回路基板は何に使われるのか？

回路基板は、電子機器の電流を制御するために使用される。回路基板には、バッテリー、抵抗器、コンデンサーなどの部品が含まれている。それぞれが特定の目的を果たし、電気が高い電圧から低い電圧へと流れるようにします。これにより、電化製品に適切な電力が供給されます。回路基板については、こちらの記事で詳しく説明しています。

単層PCB

単層回路基板は、様々な部品の適切な組み立てをサポートするために使用される標準化された設計です。これにより、大量生産の自動化が可能になります。片面PCBは、複雑な回路や完全なマシンを作成するために使用することができます。これらの基板は標準的な数量で生産され、標準的な部品を含むため、検査や修理が容易です。さらに、単層PCBは比較的安価です。

単層PCBは1つの導電層で構成され、通常は銅である。銅は、あらかじめ計画されたルートに沿って様々な部品に電流を導きます。様々な部品はパッドとビアでベース層に接続される。その後、基板は取り付け穴を使って所定の位置に固定されます。

プリント基板

プリント基板は様々な用途に使用されている。例えば、PCBは通信システム、自動運転車、医療機器などに使用されます。これらのPCBは耐久性と高出力が要求され、過酷な化学薬品や高温にさらされることもあります。これらのPCBの中には、耐久性のために極厚の金属で作られたものもあります。

基本的なPCBは複数の銅層で構成され、通常は2枚1組で配置される。その複雑さは、使用される層の数と相互接続設計に依存する。層数が多いほど配線可能性が広がり、シグナルインテグリティの制御がしやすくなりますが、層数が多いほど製造者の負担が増えます。ビアの選択も重要な要素である。これによって、基板サイズをより細かく調整したり、複雑なICからの信号を逃がすことができる。

インダクタ

インダクタは、電気信号の周波数を変化させる共振部品である。一般的に、インダクタの値は2マイクロヘルツ（mH）から10マイクロヘルツ（H）である。このタイプの回路は、抵抗部品に比べていくつかの利点があるため、高周波信号をフィルタリングするための一般的な選択肢となっている。直流抵抗や寄生シャント・キャパシタンスを低減できるほか、システムの高周波フィードスルーも低減できる。しかし、インダクタにも限界がないわけではなく、サブミリボルトレベルの広帯域測定に使用する場合は、特別な配慮が必要です。

PCB上のインダクタは、RFアプリケーションによく使われる。安価で大量生産が可能である。また、身体の湾曲に適合するため、埋め込み型システムにも適しています。

コンデンサ

コンデンサは電子機器において幅広い用途に使用されている。特にデジタル機器や電子機器に有用である。その名が示すように、コンデンサは2層の銅の間に埋め込まれた薄い導電性材料でできている。これは、コンデンサから発生する寄生インダクタンスと電磁干渉（EMI）を最小限に抑えるためである。その結果、この種の材料で作られたコンデンサは、ハンドヘルド機器、コンピュータ、電気通信機器に特に有用である。

コンデンサを交換するには、まずデバイスの電源が切れていることを確認します。次に、ケーシングを開け、複数のタブとネジを見せる。キャップが破損していたり、空気が抜けていたりする場合は、取り外して新しいものと交換することができます。

シルクスクリーン印刷

回路基板へのシルクスクリーン印刷は、特殊なインクを必要とする一般的な印刷方法である。この目的で使用されるインクは一般的にエポキシ系で、非導電性である。色は白が一般的だが、黒や黄色のインクも使用できる。また、企業は使用する書体を選ぶことができる。ほとんどのPCBソフトウェアには標準フォントが含まれているが、カスタムフォントもデザインできる。

フォントサイズを選択する場合、デザイナーはまずプリント基板の寸法を考慮する必要があります。これにより、シルクスクリーン印刷できるテキストのサイズが決まります。一般的に、フォントサイズは35から50ミルの範囲であるべきです。線の幅は5ミル以上でなければなりません。さらに、シルクスクリーンの線は、読みやすさを確保するために左から右へ、上から下へ向ける必要があります。