（電子機器経由）

ビア（ラテン語で「道」または「経路」の意）とは、プリント基板（PCB）または集積回路の2つ以上の金属層間の電気的接続のことです。基本的に、ビアは隣接する2つ以上の層を貫通する小さな穴であり、その穴には金属（多くの場合銅）がメッキされ、絶縁層を介して電気的接続を形成します。

ビアは、 PCB製造において重要な懸念事項です。^{[ 1 ]}複数の層を横断する垂直構造であるため、設計の大部分とは異なる仕様が定められており、エラーが発生する可能性が高くなります。ビアは、位置合わせ（異なる層がどれだけ正確に位置合わせされているか）に最も厳しい要求を課します。ビアは、他のフィーチャとは異なるツールで製造されます。このツールは通常、公差が緩くなっています。穴またはいずれかの層がわずかにずれていると、誤った電気接続が行われる可能性があります。これは表面からは見えない場合があります。穴を開けた後、銅層に導電性材料をそのまま残すのではなく、導電性材料で穴を裏打ちする必要があります。ビアは周囲の基板とは異なる熱反応を示すため、最初は良好な基板でも、後になって問題が発生する可能性があります。ビアは電気インピーダンスの不連続性も表しており、信号の完全性に問題を引き起こす可能性があります。

プリント回路基板(PCB) の設計では、ビアは、基板の異なる銅層上の対応する位置にある 2 つのパッドで構成され、基板を貫通する穴によって電気的に接続されます。穴は電気めっきによって導電性を持たせるか、チューブまたはリベットで裏打ちされます。高密度多層 PCB にはマイクロビアが使用されることがあります。ブラインドビアは基板の片面のみに露出していますが、埋め込みビアはどちらの面にも露出することなく内部層を接続します。サーマルビアはパワーデバイスから熱を逃がし、通常は約 12 個のアレイで使用されます。^{[ 2 ] [ 3 ]}

ビアは以下で構成されます。

1. バレル ― ドリルで開けた穴を満たす導電性チューブ
2. パッド — バレル両端をコンポーネント、プレーン、またはトレースに接続する。
3. アンチパッド - バレルと接続されていない金属層との間のクリアランスホール

ビア（PTVまたはメッキスルービアとも呼ばれる）は、メッキスルーホール（PTH）と混同してはならない。ビアはPCB上の銅層間の相互接続に使用されるが、PTHは一般的にビアよりも大きく、非SMT抵抗器、コンデンサ、DIPパッケージICなどの部品リードを受け入れるためのメッキ穴として使用される。PTHは機械的接続用の穴としても使用できるが、ビアは使用できない。PTHのもう1つの用途はキャステレーテッドホールとして知られており、PTHは基板の端に配置され、基板がパネルから削り出されるときに半分に切断される。主な用途は、1つのPCBをスタック内の別のPCBにはんだ付けできるようにするためであり、ファスナーとコネクタの両方の役割を果たす。^{[ 4 ]}

右図には、3 種類の主要なビアが示されています。PCB を作る基本的な手順は、基板材料を作り、それを層状に積み重ねること、ビアを貫通穴あけまたはめっきすること、フォトリソグラフィとエッチングを使用して銅配線をパターニングすることです。この標準的な手順では、可能なビア構成は貫通穴に限定されます。^{[ a ]}レーザーを使用するなどの深さ制御ドリル技術を使用すると、より多様なビアタイプが可能になります。レーザードリルは、機械式ドリルよりも小さく、より正確な位置に穴を開けるためにも使用できます。PCB の製造は通常、いわゆるコアと呼ばれる基本的な両面 PCB から始まります。最初の 2 層を超える層は、この基本構成要素から積み重ねられます。コアの下からさらに 2 層を連続して積み重ねると、1-2 ビア、1-3 ビア、および貫通穴ができます。各タイプのビアは、各積み重ね段階でドリルによって作られます。1 つの層がコアの上に積み重ねられ、もう 1 つの層が下から積み重ねられると、可能なビア構成は 1-3、2-3、および貫通穴になります。ユーザーは、PCBメーカーが認めている積層方法とビアの有無に関する情報を収集する必要があります。安価な基板では、スルーホールのみが設けられ、ビアと接触しない層にはアンチパッド（またはクリアランス）が配置されます。

IPC 4761では、以下のビア型が定義されています。

• タイプI：テント式
• タイプII：テント＆屋根付き
• タイプIII-a：プラグビア、片側は非導電性材料で封止
• タイプIII-b：プラグビア、両側を非導電性材料で封止
• タイプIV-a：プラグで塞がれ、カバーされたビア、非導電性材料で封止され、片面がウェットソルダーマスクで覆われている。
• タイプIV-b：プラグで塞がれ、ビアが覆われ、非導電性材料で封止され、両面がウェットソルダーマスクで覆われている。
• タイプV：ビア充填済み、非導電性ペースト充填済み
• タイプVI-a：充填済みで覆われたビア、片面はドライフィルムまたはウェットソルダーマスクで覆われている。
• タイプVI-b：充填済みで覆われたビア、両面にドライフィルムまたはウェットソルダーマスクで覆われている
• タイプVII：充填済みでキャップされたビア、非導電性ペーストで充填され、両面にオーバープレーティングが施されている。

適切に製造されたPCBビアは、主に銅めっきとPCB間の面外方向（Z）における膨張と収縮の差によって故障します。この膨張と収縮の差は銅めっきに周期的な疲労を引き起こし、最終的には亀裂の伝播と電気的断線につながります。さまざまな設計、材料、および環境パラメータがこの劣化速度に影響を与えます。^{[ 5 ] [ 6 ]}ビアの堅牢性を確保するために、IPCは故障までの時間計算機を開発するラウンドロビン演習を後援しました。^{[ 7 ]}

集積回路(IC) 設計において、ビアは絶縁酸化膜層に開けられた小さな開口部であり、異なる層間の導電接続を可能にする。集積回路上のビアでシリコンウェハまたはダイを完全に貫通するものは、スルーチップビアまたはスルーシリコンビア(TSV)と呼ばれる。スルーガラスビア( TGV ) は、シリコンパッケージングに比べてガラスパッケージングの電気損失が少ないため、コーニンググラス社によって半導体パッケージング用に研究されている。 ^{[ 8 ]}最下層の金属層を拡散層またはポリ層に接続するビアは、通常「コンタクト」と呼ばれる。

• スルーホール技術（THT）
• 表面実装技術（SMT）
• シリコン貫通ビア（TSV）
• フェンス経由
• フィードスルー

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• オンライン計算機 ：2025.07.19 = リンク切れ - アーカイブされた3つは何も計算しません。2021-10-02にWayback Machineにアーカイブされました（許容電流、静電容量、インピーダンス、電力損失の計算）。