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午前10時の設計レビュー。設計部の若手と、年配の機構設計者が、こんな会話をしていました。
若手:「U7のフットプリント を新規作成しました。パッドサイズ はデータシート推奨より少し大きめにしてあります」
機構設計者:「ランドの形状 は丸?四角?あと放熱パッド は別レイヤー?」
あなたは品質保証として議事録を取りつつ、内心こう思っていませんか。
「ランド?パッド?フットプリント?放熱パッド?……全部"部品をのせる場所"だと思ってたけど、それぞれ違うのか?同じなのか?基板4年目で『この3つの違いって何ですか』なんて聞けない」
こんな経験はありませんか?
「ランド」「パッド」「フットプリント」が混ざって使われ、いつも頭が混乱する
客先監査で「パッド形状の規定は?」と聞かれて答えに詰まった
「放熱パッド(サーマルパッド)」が普通のパッドと何が違うのかピンとこない
データシートの「Recommended Land Pattern」を見ても何を言っているのか分からない
○ この記事でわかること
「ランド」「パッド」「フットプリント」の正確な違いと使い分け
3つの用語の包含関係 (どれが一番大きい概念か)
「放熱パッド(サーマルパッド) 」と普通のパッドの違い
SMD・スルーホール・QFN・BGAでフットプリントがどう変わるか
客先監査・設計レビューで使い分けに困らない実務知識
わからなくて当然です。この3語は、現場の人ですら混同して使うことがある 厄介な用語です。機械工学の頭で理解できる例え を使いながら、3つの違いをスッキリ整理します。
結論:3つは「大きさが違う"入れ子の概念"」だった
時間がない方のために、3つの言葉の関係を最初に明示します。
結論:3つの関係
フットプリント ⊃ ランド = パッド
・フットプリント =部品1個分の「足場一式」(複数のランド+外形枠+シルクなど)
・ランド =部品の足1本がのる「銅箔1枚」
・パッド =ランドとほぼ同義(米国系・実装現場の呼び方)
つまり「フットプリント」は大きな概念(部品まるごと) 、「ランド/パッド」はその中の1要素(足1本分) です。製造業のあなたなら、次の例えで一気にスッキリします。
現場の声
機械の据付に例えるなら、こうなります。
・フットプリント =機械1台を据え付けるための「据付ベース全体 」
(アンカーボルト穴4本+位置決めピン+外形マーク+型番表示)
・ランド/パッド =そのうちの「アンカーボルト1本分の穴 」
・据付ベース全体(フットプリント)の中に、ボルト穴(ランド)が複数個ある
これとまったく同じ構造が基板上にもある、というだけです。
あなたが現場で見ている「機械の据付図」と本質はそっくりです。「部品1台分の据付図」が"フットプリント"、「ボルト1本のための穴」が"ランド/パッド" ──この対応をまず頭に入れてください。
フットプリント⊃ランド=パッド
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ランドとは──部品の足1本がのる「銅箔1枚」
ランド (Land)は、文字通り「陸地 」の意味です。基板の表面で、部品の足が着地する銅箔の1区画 を指します。
ランドの定義
部品の電極1個(リード1本またはチップの片端)が物理的・電気的に接続される、銅箔の1区画 。
ランドの役割は「3つ同時に」果たすこと
たかが「銅箔1枚」と侮ってはいけません。ランドは同時に3つの仕事をしています。
役割
具体的に何をしているか
①機械的固定
はんだで部品を物理的に基板に接着。振動・衝撃に耐える
②電気的接続
部品電極から基板の配線パターンへ電気を通す
③熱の伝達
部品で発生した熱を基板側へ逃がす"通り道"の入口
現場の声 これは機械系で言えば、「ボルト穴」が単に固定だけでなく、位置決め・荷重伝達・場合によっては冷却水の通り道も兼ねている のと同じ発想です。1つの構造要素に複数の機能を持たせる──この設計思想は機械も基板も同じです。
ランドサイズが小さすぎる/大きすぎると何が起きるか
×
ランドが小さすぎ
はんだ量が足りずに固定強度不足
振動でクラック・剥がれ
熱伝達経路が狭く部品が高温化
×
ランドが大きすぎ
隣のランドとブリッジ(短絡)リスク
はんだが流れすぎて部品が浮く(チップ立ち)
基板の高密度化を阻害
だからランドサイズは"適正値"がある のです。設計者は部品メーカーが推奨する 「Recommended Land Pattern」 (推奨ランドパターン)に従って設計します。
ランドの3つの仕事:固定・電気的接続・熱の伝達
パッドとは──実務上はランドとほぼ同じ意味
パッド (Pad)は文字通り「当て布・あて板 」のような意味で、これも「部品の足が着地する銅箔1区画」を指します。
パッドの定義
部品電極が接続される銅箔区画の米国系・実装現場での呼び方 。実務ではランドとほぼ同義。
ランド と パッド ── どちらを使うのが正解か?
