PCB技術 - PCB基板常用基材

PCB（Printed Circuit Board、プリント基板）は、電子部品をサポートし、接続するためのベースコンポーネントです。絶縁性基板、リード線、接続孔などからなる平面構造である。

以下はPCBの基礎知識の概要である：

基板材料：PCBの基礎は絶縁性基板材料であり、通常使用される材料はガラス繊維強化エポキシ樹脂（FR−4）やポリイミド（PI）などである。基板材料は良好な絶縁性、機械的強度、耐高温性能を備える必要がある。

導線層：PCB上の導線層は電流と信号を伝送するために使用される。導線層は銅箔を用いて基板上に被覆され、化学腐食や機械加工などにより導線線路が形成されている。通常、電子基板デザインには多層ワイヤがあり、内層ワイヤは穴を介して異なる階層に接続されている。

接続穴：PCB上の接続穴は、異なる階層間の電気的接続を実現するために使用されます。一般的な接続穴には、パッチパッド、ビア、ブラインドホールがあります。パッチパッドは表面実装部品に使用され、ビアは多層ワイヤを接続するために使用され、ブラインドは部分階層だけを接続します。

部品実装：PCB上の部品は表面実装技術（SMT）またはプラグイン技術により実装される。SMTは一般的な部品実装方式であり、部品がパッチパッドに溶接され、高い集積度と信頼性を提供している。

溶接：溶接はコンポーネントをPCBに接続するための重要なステップです。一般的な溶接方法には、ピーク溶接、熱風炉溶接、リフロー溶接などが含まれる。溶接過程において、半田の良好な濡れと半田点の信頼できる接続を保証する必要がある。

配線とレイアウト：PCBの配線とレイアウトは設計過程の重要な一環である。良好な配線とレイアウトにより、信号干渉を低減し、回路性能を向上させ、素子間の適切な距離と接続を確保することができます。

PCB（Printed Circuit Board、プリント基板）でよく使用される基材には、次のものがあります。

FR-4：FR-4は一般的で広く使用されている基材であり、ガラス繊維強化エポキシ樹脂である。FR−4基材は良好な機械的強度、耐高温性及び高い絶縁性を有する。消費電子製品から産業機器まで、ほとんどのアプリケーションに適しています。

高周波材料：無線通信装置やレーダシステムなどの高周波信号を処理する必要がある用途には、基材として高周波材料を使用することが多い。これらの材料は、低い誘電損失と、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）やポリイミド（PI）などのより良好な信号伝達特性を有する。

金属基板：金属基板は金属を基材とするPCBである。優れた放熱性能と高い機械的強度を持ち、高出力アプリケーションや放熱が必要な電子機器に適しています。一般的な金属基板材料には、アルミニウム基板と銅基板がある。

ポリイミド（PI）：ポリイミドは高温高性能の基材であり、優れた耐高温性能と機械的強度を有する。それは航空宇宙、国防、自動車電子などの特殊な要求の高温環境に応用することができる。

上記の一般的な基材の他にも、フレキシブル基板（Flex PCB）、剛性−フレキシブル複合板（Rigid−Flex PCB）などの特殊な用途の基材がある。これらの基材は、特定の用途シーンにおいて独自の利点を有する。

適切な基材の選択は電子基板デザインと製造にとって極めて重要であり、応用ニーズに応じて電気性能、機械性能、耐温性能とコストなどの要素を考慮する必要がある。