プリント基板の設計とノウハウ

off プリント基板について

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プリント基板とはそもそもなんでしょう。
工作など、あまり興味のない方には縁の遠い存在かもしれませんが、実は意外と身近に使われています。テレビや洗濯機、スマホ、最近の電化製品にはすべて入っているといっても過言ではありません。
プリント基板とは配線するための部品で、コンデンサーや抵抗器などを固定し、回路を作成することができます。一般的には、本体は樹脂などの絶縁体でできており、その内部を銅線などが細かく配線されています。
プリント基板には様々な種類があり、その特徴や性質などから次のように分けられます。
1.材料による分類
・紙フェノール基板、紙エポキシ基板
紙にフェノール樹脂、エポキシ樹脂を浸み込ませて製造したです。紙フェノール基板は加工性が高く、コストが安いことが特徴です。紙エポキシ基盤は、紙フェノール基板に比べ、耐熱性、吸湿性、絶縁抵抗などが優れています。どちらも、民生用電子機器などに用いられ、皆さんも使われるパソコン、スマートフォン、タブレットなどに使用されています。
・アルミナ基板
酸化アルミニウムと粘結材を混ぜ合わせ、焼くことによってできたグリーン・シートを使用した基板です。高周波特性に優れています。無線通信の基地などに用いられますが、コストが高いことが欠点です。
2.構造による分類
・片面基板
電子部品を片面のみに乗せられる基板です。コストを下げることを重視した製品に使用されています。
・両面基盤
電子部品を両面に乗せることのできる基板です。コストは上がりますが、低コストの電子機器に主に利用されています。

マイクロソフトが歴史的なOS、Windows95を発売してから世界は大きく変わりました。
それまでですと自宅にパソコンが置いてあるだけで珍しがられていたのが、今ではあっても当たり前ですし、それ所か職場にインターネットに接続されたパソコンが一台もないと「この会社、大丈夫なのだろうか?」等の勘繰りを受ける事すらある程です。
さて、この様にパソコンの普及が進んだ今、普及が急速に進んでいる電子機器にスマートフォンがあります。
このスマートフォン、その正体は携帯性を重視した小型コンピューターです。
携帯性が重視されていると言う事は小型である必要があると言う事です。
そして、その為にはスマートフォンを構成する各種電子パーツが小型である事は勿論、これらを接続する役割を負ったプリント基板も小型でなくてはいけません。
その為、現在のプリント基板においては多層化により、小さな体積のプリント基板であっても多数の電子パーツを搭載可能な様にしています。
また、電子機器を自在に折り曲げたいと言う消費者のニーズにこたえる為には、プリント基板も同様に折り曲げる事が可能でないといけませんが、この様なニーズを満たす為にフレキシブルに折り曲げる事が出来る基板も登場しています。
この様にプリント基板も様々なニーズにこたえる為、その技術が発展して来ていると言えるでしょう。

最近のプリント基板は特殊材料を使用、

プリント基板は,電子部品を固定し配線を行うという重要な役割を果たします。
小さい物では近頃の携帯電話から大きいのでは薄型の大型テレビに至るまでの電子機器や家庭用から工業用の製品まで,電子回路の必要な物には概ねプリント基板が使われない個所は殆ど皆無かもしれません.
プリント基板を使う効用としては、一昔前までは配線作業などは手作業で行っていましたが、近年では配線を印刷によって行なう方法が考え出され、更に、自動挿入機や電子回路製造の自動化(コスト・ダウン)、部品の保持性に優れた品質が均一なこと、信頼性の向上、高密度配線による機器の小型・軽量化などが挙げられます。
プリント基板の種類や用途を大別すると、最近では紙フェノール、ガラス・エポキシなどが主流で、これは紙基材を油脂を含んだフェノール樹脂で固めて作られています。 又、電気的特性や耐熱性ではガラス・エポキシに劣りますが,価格が安いため民生用に多用されております。 
一方、ガラス・エポキシ(通称ガラエポ)基板は,グラス・ファイバで織った布をエポキシ樹脂で固めて強度と絶縁性,難燃性をもたせたもので,高周波や高信頼性が求められる回路に使われます。
プリント基板の材料はこの他にも色々あり、紙とガラス基材を混合したコンポジット基板やプラスチック・フィルムを基材として折り曲げが可能なフレキシブル基板などがあります。

今回はプリント基板の設計とノウハウについて考えてみたいと思います。
プリント基板は「Printed Wiring Board」や「PWB基板」とも呼ばれることもあります。このプリント基板は一般的には薄くて硬い板の上に電気配線が走っています。プリント基板設計、部品内蔵(実装)基板、PWBなら|富士プリント工業株式会社
さて、電気回路の設計が終わるとその電気回路に従ってプリント基板の設計を行います。最近の電気回路は部品点数が多く部品と部品の間のすき間がなく密集しています。また、電気回路が複雑になっており配線も複雑になっています。
プリント基板を設計する際には部品配置や配線パターンを適当に決めればよいというわけではありません。この電気部品の配置と配線パターンが電気機器の性能に大きな影響を与えることが多いため、慎重に設計する必要があります。それはなぜかというと、部品と部品間の距離、配線間の距離、部品と配線間の距離など位置関係によってノイズの侵入しやすさが変わってくるからです。
したがって、プリント基板の設計についてはいかにノイズの侵入を防ぐかのノウハウが必要になってきます。。

今回はプリント基板を使った時のメリットについてお話させていただきます。
プリント基板は電気機器にとって必要不可欠なものとなっています。プリント基板の目的を考えた場合、大きく分けて2つあります。1つはプリント基板上に電子部品を固定するためです。そしてもう1つは部品と部品を電気的に接続するためです。
以上のようにプリント基板は重要な役割を持っています。そして役割を持つことで、以下のようにいくつかのメリットが出てきます。
まずは部品と配線を集中させて配置することでプリント基板を小型化することができます。
そして次に部品の配置が決まっているので、部品の挿入からはんだ付けまでの工程を自動化することができます。プリント基板CAMソフトウェア【ダイナトロン株式会社】フォトプロッタ、レーザー加工機、メタルマスク
また、この自動化によって量産化することもできますので、安定した品質を確保するだけでなく、コストダウンも図ることができます。
以上のようにプリント基板を使用することでいろいろなメリットがあります。
以上、参考になりましたら幸いです。。

これからプリント基板の種類とその目的についてお話させていただきます。
まずプリント基板について簡単に説明させていただきます。プリント基板の形状は一般的には厚さ1mm程度の板になっています。このプリント基板の主な目的は電気部品を固定し、配線によって部品と部品を電気的に接続するためです。
このようなプリント基板ですが、いくつかの種類があり用途によっていろいろ使い分けられています。以下、代表的な種類について説明させていただきます。
まず一つは片面基板というものです。この片面基板は配線がプリント基板の片面しかありません。基板に搭載できる部品数は少ないというデメリットがありますが、コストを抑えることができるのでコストダウンを目的にする場合は片面基板が適しています。
次に両面基板ですが、この両面基板は配線が両面にある分、片面基板よりも部品を多く搭載することができます。ただし、コスト的には少し高くなります。
そしてもう一つは多層基板です。多層基板は両面だけでなく内層まで配線が走っています。片面や両面基板よりもコストはアップしますが、多くの部品を搭載することができますので、大規模な電気回路の場合は多層基板が適しています。
以上、参考になりましたら幸いです。