結論:「どちらでも通じます」 。ただし、業界内には微妙なニュアンスの差があります。
用語
よく使われる場面
由来・ニュアンス
ランド
CADデータ/設計図/日本語仕様書
JIS/IEC由来。設計の文書での標準表記
パッド
実装現場/部品メーカーのデータシート/英語
米国系・量産現場で定着。「Solder Pad」が起源
実務で迷ったらこう使い分ける
・JIS規格書・社内図面の正式表記 → 「ランド 」
・部品データシート(特に英語)・実装現場の会話 → 「パッド 」
・客先対応:相手が使った用語に合わせる(米国系企業はパッド、国内メーカーはランドが多い)
迷ったら「ランド(パッド)」と両方書くと丁寧です。
「パッド」が含まれる重要な派生語
「パッド」は単独より、組み合わせ語として現場でよく出てきます。覚えておくと、設計レビューで言葉が分かるようになります。
サーマルパッド(放熱パッド) :QFNやパワーICの底面にある大きな放熱用銅箔
テストパッド :検査機のプローブが当たる小さな丸い銅箔(テストポイント)
ボンディングパッド :チップ内部のワイヤボンド接続箇所(基板の話ではない)
パッド開口 :レジストの「抜き」のうち、パッドの上の部分
ランドはJIS系の設計図、パッドは米国系の現場用語
フットプリントとは──部品1個まるごとの「足場一式」
フットプリント (Footprint)は、文字通り「足跡 」。部品が基板上に残す"接続のための痕跡"全体を指します。
フットプリントの定義
部品1個を実装するために必要なすべての要素を統合した"足場一式" 。CADでは1つのライブラリ部品として登録される。
フットプリントには、以下のすべてが含まれます。
要素 1
複数のランド/パッド (部品の電極数だけ存在)
要素 2
レジストの抜き形状 (各ランドに対応した開口)
要素 4
シルクの1pinマーク (向きを示す●や△)
要素 5
シルクのリファレンス位置 (R1, U3 などが表示される場所)
要素 6
禁止領域 (他の部品やビアを置いてはいけないエリア)
現場の声 機械屋の言葉で言えば、フットプリントは「機械1台分の据付図面」 です。ボルト穴位置(ランド)、養生エリア(レジスト抜き)、外形(シルク枠)、銘板位置(リファレンス)、メンテナンスクリアランス(禁止領域)──これらを1枚にまとめた"据付一式"がフットプリントです。 CADソフトでは、部品ライブラリに 「QFN-32」「SOT-23」 などの名前で1個ずつ登録され、回路設計時にその名前で呼び出して配置します。
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3つを並べて見る──QFN-32の例で完全理解
具体例で見るのが一番です。QFN-32 (足が32本ある正方形のIC)のフットプリントを例に、3つの言葉の違いを実物で確認しましょう。
用語
QFN-32における具体物
数量
ランド/パッド(外周)
外周にある32個の小さな長方形銅箔
32個
サーマルパッド
中央にある大きな正方形の銅箔
1個
フットプリント
上記33個+外形枠+1pinマーク+U3表示位置のすべてを統合した"QFN-32"という名前の登録部品
1セット
ここで腹落ちしたいこと
「U7のフットプリントを新規作成」=QFN-32という"据付ベース図面"を1枚作った こと
「パッドサイズを少し大きめに」=外周32個の銅箔区画を、データシート推奨より少し広く取った こと
「ランドの形状は丸?四角?」=銅箔の角の処理を聞いている (QFN系は角丸長方形が一般的)
冒頭の若手と機構設計者の会話、これで完全に翻訳できます。
1部品=33個のパッド=1セットのフットプリント
放熱パッド(サーマルパッド)の特殊性──普通のパッドと何が違うか
冒頭の機構設計者が気にしていた「放熱パッド 」。これは普通のパッドと「やっていること」が大きく違うので、品質保証としては別物として扱う必要があります。
サーマルパッドの定義
QFNやパワーICの底面中央にある、主に「熱を逃がす」ことを目的とした大きな銅箔 。電気的に内部GNDに接続されていることが多い。
普通のパッド vs サーマルパッド
項目
普通のパッド
サーマルパッド
主目的
電気接続+機械固定
放熱 +電気接続+機械固定
サイズ
数100μm〜数mm程度
数mm〜数十mmと大きい
サーマルビアの有無
基本的になし
多数のサーマルビア を打って下層へ熱を逃がす
電気接続先
信号配線へ
多くの場合内部GND に接続
レジストの抜き
パッドサイズに合わせて開口
分割開口 することも(はんだ流れ防止)
サーマルパッドの設計失敗あるある
① サーマルビアの本数不足 :放熱経路として機能せず、ICが熱暴走
② レジスト抜きが大きすぎ :はんだが流れすぎて部品が浮く(チップ立ち)
③ はんだペーストの塗布量が多すぎ :ボイド(空洞)発生で放熱効果激減
これらは品質保証部にとっても監査対象。「サーマルパッドあり部品の放熱設計レビューを実施しているか」は客先の確認ポイントです。
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SMD・スルーホール・QFN・BGAでフットプリントはどう変わるか
部品の実装方式によって、フットプリントの形は大きく変わります。代表的な4種類を見ておきましょう。
部品タイプ
ランド/パッドの形
特徴
チップ抵抗・コンデンサ (1608/2012など)
2個の長方形ランド(左右対称)
最もシンプル。基板の主役の量を占める
SOIC・QFP (足が"ガル足")
外周に並ぶ細長い長方形ランド
足が外に飛び出ているので目視ではんだ確認可
QFN (足が"底面")
外周ランド+中央サーマルパッド
小型・低背・放熱良好。X線検査が必要
BGA (ボール接続)
格子状に配置された円形ランド
高密度。検査はX線必須。マイコンや高速IC
スルーホール部品 (DIP・コネクタ)
穴付きの円形ランド (穴の中もメッキ)
機械強度◎。挿入実装。コネクタや大型部品で活躍
ポイント
パッドが「外周だけ」か「底面まで」か「格子状」か──これだけで検査方式が変わります 。
・外周パッド(QFP)→ 目視・AOI でOK
・底面パッド(QFN・BGA)→ X線検査 必須
品質保証としては「この基板はX線検査ラインを通すか?」を判断するために、フットプリントの種類を理解しておく必要があります。
部品の種類でフットプリントは大きく変わる
客先・上司から聞かれたとき、こう答えればOK
ランド・パッド・フットプリントは、客先監査で「設計品質」「実装品質」 の両面から問われます。よく聞かれる5つに、模範回答を用意しました。
Q1. パッドサイズの規定はありますか?
