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夕方17時。実装ラインの班長から、こんな相談を受けました。
「この新製品、C12のシルクが半分パッドに乗ってる んですよ。実装後に文字が見えなくて、検査で困るんで設計に直してもらえませんかね。あと極性マークもどっち向きかわからない って作業者から言われてて」
あなたは品質保証として「すぐ設計に伝えます」と返したものの、内心ではこう思っていませんか。
「シルクって、白い文字のあれだよな…。でも"パッドに乗る"とどう困るんだ?極性マークって設計のルールあるの?4年目で『シルクって何ですか』なんて聞けない」
こんな経験はありませんか?
実装ラインから「シルクが見えない」とクレームが来たが、深刻度がわからない
「シルク」「シルクスクリーン」「マーキング」…呼び方が混乱する
客先監査で「シルクの最小文字高さは?」と聞かれて答えに詰まった
R1・C5・U3など部品記号のルールを正確に知らない
○ この記事でわかること
シルク印刷の3つの存在理由 と、なぜ「白」が標準なのか
R1・C5・U3など部品記号(リファレンス) のルール
極性マーク・1pinマークなど絶対に必要な6種類のマーク
シルクの最小文字サイズ・配置ルール (パッドに乗る問題の本質)
実装ラインと品質保証から「ありがとう」と言われるシルク設計の鉄則
わからなくて当然です。シルクは「あって当たり前」のものとして、誰も真剣に教えてくれません。機械工学の頭で理解できる例え を使いながら、基礎から整理していきます。
結論:シルク印刷は「基板の取扱説明書」
時間がない方のために結論を先に言います。
シルク印刷の定義
基板表面のソルダーレジストの上に、部品記号・極性・ロゴなどを白色インクで印字した文字や図形 。製造・実装・修理・検査の作業者に向けた「目で見てわかる情報」。
正式には シルクスクリーン印刷 (Silk Screen Printing)、英語では Legend (凡例)や Marking (マーキング)とも呼ばれます。すべて意味は同じ。実務では単に「シルク」で通ります。
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
シルク印刷は、工場の床に書かれた「区画線」「番号」「矢印」と完全に同じ役割 です。
・工場の白線「機械No.3はここ」 = 基板の「U3」
・「→ 出口」の矢印 = 部品の「極性マーク(▶)」
・「危険!高電圧」の警告 = 「 HV」表示
・会社ロゴ = メーカーロゴ印字
・通路の白線 = 部品の外形枠 (部品の置き場所)
あなたが日々歩いている工場の白線・矢印・番号と、基板の世界はまったく同じ思想です。「人間が目で見て、迷わず作業できるようにするための表示」 ──これがシルクの本質です。
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シルク印刷の3つの存在理由──「誰のため」を明確にする
シルクは3者のため に存在しています。それぞれ「何が見えればいいか」が異なるので、設計時はこの3者を全員思い浮かべて配置します。
①実装作業者
部品の位置と向き を知りたい
外形枠・1pinマーク・極性
手はんだの場面で必須
②検査・品質保証
部品の有無・誤実装 を確認
R1・C5などの記号で照合
不良発生時の場所特定
③修理・保守
故障部品の特定と交換
テストポイントの位置
製品寿命まで読めることが必要
ポイント シルクは「人間のためだけ」 に存在します。電気的には何の機能も持ちません。だから「読めない」「見えない」「曖昧」なシルクは、シルクが存在しないのと同じ です。冒頭の班長が困っていた「C12が半分パッドに乗ってる」は、まさにこの問題ですね。
なぜ「白」が標準なのか
シルクの色は「白」がほぼ世界共通です。理由はシンプル。
緑のレジストとのコントラストが最大 (前回の記事で解説した「緑が標準」の話の裏返し)
白色顔料(酸化チタン)が安価で安定
はんだの銀色・銅箔の赤茶色とも被りにくい
黒レジスト基板では白 のまま使うか、見栄えを優先して金 や黄 にすることもあります。ただし量産では9割以上が「緑レジスト+白シルク」の組み合わせです。
R1・C5・U3って何?──部品記号(リファレンス)のルール
基板を見ると、必ず 「R1」「C5」「U3」 のようなアルファベット+数字が印字されています。これを リファレンスデザイネータ (Reference Designator)、現場では「部品記号」「リファレンス」「リファ」と呼びます。
ルールは IEEE 315 (米国)と JIS C 0617 (日本)で標準化されています。実務でよく使う記号は次のとおり。
記号
意味
対応する部品
R
Resistor
抵抗器
C
Capacitor
コンデンサ
L
Inductor / coiL
インダクタ・コイル
D
