆って外観を隠すために深くねじ込むかによって異なります。

皿穴という用語は、皿ネジをボードの表面の下に配置できるようにボードに穴を開けるカッターを表すためにも使用できます。これは ⌵ で表されます。皿穴は、60°、82°、90°、100°、110°、または 120° の 6 つの異なる角度で作ることができますが、一般的に使用される角度は 82° と 90° です。

ざぐり穴とは何ですか?

ざぐり穴は、PCB ボードに最初に開ける必要があるネジです。ざぐり穴は、円筒形で底が平らな穴です。これらの穴は主に、ネジ キャップを固定するため、またはボードの表面の下に平らに収まるようにボードの表面に開けられます。留め具を隠すことができるため、仕上がりもきれいです。ざぐり穴は ⌴ で表されます。

製造の観点から見ると、ざぐり穴は、穴あけ前に知っておく必要のあることや考慮する必要のあることが比較的少ないため、かなり簡単です。ドリルの深さと、ネジの上部と本体の寸法を知っておくだけで十分です。ただし、これはざぐり穴が標準のネジキャップにのみ適しており、サイズやバリエーションの柔軟性がほとんどないことを意味します。

穴の種類を選択する際の設計上の考慮事項

PCB レイアウトを計画する際、エンジニアは皿穴とざぐり穴のどちらを選択するかを決める際に、次の要素を考慮する必要があります。

1)使用可能なボードスペース:皿穴は先細りの形状のため、より多くの領域を必要とします。

2) PCB 層の位置:皿穴は外層を最適化しますが、ざぐりは内層に適しています。

3)必要なせん断強度:ざぐり穴は皿穴よりも強力なねじ接合部を提供します。

4)環境への露出:皿穴により外部 PCB の防水性が向上します。

5)美観の優先:皿穴により表面仕上げがより滑らかになります。

設計プロセスの早い段階でこれらの基準を考慮すると、選択した穴の種類がアプリケーションに適切な機能を提供することが保証されます。穴の種類を選択したら、機能的で信頼性の高い PCB を実現するために、適切な穴あけと仕上げの手順が必要です。

皿穴とざぐり穴の掘削と仕上げ:

皿穴をあける方法は？

通常、このような穴は、当社の製造工場の自動ドリル機で開けられます。ただし、手動で穴を開ける場合は、次の手順に従ってください。

1)ツールの選択:ドリル、皿穴ビット、安全装置など、必要なツールと材料をすべて用意します。鉛筆で皿穴を作成する穴の中心に印を付けます。角度とサイズに応じて皿穴ビットを選択します。一般的に使用される角度は 82° と 90° です。皿穴ビットをドリルまたはドリルプレスのドリルチャックに取り付けます。

2)ドリルの深さ:ドリルの深さを設定するか、ドリルプレスの深さストップを使用して皿穴を制御します。目的は、ネジの頭が作業点の表面と面一になるように穴を開けることです。

3)穴あけ工程:ドリル プレスをマークした中間点にセットし、穴あけを開始します。ワークピースに皿穴ビットを下ろします。圧力をかけて穴を開け、滑らかな皿穴を作ります。皿穴ができたら、ドリルをストリップし、皿穴の深さと角度を確認します。ネジ山がワークピースの表面から突き出ることなく、皿穴に完全に収まることを確認します。皿穴の周りに粗いエッジやバリがある場合は、サンドペーパーを使用して表面をきれいにすることができます。

ざぐり穴をあけるにはどうすればいいですか?

1)ツールの選択:ドリル プレスまたはハンド ドリル、カウンターボア ビット、ゴーグルや耳栓などの安全器具が必要です。カウンターボア ビットのサイズは、ボルトまたはネジの頭よりも大きくする必要があります。カウンターボアは、ネジや留め具を扱うための大きなマウントを備えた底が平らな穴を作成します。

2)サイズとドリルビット:小さなドリルビットをドリルチャックに挿入し、チャックを締めてドリルビットを所定の位置に固定します。穴の深さを制御するためにドリルプレスを設定します。これにより、穴が正確な深さになり、深すぎないことが保証されます。

3)穴あけプロセス:ドリルビットをマークされた中間点にセットし、ゆっくりとドリルを開始します。ドリルビットは作業部品にパイロット穴を開けます。この穴はカウンターボアビットの指示です。パイロット穴にカウンターボアビットを差し込み、ゆっくりと穴あけを開始します。ドリルに適度な圧力をかけ、滑らかなカウンターボアがあることを確認します。

皿穴とざぐり穴の主な違い:

どちらの穴タイプでもハードウェアをボードの表面にぴったりと配置できますが、使用に影響する重要な違いがいくつかあります。

1)穴の形状:主な違いは穴の形状です。皿穴は円錐形ですが、ざぐりはまっすぐな円筒形の壁を持っています。これは、留め具がボードに対してどの程度ぴったりと収まるかに影響します。

