PCB基板設計では、回路図、部品配置、配線、層構成、製造データ、実装工程など、さまざまな専門用語が使われます。
「PCB」「ビア」「パッド」などの基本用語だけでなく、近年の高速信号設計で重要になっている「インピーダンス」「リターンパス」「SI」、製造や実装に関係する「ガーバーデータ」「BOM」「リフロー」など、覚えておきたい言葉は多くあります。
この記事では、PCB基板設計で使われる用語を、回路・基板構造・配線・高速信号・設計ルール・実装・製造に分けて整理します。
初めてPCB設計を学ぶ方だけでなく、以前の実務で使っていた用語を確認したい方にも分かりやすいよう、現在使われる表現と実務で使われる呼び方をあわせて紹介します。
基板設計全体の流れを確認したい場合は、基板設計の手順を徹底解説｜初心者向け標準フローとチェックリスト付きも参考にしてください。
PCB・回路の基本用語
PCB
PCBは「Printed Circuit Board」の略で、日本語ではプリント基板、プリント配線板などと呼ばれます。
電子部品を搭載し、銅箔による配線で部品同士を電気的に接続するための基板です。
基板そのものについて詳しく知りたい方は、プリント基板とは？も参考になります。
CAD
CADは「Computer-Aided Design」の略です。
PCB設計では、回路図の作成や部品配置、配線、基板形状の設計などに使用します。
Net（ネット）
Netは、回路上で電気的につながっている接続単位を表します。
例えば、あるICの端子と抵抗、コンデンサなどが同じ電気的接続になっている場合、それらは同じネットとして扱われます。
Net Label（ネットラベル）
回路図上でネットに名前を付けるためのラベルです。
「GND」「VCC」「CLK」など、信号や電源を識別しやすくするために使用します。
Net Class（ネットクラス）
配線幅やクリアランスなど、特定のネットに適用する設計ルールをまとめたものです。
電源線、信号線、高速信号などで異なるルールを設定する場合に利用します。
Netlist（ネットリスト）
回路図上の部品端子同士の接続関係をまとめたデータです。
PCBレイアウトでは、この接続情報をもとに部品配置や配線を行います。
ネットリストの確認や比較については、ネットリストチェックツールの使い方も参考になります。
Differential Pair（差動ペア）
2本の信号線を組み合わせて伝送する配線方式です。
USBや高速通信インターフェースなどで使われます。
差動信号では、2本の配線の間隔や長さ、インピーダンスなどを適切に管理することが重要です。
Layer・基板構造の用語
Layer（レイヤー）
PCBの銅箔層やシルク、ソルダーレジストなど、基板を構成する各層を指します。
2層基板、4層基板、6層基板など、複数の銅箔層を持つ基板では、それぞれの層に役割を持たせます。
Stackup（スタックアップ）
多層基板における各層の順番と、それぞれの材料・厚さなどをまとめた構成です。
信号層、GND層、電源層、絶縁層などをどのように配置するかによって、インピーダンスや信号品質、電源・GND設計にも影響します。
多層基板の構造については、多層PCBの構造とスタックアップも参考になります。
Signal Layer（信号層）
信号配線を配置するための銅箔層です。
高速信号では、隣接するGND層との位置関係やリターンパスも考慮して配置します。
GND Plane（GNDプレーン）
GND用の銅箔を広い面積で確保した層または領域です。
信号のリターンパスを確保し、電源・信号の安定性やノイズ対策にも関係します。
Power Layer（電源層）
電源用の銅箔層です。
多層基板では、電源とGNDの配置を考慮しながらスタックアップを設計します。
Dielectric（誘電体）
銅箔層の間を絶縁する材料です。
層間距離や材料特性は、伝送線路のインピーダンスなどに関係します。
Core（コア）
多層基板を構成する絶縁材料と銅箔を組み合わせた基材です。
Prepreg（プリプレグ）
多層基板の層間絶縁に使用される材料です。
加熱・加圧によって硬化し、銅箔などの層を接着します。
プリプレグについては、プリプレグとは？多層PCBで使われる材料の基礎知識で詳しく解説しています。
Mechanical Layer（メカニカルレイヤー）
基板外形や加工情報など、機械的な情報を表すために使用するレイヤーです。
CADソフトによって名称や用途が異なる場合があります。
Solder Mask（ソルダーレジスト）