Diode
ダイオード(整流・LED含む)
Q
Quasi-active
トランジスタ ・MOSFET・IGBT
U
Unit / IC
IC・マイコン・オペアンプ
J / CN
Jack / CoNnector
コネクタ・端子台
F
Fuse
ヒューズ
TP
Test Point
テストポイント
SW
SWitch
スイッチ
番号は「設計図順」ではなく「基板上の配置順」が望ましい 回路図上で「R1, R2, R3...」と番号が振られていても、実装後の基板上でR1の隣がR47だったり すると、検査員は探すのに苦労します。最近のCADは「基板上の左上から右下へ」自動で番号を振り直す機能(Annotate)があるので、活用しましょう。
絶対に必要な6種類のマーク──これがないと量産で事故る
シルクには「あれば便利」レベルから「ないと量産事故になる 」レベルまであります。後者だけでも6種類、必ず押さえてください。
マーク
対象部品
なぜ必要か
① 1pinマーク (●や■、△)
IC全般・コネクタ
ICの向きを示す。間違えると回路が動かない/壊れる
② 極性マーク (+/− や帯線)
電解コンデンサ・LED・ダイオード
逆挿で破裂・発煙 する。電解コンの逆挿は典型的な量産事故
③ アノード/カソード
ダイオード全般
向きが逆だと整流できない。LED逆挿は点灯せず、修理工数が増える
④ 部品の外形枠
大型部品全般
手実装時の位置決め。検査時の有無確認
⑤ 高電圧警告 ( HV など)
1次側回路
作業者・修理員の感電防止 。安全規格で要求される
⑥ 基板リビジョン (Rev.A1 など)
基板全体に1箇所
不良発生時の製造ロット特定 。リコール時に必須
電解コンデンサの極性マークは「マスト」
電解コンデンサを逆挿すると、内部の電解液が気化して破裂 します。煙が出て、最悪の場合は周辺部品も巻き添えにします。
シルクの極性マーク(●や帯)が見えないだけで、量産で1台でも逆挿が出れば、ライン停止+全数手直し+客先報告コース。シルクの設計ミスが、数百万円の損失 になります。
冒頭の班長が言っていた「極性マークがどっち向きかわからない 」は、まさにこの危険サインです。すぐ設計に戻して修正してもらうべき案件です。
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文字サイズと配置の鉄則──「読めるシルク」の条件
シルクが「あるけど読めない」のは、設計上のよくあるミスです。最低限押さえておきたい数値ルールをまとめます。
最小文字高さ:1.0mmが目安
用途
推奨文字高さ
線幅
部品記号(R1, C5など)
1.0〜1.2mm
0.15mm以上
小型基板の高密度部
0.8mm(最小)
0.12mm以上
基板リビジョン・ロゴ
1.5mm以上
0.2mm以上
高電圧警告
2.0mm以上
0.25mm以上
ポイント PCBメーカーの製造能力下限 はだいたい「文字高0.8mm/線幅0.15mm」です。これを下回ると印刷がかすれたり潰れたりします。設計時はメーカーの仕様書(Capability)を確認すること。
配置のNG集──冒頭の班長が困った理由
冒頭で班長が困っていた「シルクがパッドに乗っている 」のは、典型的なNG配置です。やってはいけない配置を5つまとめます。
×
やってはいけない配置
パッド(はんだ部分)に文字が重なる
ビア(穴)の上に文字が重なる
部品の真下に隠れる位置
基板外形ギリギリで切れる
文字向きがバラバラ(読み手が首を傾ける)
○
やるべき配置
パッドから0.2mm以上離す
ビア・スルーホールを避ける
部品配置後も外側から見える 位置
外形から1mm以上内側
文字向きを2方向まで に統一
「パッドに乗ったシルク」が引き起こす本当の問題
① はんだの濡れ性悪化 :シルクの上にはんだが乗らないため、パッドの一部が"使えない"状態になる
② はんだ強度の低下 :実装後の機械的強度が落ち、振動試験で剥がれる
③ 検査時に見えない :実装後は文字が部品に隠れて読めない
これは電気的にも機械的にも実害が出る NGです。班長の指摘は正しい。
シルクはどう印字されるのか──2つの方式
シルクの印字方式は、現在は大きく2つに分かれます。「シルクスクリーン」という名前は歴史的な経緯 で、今は実際にはシルクスクリーン以外の方式も主流になっています。
方式 A
シルクスクリーン印刷(伝統的・量産向き)
Tシャツのプリントと同じ原理。文字部分だけ穴の開いた版を作り、その上から白インクを押し付けて印刷する。量産では今でも主流 。
・コスト安/量産性◎
・解像度はやや劣る(細かい文字が苦手)
・最小文字高さ:0.8〜1.0mm
方式 B
インクジェット印刷(高解像度・少量向き)
プリンタと同じ。CADデータを直接基板に吹き付ける方式。試作・小ロット・高密度基板で増加中 。
・解像度◎(細かい文字も鮮明)
・少量でも版が不要なので柔軟
・量産では1枚あたりコスト高めになることも