A. 「部品メーカー推奨のRecommended Land Patternに従い 、社内DRCで照合しています。逸脱する場合は実装試験で確認します」
Q2. 新規フットプリントの作成手順は?
A. 「データシートの推奨ランドパターン → CADライブラリ登録 → DRCチェック → 試作で実装性確認 のフローで管理しています」 ※「データシート見ながらコピペ」と言うのはNG。プロセスとして説明する
Q3. サーマルパッドの放熱設計はどう検証していますか?
A. 「サーマルビアの本数とパターン→熱抵抗計算で必要面積を逆算→実機で温度測定 して検証しています」 ※サーマルパッドは客先が深掘りしてくる定番ポイント
Q4. フットプリントのライブラリは誰が承認していますか?
A. 「設計者作成 → 第三者レビュー → 試作実装で確認 → 品質保証部の承認 という4段階で管理しています」 ※「設計者が自由に作っています」は監査NGワード
Q5. QFN・BGAの実装品質はどう保証していますか?
A. 「X線検査 でボイド率・はんだ濡れを全数確認しています。サーマルパッドはボイド率○%以下を判定基準としています」 ※具体的な数値を持っていなければ「現在策定中」と回答し、是正計画を示す
監査で絶対やってはいけないこと 「パッドとランドって同じですよね? 」とこちらから言うこと。客先が定義の確認のために聞いてきた場合、「実務上は同義ですが、当社の社内文書では"ランド"を正式表記としています」 と答えるのが100点回答。"知ったかぶり"も"投げやり"もNG。
客先監査ではメーカー推奨とDRCで説明する
まとめ──3つの言葉は「入れ子の概念」だった
最後に今日の内容を一気におさらいします。
この記事のポイント
包含関係:フットプリント ⊃ ランド = パッド
ランド =部品の足1本がのる銅箔1区画。3つの仕事(固定・電気・熱)を同時に
パッド =ランドのほぼ同義語。米国系・実装現場・データシート英語で多用
フットプリント =部品1個分の足場一式。ランド+レジスト抜き+シルク枠+禁止領域
機械の据付に例えるなら:据付ベース=フットプリント、ボルト穴1本=ランド/パッド
サーマルパッド =放熱が主目的。サーマルビア・分割開口・GND接続が特徴
QFN・BGAは底面パッドのためX線検査必須
客先監査ではプロセス(推奨ランド→DRC→試作確認→承認)として説明する
これで、冒頭の若手と機構設計者の会話──「U7のフットプリントを新規作成しました。パッドサイズはデータシート推奨より少し大きめにしてあります 」「ランドの形状は丸?四角?放熱パッドは別レイヤー? 」を、こう翻訳できるはずです。
「U7(7番目のIC)の据付ベース図面を新規作成しました。各電極の銅箔区画は、データシートの推奨より少し広めに取りました 」
「個々の銅箔区画の形状は角丸?直角?それと放熱用の中央銅箔は内部GND接続で別途処理されてる? 」
ここまで翻訳できれば、もう「フットプリント関連の話」で固まることはありません。次は「SMDと挿入実装の違い 」「パッケージ種類(QFP・QFN・BGA)の入門 」へ進みましょう。
フットプリント・ランド・パッドの違いが整理できる
S
シラス
電験三種・QC検定1級 / メーカーでパワエレ設計・品質保証 実務10年
メーカーで電気設計と品質保証に携わってきた経験をもとに執筆しています。むずかしい専門用語をできるだけ使わず、はじめて学ぶ人がつまずかないように、図とたとえで説明することを大切にしています。
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