基板表面を覆う絶縁性の保護膜です。
はんだ付けするパッド部分などを開口し、それ以外の銅箔部分を保護します。
Silkscreen（シルク）
部品番号や極性表示、ロゴなどを基板表面に印刷する文字・図形です。
配線・接続に関する用語
Track / Trace（配線）
PCB上の銅箔による電気的な配線です。
設計では、配線幅、クリアランス、長さ、インピーダンスなどを考慮します。
Trace Width（配線幅）
銅箔配線の幅です。
許容電流や製造条件、高速信号ではインピーダンスなどを考慮して決定します。
Clearance（クリアランス）
異なるネット間などで確保する電気的な間隔です。
必要な値は基板メーカーの製造能力や電圧、設計ルールなどによって異なります。
Pad（パッド）
部品の端子をはんだ付けするための銅箔部分です。
表面実装部品では、部品端子の形状に合わせてパッドを設計します。
Via（ビア）
異なる銅箔層を電気的に接続するための穴です。
スルーホールビア、ブラインドビア、ベリードビアなどがあります。
Annular Ring（ランドリング）
ドリル穴の周囲に残る銅箔部分です。
パッドの大きさ、穴径、製造公差などを考慮して設計します。
Via-in-Pad（ビア・イン・パッド）
部品のパッド部分にビアを配置する設計です。
配線を短くできる一方、製造方法によってははんだの流れなどに影響するため、基板メーカーとの確認が必要になる場合があります。
Polygon（ポリゴン）
広い銅箔領域を作るための図形です。
GNDや電源の銅箔面を作る場合などに使用します。
Teardrop（ティアドロップ）
パッドやビアと配線の接続部分を涙滴状に広げる処理です。
製造時の接続信頼性を高める目的などで利用されます。
Slot（スロット）
基板に設ける細長い溝状の加工です。
機械的な形状や部品の構造、絶縁距離などに応じて使用されます。
高速信号設計の用語
Impedance（インピーダンス）
交流信号に対する電気的な抵抗成分を含む概念です。
高速信号では、配線と基板材料・層構成などの関係から伝送線路としてのインピーダンスを考える必要があります。
インピーダンス設計については、なぜ基板設計でインピーダンスコントロールが重要なのかも参考になります。
Characteristic Impedance（特性インピーダンス）
伝送線路そのものが持つインピーダンスです。
高速信号では、信号規格に応じた目標値を設定し、配線幅、層間距離、基板材料などを調整します。
Length Matching（等長配線）
複数の信号線の伝送長を合わせる設計です。
差動信号や複数の信号を同期させる必要があるインターフェースなどで利用されます。
Stub（スタブ）
主たる信号経路から分岐して残っている配線部分です。
高速信号では、条件によって信号品質に影響する可能性があるため、必要に応じて短くするなどの対策を検討します。
Via Stub（ビアスタブ）
信号が通過する必要のない部分に残ったビアの導体部分です。
高速信号では反射などの原因になる可能性があるため、設計条件に応じて対策します。
Backdrill（バックドリル）
多層基板のビアについて、不要な部分の導体を裏面などからドリル加工で除去する方法です。
長いビアスタブを短くする目的で、高速信号基板などで利用されます。
Return Path（リターンパス）
信号電流が戻っていく経路です。
高速信号では、信号線だけでなくGNDなどを通るリターンパスも考慮する必要があります。
Crosstalk（クロストーク）
隣接する信号線などの間で電磁的に結合し、別の信号に不要な影響が現れる現象です。
配線間隔、並走する距離、信号の立ち上がり時間など、複数の条件が関係します。
Signal Integrity（SI）
Signal Integrityの略で、日本語では信号品質やシグナルインテグリティと呼ばれます。
高速信号が設計した通りに伝送できているかを確認する考え方です。
反射、クロストーク、インピーダンス不整合などが検討対象になります。
詳しくは、SI解析の基本も参考にしてください。
Power Integrity（PI）
Power Integrityの略で、日本語では電源品質などと表現されます。
電源・GNDネットワークの電圧変動やノイズなどを考慮し、安定した電源供給を実現するための設計・解析分野です。
設計ルール・チェック関連の用語
Design Rule（デザインルール）
PCB設計で守るべき配線幅、クリアランス、穴径などのルールです。