現場の声 機械屋の感覚で言うと、シルクスクリーンはプレス成形 (型を使った量産)、インクジェットはNC加工 (データ直加工で柔軟)という対比が近いです。「型を作る固定費」が支配的か、「1個あたりの加工費」が支配的かの違い、というイメージです。
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実装ライン・修理現場が「ありがたい」と感じるシルク設計
品質保証部にいると、実装ラインの班長や修理現場のサービス員から「このシルク、助かりました 」と感謝されたり、逆に「これ何とかなりませんか 」と相談されたりします。両者の声をリアルにまとめました。
ありがたいシルク
困るシルク
外形枠が部品の輪郭に正確
外形枠が部品より小さくて読めない
電解コンの極性が 大きく明確
極性マークが点だけで向きが曖昧
コネクタの1pin位置と信号名 がある
コネクタに記号だけで信号名なし
テストポイントの信号名併記 (TP1: 5V)
テストポイント番号だけで何の信号か不明
基板リビジョン・製造日コードあり
リビジョン表記なし→不良発生時にロット特定不可
高電圧部にHV警告 あり
1次側に警告なし→修理員が感電リスク
品質保証として設計部に提案できること 「左の表(側)を満たすかどうかを、設計レビューのチェック項目に入れませんか?」と提案するだけで、現場の評価が上がります。シルクは"地味だけど効く改善"の代表格。客先監査でも、シルクが整っている基板は第一印象がまったく違います 。
客先・上司から聞かれたとき、こう答えればOK
シルク関連の質問は、客先監査で「製品のトレーサビリティ」や「作業者向け表示」の観点から問われます。よく聞かれる5つに、模範回答を用意しました。
Q1. シルク印刷は何色ですか?
A. 「白色 です。緑のソルダーレジストとのコントラストが最大で、目視・AOI検査での視認性が高いためです」
Q2. 最小文字高さの社内基準はありますか?
A. 「1.0mmを標準、最小0.8mm を社内基準としています。これは設計DRCにも組み込まれています」 ※社内基準が無い場合は「業界標準の0.8mmを社内ルール化中です」と将来計画を示すと◎
Q3. 電解コンデンサの極性表示はどう確認していますか?
A. 「シルクで+極側にプラス記号、−極側に帯線 を印字しています。設計DRCで全電解コンの極性表示有無を自動チェックしています」
Q4. 基板のロット・リビジョン表示はありますか?
A. 「シルクでRev.A2 と表示し、製造ロットコードはレーザーマーキングで個別管理しています」 ※リビジョンがシルクに無い場合はトレーサビリティが弱い証拠なので、要改善ポイント
Q5. シルクがパッドに乗っている部品はありませんか?
A. 「設計DRCでパッドとシルクのクリアランス0.2mm以上 を必須としており、製造前に全件チェックしています」 ※冒頭の班長の指摘事例は、まさにDRCのすり抜け事例。是正計画とセットで報告できれば信頼度UP
客先が見ている本当のポイント 客先がシルクをチェックする本当の目的は「トレーサビリティと作業者保護」 です。シルクが整っている=その会社は"人為ミスの起きにくい仕組みを持っている" と評価されます。逆にシルクが雑だと、その会社の品質体制全体への不信感に繋がります。
まとめ──白い文字は「人間のための取扱説明書」
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
シルク印刷は「人間の作業者のための表示 」。電気的機能は無い
3者のためにある:実装作業者/検査品質保証/修理保守
白色が標準(緑レジストとのコントラスト最大)
部品記号はR/C/L/D/Q/U/J/F/TP/SW を覚える
絶対必要な6種類のマーク:1pin・極性・アノカソ・外形枠・HV警告・リビジョン
最小文字高さ:1.0mm標準、最小0.8mm 。線幅は0.15mm以上
パッド・ビアに乗せない、外形ギリギリにしない、向きを2方向に統一
方式はシルクスクリーン(量産) とインクジェット(試作・高密度) の2種類
これで、冒頭の班長の言葉──「C12のシルクが半分パッドに乗ってる 」「極性マークもどっち向きかわからない 」を、こう翻訳できるはずです。
「C12(12番目のコンデンサ)の白い部品記号が、はんだ付け部分にかかっていて、はんだの濡れ性が悪化するうえ実装後に文字が読めない設計NGです。さらに電解コンの+/−の表示が不明瞭なため、逆挿による破裂リスクがあります。両方ともすぐ設計に戻して修正すべきです 」
ここまで翻訳できれば、もう「シルク関連の話」で固まることはありません。次は「ランド・パッド・フットプリントの違い 」や「絶縁距離の本質 」へ進みましょう。
この記事の理解を深める本と道具
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