エレクトロニクスにおけるPCBとは？

プリント基板、略してPCBは、電子機器の重要な部品である。プリント基板は、機能性の向上、自動化、効率化を可能にします。また、人件費を削減することで生産性を向上させ、製造とサプライチェーン管理に革命をもたらしました。さらに、PCBは柔軟性が高く、リジッドまたはフレキシブル・フレックスにすることができるため、製品の小型化、軽量化が可能になります。また、信頼性も向上します。

プリント基板

プリント回路基板（PCB）は、現代の電子機器に不可欠な部品である。これらの回路基板は、専門家が改良された電気機器を作成することを可能にします。PCBには様々な層とスタイルがあります。片面PCB（シングルサイドボード）は1層で、両面PCBは2層以上です。

プリント回路基板は、基板と電気抵抗材料の層でできている。この材料は、電子機器内で電流を流すために必要な電気抵抗を提供する。プリント回路基板には、熱伝導性を高め、頑丈さを増すために、さまざまな種類の接着剤も含まれている。

PCBは何層もの銅層を持ち、複雑になることもある。その設計は、どれだけの層が必要かに左右されることが多い。層数を増やすと配線オプションが増え、シグナル・インテグリティをよりコントロールしやすくなりますが、複雑さとコストも増えます。基板の複雑さを左右するもう一つの重要な要素は、ビアの数です。ビアは、複雑なICからコンポーネントを逃がすためのもので、基板の複雑さの良い指標になります。

両面PCB

エレクトロニクスでは、両面PCBは両面設計の回路基板である。基本的に両面PCBは銅でできています。片面基板と両面基板にはいくつかの違いがあります。ひとつは、両面PCBは銅の層が複数あるのに対し、片面基板は1層しかないことです。一般的に、片面基板はレイアウト用かSMT用の穴あけ用にしか使用できません。

片面PCBと両面PCBのもう一つの大きな違いは、製造方法です。両面PCBの製造に関しては、導電特性と化学的特性が考慮される。一般的に、導体ストリップには銅と錫が使用され、PCBボードのベース層には樹脂を含浸させたガラス繊維と紙が使用されます。

レイヤー数

プリント回路基板は一般に1層から多層で構成され、家庭用電子機器からコンピューター、モバイル機器まで、さまざまな用途に使用される。また、航空宇宙機器や産業用工具にも使用されている。層数や基板の寸法は、デバイスの種類によって異なります。

層数が多いほど、基板は複雑になる。通常、単層PCBは4層から8層ですが、より複雑なデバイスでは12層まで可能です。層数は偶数でも奇数でもよいが、電子回路を設計する場合は偶数が望ましい。

銅の厚さ

電子機器に使われる銅の厚さは、一般的にオンスで測られます。この測定のルーツは金箔産業であり、1 オンスの金属が 1 平方フィートの面積にどれだけ広がるかに基づいています。銅の厚さは電子回路において重要な要素であるため、希望する通電容量を達成するために基板を適切に設計する方法を知ることが重要です。

銅の厚さはオンスで測定され、1オンスは1平方フィートの面積に約1.37ミリの銅があることを表しています。ただし、この重さはあくまでも目安です。基板上の銅の量が変われば、実際の銅の厚さは変わります。そのため、銅の重量が変われば、ビアに必要な環状リングの最小サイズも変わります。このサイズが重要なのは、ドリルで開けた穴が完全に中央に位置しなくても、信頼できる電気的接続が得られるようにするためです。

コネクティビティ

PCBは、電子製品に使用される小型のプリント基板である。基板には様々な部品が含まれており、それらを接続する必要がある。PCB製造のプロセスは、部品が互いにどのように接続されているかを示す回路図の作成から始まります。多くの場合、回路図には部品の抽象的な表現も含まれます。

PCBは柔軟性があり、軽量で信頼性の高い電子機器の接続方法です。その汎用性により、複雑なシステムに理想的な選択肢となります。この技術は、コンピュータや医療用電子機器など、数え切れないほどの分野に恩恵をもたらしてきました。PCB技術の進歩により、業界の専門家は、より小さく、より速く、より効率的な電子機器を設計・製造できるようになりました。