2)上部開口部のサイズ:同様に、上部開口部のサイズは 2 つの穴によって異なります。皿穴の上部は、穴の全幅から緩やかに細くなっています。ざぐりには、留め具の直径に一致する、上部に幅の広い同心円状の切り込みがあります。

3)垂直壁:皿穴には角度の付いた側壁があり、ざぐりには垂直壁があります。垂直壁は留め具により高いせん断強度を提供します。

4)底部開口部の幅:カウンターボアの底部開口部は、同等サイズのカウンターシンクよりも広くなっています。これにより、ファスナーのサイズを選択する際に設計の柔軟性が高まります。

5)材料の除去:皿穴を作成するために、PCB からさらに多くの材料が除去されます。皿穴により、PCB の材料と強度が節約されます。皿穴加工は、ざぐり加工よりも簡単なプロセスで、複雑な器具もそれほど必要ありません。ざぐり加工よりも手順が少ないため、処理時間が短くなります。一方、皿穴留め具は、負荷が小さな領域に分散されるため、ざぐり加工ほど強力ではありません。このプロセスにより材料が割れる可能性があるため、硬い材料には最適ではありません。

アプリケーションとユースケースのシナリオ:

皿穴の一般的な用途:

● 基板の外面にフラッシュ ネジを取り付けます。

● ボードの表面と面一になる必要がある薄型のボルトヘッドに対応します。

● 露出した外部基板層に滑らかな空気力学的表面を提供します。

● 薄いアルミパネルやカバーに基板を取り付けます。

ざぐり穴の一般的な用途:

● 高いせん断強度を必要とする機械ネジやボルトの取り付け。

● ワッシャーまたはスペーサーが PCB 表面と面一になるように配置します。

● 材料の除去を最小限に抑えながら、より大きなファスナーヘッドに対応します。

● 大きな負荷がかかるネジ接続に最大限の強度を提供します。

● 表面の欠陥を最小限に抑えながら、内部の基板層を安全に結合します。

PCB 設計ではどの穴タイプがより適していますか?

PCBでの使用法について詳しく見ていきましょう。ただし、どちらのタイプの穴も、主に木材や金属の表面で使用されます。ざぐり穴と皿穴の両方の主な違いと使用例を理解することで、最適な決定を下すことができます。PCB の組み立てプロセスでは、ほとんどのメーカーが皿穴ではなくざぐり穴方式を使用します。これは、皿穴加工では角度とドリルの深さが必要になるため、PCB への不要な損傷を避けるためです。また、皿穴加工にはより多くの機器とリソースが必要になり、製造プロセスに時間がかかり、ボードに損傷を与えるリスクがあります。

結論

皿穴とざぐり穴は、異なる種類の材料に異なる種類のネジを使用します。ただし、PCB ではどちらも同じように機能します。皿穴は円錐形の穴を作り、ざぐり穴は円筒形の穴を作ります。この記事では、皿穴とざぐり穴の定義、類似点、相違点、および穴あけプロセスについて簡単に説明します。また、この記事では、これらのドリルビットを PCB で使用する方法とタイミングを、用途とアプリケーションに応じて示します。

皿穴は、特に内部層でせん断強度を最大化するのに対し、皿穴は、表面を平坦にします。適切な穴あけと仕上げのプロセスを使用すれば、どちらのタイプの穴もプリント回路基板にうまく実装できます。この記事で概説した主な違いを考慮すると、堅牢で信頼性の高い PCB 穴設計が可能になります。

よくある質問Q:

ざぐり穴よりも皿穴を選択すべきなのはどのような場合ですか?  

美観上の理由、空気力学的効率、または耐候性のために滑らかで平坦な表面が必要な場合は、皿穴を選択します。高いせん断強度が不可欠な場合、または内部層に大きなファスナーヘッドを収容する場合は、ざぐり穴を使用します。
Q: 皿穴はザグリ穴よりも PCB を弱めますか?

はい、皿穴は角度のついたテーパーでより多くの材料を除去するため、強度が低下する傾向がありますが、ざぐり穴はより多くの材料を保存します。

Q: 同じ穴に皿穴とざぐり穴の両方をあけることは可能ですか?

複合穴を作成することは可能ですが、追加の穴あけ手順と正確な測定が必要になります。一般的に、1 種類の穴に固執する方が簡単です。

Q: 皿穴を仕上げる最良の方法は何ですか?  

穴あけ後、穴のサイズに合った皿穴研磨コーンを使用します。軽く圧力をかけてバリを取り除き、留め具のフィット感を改善します。仕上げすぎると穴が大きくなる可能性があるため、注意してください。

Q: ざぐり穴と皿穴の寸法はどのように指定しますか?

ざぐり穴の場合、小穴径と大ざぐり穴径の両方が指定されます。皿穴の場合、大径と小径がリストされ、テーパ角度も含まれる場合があります。