DRC（Design Rule Check）
設計ルールに違反していないかを自動的に確認するチェック機能です。
ERC（Electrical Rule Check）
回路図上の電気的な接続関係などをチェックする機能です。
DRCが主にPCBレイアウトを確認するのに対し、ERCは回路図側のチェックに使われます。
DFM（Design for Manufacturability）
製造しやすい設計を考える考え方です。
単純に設計ルール違反がないかを確認するDRCとは異なり、実際の製造工程や設備、加工条件などを考慮します。
Minimum Trace Width（最小配線幅）
基板上で使用する配線の最小幅です。
一律の基準があるわけではなく、基板メーカーの製造能力、銅厚、設計条件などによって決まります。
Minimum Clearance（最小クリアランス）
異なる配線やパッドなどの間に確保する最小間隔です。
こちらも基板メーカーの製造条件や回路の要求仕様などに応じて決定します。
Design Margin（設計マージン）
製造公差や測定誤差、使用環境などを考慮して、設計値に余裕を持たせる考え方です。
部品・実装関連の用語
Footprint（フットプリント）
PCB上に部品を実装するためのパッド、シルク、部品外形などの情報です。
部品そのものの形状だけでなく、実装に必要な基板側の情報を含みます。
SMD（表面実装部品）
Surface Mount Deviceの略です。
基板表面のパッドにはんだ付けして実装する部品を指します。
SMT（表面実装技術）
Surface Mount Technologyの略です。
SMDなどの表面実装部品を基板表面に実装する技術・方式を指します。
THT（スルーホール実装）
Through-Hole Technologyの略です。
部品のリードを基板のスルーホールに挿入して実装する方式です。
実務では、IMD（Insertion Mount Device）などの呼び方が使われる場合もあります。
現在の記事や資料ではTHT、Through-Holeなどの表現を目にすることが多いため、用語を確認するときは複数の呼称を知っておくと便利です。
BOM（部品表）
Bill of Materialsの略です。
製品を構成する部品の品番、数量、部品名などをまとめた一覧表です。
Paste Mask（ペーストマスク）
表面実装で、はんだペーストを印刷するための開口情報です。
CADデータでは、パッド上のどこにペーストを塗布するかを指定するために使用します。
Metal Mask（メタルマスク）
はんだペーストを基板上に印刷するために使用する金属製の版です。
ステンレスなどの薄い板に開口を設け、そこからはんだペーストを印刷します。
実務では「ペーストマスク」と「メタルマスク」が近い意味で扱われることがありますが、厳密には、ペーストマスクは設計データ上の開口情報、メタルマスクは実際に使用する版という違いがあります。
Stencil（ステンシル）
はんだペーストを基板上に印刷するための版を指します。
メタルマスクは、金属製のステンシルの代表的なものです。
Reflow（リフロー）
表面実装部品を搭載した基板を加熱し、はんだペーストを溶融させて接合する工程です。
SMTによる実装で一般的に利用されます。
Flow Soldering（フロー実装・フローはんだ付け）
溶融したはんだを利用して、基板上の部品をはんだ付けする実装方法です。
スルーホール部品の実装などで使用されます。
リフローが主に表面実装部品のはんだ付けに利用されるのに対し、フローはんだ付けは、スルーホール部品などのはんだ付けで利用されることがあります。
Fiducial（フィデューシャル）
実装機などが基板の位置や向きを認識するために設ける基準マークです。
「フィデューシャルマーク」「基準マーク」などとも呼ばれます。
Test Point（テストポイント）
基板の電気的な検査や測定を行うために設けるポイントです。
プローブを当てて電圧を測定したり、製造検査で使用したりします。
PCB製造・出図関連の用語
Gerber Data（ガーバーデータ）
PCB製造用の各種パターン情報を出力するために使用されるデータ形式です。
銅箔、ソルダーレジスト、シルクなど、製造に必要なレイヤーごとのデータを用意します。
詳しくは、ガーバーデータとは？PCB製造で使われるデータの基礎を参考にしてください。
Drill Data（ドリルデータ）
基板に穴を開けるための加工情報です。
