PCBを知るための簡単なヒント

プリント回路基板は、現代のほとんどの電子機器に見られる一般的な部品である。安価で、修理が容易で、リサイクル可能である。コンピューター、プリンター、携帯電話にも広く使われている。回路基板についてもっと知りたい方は、このまま読み進めてください。正しい回路基板を見分ける方法と、回路基板がどこにあるのかを知ることができます。

プリント回路基板は、現代のほとんどの電子機器に使用されている。

回路基板は、現代のほとんどの電子機器の基本的な構成要素である。様々な機能に使用され、様々な形とサイズがある。基板表面に直接部品を実装するものもあれば、大きな部品用にあらかじめ穴を開けたものもあります。どのような方法で電子機器を取り付けるにせよ、PCBは現代技術の重要な一部です。

プリント回路基板が開発される以前は、ほとんどの電子機器は異なるアプローチを使っていた。ワイヤーを部品に直接はんだ付けするポイント・ツー・ポイント構造である。しかし、この方法には欠点があった。時間がかかり、大量生産が難しく、デリケートな電子部品の取り扱いには適していなかったのだ。

プリント基板には片面基板と多層基板の2種類がある。片面PCBは銅の層が1層で、両面PCBは銅の層が2層あり、2層の基板に挟まれている。どちらのタイプもフレキシブルで曲げることができ、簡単に二つ折りにすることができる。また、各層の銅層の数によっても分類されます。多層PCBには4層以上の導電層があり、配線オプションが増え、機能性が向上します。

修理が簡単

PCBは銅とグラスファイバーの何層かでできている。PCBが損傷した場合、はんだで修理することができる。しかし、PCBが過熱し、銅層がグラスファイバー・ボードから剥離することがある。これが接合部の破損の原因となります。PCBが過熱した場合は、別の方法で修理することができます。

最初の方法は、過マンガン酸カリウムベースのエッチング液を化学的に塗布するものである。出来上がった溶液は、基板のガラス繊維と樹脂を溶かす。そうすると、基板上の銅層が穴の中に伸びて、基板と一体化します。ただし、これは基板を修理するための適切な道具がある場合にのみ可能です。

つ目のテクニックは、基板のはんだ付けをやり直すことである。多くの場合、はんだ付けが悪かったり、部品が安っぽかったりすると、PCBが誤動作することがある。これは接続不良や性能低下につながる可能性があります。このような場合、新しいPCBが必要になるかもしれません。

経済的である

回路基板はいくつかの点で経済的である。第一は、もちろん材料費である。価格表やデータシートはある程度の目安にはなるが、原材料費と基板の歩留まりには直接的な関係はない。安い材料もあれば、高価な加工が必要な材料もある。さらに、原材料価格は通常、製造コストとは関係ない。

第二の理由は、使用されている材料の種類である。最も一般的な材料はFR-4で、ポリマー樹脂マトリックスと補強材（通常はガラス繊維不織布や紙）を含む誘電複合材料です。また、誘電率を高めるチタン酸セラミックスを含む材料もあります。

さらに、熱硬化性樹脂は安価である。例えば、エポキシは電子回路基板に広く使われている。電気的、機械的、熱的特性に優れている。エポキシ樹脂は触媒と硬化剤を使って硬化させることができる。しかし、引火性があるため、難燃剤を使用して引火性を抑えることが多い。しかし、これらの化学薬品は有機チップ・パッケージには効果がなく、海洋や産業環境では使用できない。

リサイクル可能

プリント回路基板（PCB）は、電子機器製造の主要部品である。薄い銅の層で構成され、その上にチップやその他の部品が配置される。これらの部品は、基板に沿って走るトレースによって接続される。私たちが古い電子機器を廃棄するとき、PCBも廃棄していることになる。PCBは貴金属で構成されているため、これは環境に悪い。リサイクル・プロセスは、これらの材料を保護し、その消費を削減するのに役立ちます。

回路基板はリサイクル可能だが、さまざまな有害金属やその他の危険な物質を含んでいる。その中には、鉛、スズ、亜鉛が含まれる。また、少量のアルミニウム、銅、ニッケルも含まれている。さらに、がんや肝臓・腎臓へのダメージにつながるフタル酸エステルなど、いくつかの有害成分も含まれている。

使わなくなった電子機器はリサイクルすることが重要である。アメリカでは、電子機器廃棄物全体の15～20％しかリサイクルされていない。残りの電子機器廃棄物は燃やされるか焼却され、有毒物質や有害元素を放出している。回路基板の多くには、臭素系難燃剤のような化学物質も含まれており、これらはガンや生殖障害の原因となることが知られている。