スルーホールやビアなどの穴位置、穴径などを製造側へ伝えるために使用します。
PCBのドリルデータについても参考になります。
Assembly Drawing（実装図）
部品の位置、部品番号、向きなど、基板への部品実装に必要な情報を示す図面です。
Pick and Place Data（部品搭載データ）
表面実装部品を実装機に搭載するための位置や角度などの情報です。
Release / 出図
設計したPCBデータや図面などを、製造工程へ正式にリリースする作業を指します。
会社や設計環境によって、出図の手順や管理方法は異なります。
FR-4
プリント基板で広く使用されているガラス布基材エポキシ樹脂系の材料区分です。
FR-4だから電気特性がすべて同じというわけではなく、メーカーや材料によって誘電率などの特性が異なる場合があります。
PCB材料については、FR-4などPCB材料の基礎知識も参考になります。
Surface Finish（表面処理）
基板表面の銅箔に施す仕上げ処理です。
代表的なものにENIGやHASLなどがあります。
用途やコスト、実装条件などによって適した表面処理を選択します。
詳しくは、プリント基板の表面処理についてを参考にしてください。
ODB++
PCB設計データや製造関連情報をまとめて扱うためのデータ形式の一つです。
製造工程へ設計情報を渡す方法として利用されています。
ODB++については、ODB++の基礎知識とメリットも参考になります。
最初に覚えておきたいPCB設計用語
PCB設計をこれから学ぶなら、最初からすべての用語を覚える必要はありません。
まずは次の言葉を押さえておくと、回路図から基板設計、製造までの流れを理解しやすくなります。
| 分野 | まず覚えたい用語 |
|---|---|
| 基本 | PCB、CAD、Net、Netlist |
| 基板構造 | Layer、Stackup、GND Plane、Prepreg |
| 配線 | Trace、Trace Width、Clearance、Pad、Via |
| 高速信号 | Impedance、Length Matching、Return Path、SI |
| 設計チェック | Design Rule、DRC、ERC、DFM |
| 実装 | SMD、SMT、THT、BOM、Reflow、Flow Soldering |
| 製造 | Gerber、Drill Data、FR-4、Surface Finish、ODB++ |
特に高速信号を扱う場合は、
Layer → Stackup → GND → Return Path → Impedance → SI
という関係を意識すると、個々の用語を単独で覚えるより理解しやすくなります。
PCB設計用語を調べるときの注意点
PCB設計では、すべての数値やルールに共通の答えがあるとは限りません。
例えば、配線幅やクリアランス、穴径、ランドサイズなどは、基板メーカーの製造能力や基板仕様によって変わります。
また、高速信号についても「スタブは必ずなくす」「GNDは必ずこの方法にする」といった単純なルールだけで判断するのではなく、信号速度、立ち上がり時間、配線長、層構成などを含めて検討する必要があります。
設計データを製造工程へ渡す場合には、使用する製造会社の仕様書や設計ルールを確認することが重要です。
まとめ
PCB基板設計では、回路図からレイアウト、配線、高速信号設計、製造、実装まで幅広い専門用語が登場します。
特に重要なのは、単語だけを覚えるのではなく、それぞれの用語がどの工程で、何のために使われるのかを理解することです。
例えば、
- Netlist → 回路の接続情報
- Stackup → 基板の層構成
- Pad / Via → 部品実装・層間接続
- Impedance / Return Path → 高速信号の伝送
- DRC / DFM → 設計・製造チェック
- SMD / THT → 部品実装方式
- Paste Mask / Metal Mask → はんだペースト印刷
- Reflow / Flow Soldering → はんだ付け工程
- Gerber / Drill Data → 基板製造用データ
というように整理すると、PCB設計全体のつながりが見えてきます。
この用語集を入口に、それぞれの専門用語を詳しく解説した記事へ進むことで、PCB設計について段階的に理解を深められます。
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