プリント基板の生産
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プリント基板の製造 含まれるもの: PCB の製造プロセスは、エレクトロニクス業界に携わるすべての人にとって非常に重要です。. プリント基板, プリント基板, 電子回路の基礎として非常に広く使用されています. プリント回路基板は、回路を構築するための機械的基盤を提供するために使用されます。. したがって、事実上すべての回路はプリント基板を使用しており、それらは何百万もの量で設計および使用されています。.
PCB は今日の事実上すべての電子回路の基礎を形成していますが、, 彼らは当然のことと思われる傾向があります. それにもかかわらず、このエレクトロニクス分野の技術は進歩しています. トラックのサイズは減少しています, 必要な接続性の増加に対応するために、ボード内の層の数が増加しています。, また、より小型の SMT デバイスを処理し、生産で使用されるはんだ付けプロセスに対応できるように、設計ルールが改善されています。. PCB 製造プロセスはさまざまな方法で実現でき、多数のバリエーションがあります。. 小さなバリエーションがたくさんあるにもかかわらず、, PCB製造プロセスの主な段階は同じです.
PCB の構成成分: プリント基板, プリント基板, さまざまな物質から作ることができる. FR4 として知られるガラス繊維ベースのボードの形式で最も広く使用されています。. これにより、温度変化下でも適度な安定性が得られ、ひどく故障することはありません。, 過度に高価ではないものの. 低価格の商用製品の PCB には、他の安価な材料が利用可能です. 基板の誘電率が重要な高性能無線周波数設計向け, 低レベルの損失が必要です, PTFE ベースのプリント基板を使用できます。, 作業するのははるかに困難ですが、.
コンポーネント用のトラックを備えた PCB を作成するには, 銅張基板が最初に得られます. これは基板材料で構成されます, 通常 FR4, 通常は両面に銅クラッディングあり. この銅クラッディングは、基板に接着された銅シートの薄い層で構成されています。. 通常、この結合は FR4 にとって非常に良好です, しかし、PTFE の性質そのものがこれをさらに困難にしています。, これにより、PTFE PCB の処理がさらに困難になります。.
基本的な PCB 製造プロセス: ベア PCB ボードが選択されて利用可能になったら、次のステップはボード上に必要なトラックを作成し、不要な銅線を除去することです。. PCB の製造は通常、化学エッチング プロセスを使用して行われます。. PCB で使用される最も一般的なエッチング形式は塩化第二鉄です。.
正しいトラックパターンを取得するには, 写真プロセスが使用されている. 通常、裸のプリント基板上の銅はフォトレジストの薄い層で覆われています。. 次に、必要なトラックの詳細を示す写真フィルムまたはフォトマスクを通して光を当てます。. このようにして、トラックのイメージがフォトレジスト上に転写されます。. これで完成です, フォトレジストは現像液に入れられ、トラックが必要な基板の領域のみがレジストで覆われます。.
プロセスの次の段階では、プリント基板を塩化第二鉄の中に置き、トラックや銅が必要ない領域をエッチングします。. 塩化第二鉄の濃度と基板上の銅の厚さを知る, 必要な時間だけエッチングフォームに入れます。. プリント基板がエッチングに長時間置かれすぎると, 塩化第二鉄がフォトレジストをアンダーカットする傾向があるため、一部の定義が失われます。.
ほとんどですが PCBボード 写真加工を利用した製造を行っております, 他の方法も利用できます. 1つは専用の高精度フライス盤を使用することです。. 次に、銅が不要な領域の銅を削り取るように機械が制御されます。. 制御は明らかに自動化されており、PCB 設計ソフトウェアによって生成されたファイルから駆動されます。. この形式の PCB 製造は大量生産には適していませんが、非常に少量の PCB プロトタイプが必要な多くの場合に理想的なオプションです。.
PCB プロトタイプに使用されることがあるもう 1 つの方法は、シルク スクリーン プロセスを使用して耐エッチング性インクを PCB 上に印刷することです。.
多層プリント基板: 電子回路の複雑化に伴い, PCB の両面だけを使用して、必要なすべての接続を提供できるとは限りません。. これは、高密度のマイクロプロセッサや他の同様のボードを設計するときによく発生します。. この場合は多層基板が必要です. 多層プリント基板の製造, 単層基板と同じプロセスを使用しますが、, かなり高度な精度と製造プロセス管理が必要です.
ボードは非常に薄い個々のボードを使用して作られています, 各レイヤーに 1 つ, これらを結合して PCB 全体を製造します。. レイヤー数が増えると, そのため、完成した PCB が厚くなりすぎないように、個々の基板をより薄くする必要があります。. さらに、穴が確実に揃うように、層間の位置合わせを非常に正確にする必要があります。.
異なる層を結合するには、ボードを加熱して結合材料を硬化させます。. これにより、反りの問題が発生する可能性があります. 大型の多層基板は、正しく設計されていないと、明らかな反りが生じる可能性があります。. これは特に次の場合に発生する可能性があります。, たとえば、内部層の 1 つは電源プレーンまたはグランド プレーンです。. それ自体は良いのですが、, いくつかのかなり重要な領域を銅から解放しておく必要がある場合. これにより、PCB 内に歪みが生じ、反りの原因となる可能性があります。.
PCB の穴とビア:穴, 多くの場合、ビアホールまたはビアと呼ばれ、PCB 内の異なる層を異なる点で接続するために必要となります。. リード付きコンポーネントを PCB に取り付けるために穴も必要になる場合があります。. さらに、いくつかの固定穴が必要になる場合があります. 通常、穴の内面には銅層があり、基板の層を電気的に接続します。. これら “メッキスルーホール” メッキプロセスを使用して製造されています. このようにして、基板の層を接続できます。.
その後、数値制御されたボール盤を使用して穴あけが行われます。, PCB CAD設計ソフトウェアから提供されるデータ. さまざまなサイズの穴の数を減らすと、PCB 製造コストの削減に役立つ可能性があることは注目に値します。. 一部の穴はボードの中心内にのみ存在する必要がある場合があります, たとえば、ボードの内部層を接続する必要がある場合. これら “ブラインドビア” PCB 層を接着する前に、関連する層にドリルで穴を開けます。.
プリント基板のはんだめっきとソルダーレジスト: PCB をはんだ付けするときは、はんだ付けしない領域をソルダー レジストと呼ばれる層で保護しておく必要があります。. この層を追加すると、はんだによる PCB 基板上の不要な短絡を防ぐことができます。. ソルダーレジストは通常ポリマー層で構成され、基板をはんだやその他の汚染物質から保護します。. ソルダーレジストの色は通常深緑または赤です.
ボードに追加されたコンポーネントを有効にするには, リードまたはSMTのいずれかでボードに簡単にはんだ付け可能, 基板の露出領域は通常、 “缶詰” またははんだメッキ. 時々ボード, またはボードの領域が金メッキされる場合があります. これは、一部の銅フィンガーがエッジ接続に使用される場合に適用される可能性があります。. ゴールドは変色しないので, 優れた導電性を備え、低コストで良好な接続を実現します。.
PCB シルク スクリーン:多くの場合、テキストを印刷し、その他の小さな印刷された識別情報を PCB 上に配置する必要があります。. これはボードを識別するのに役立ちます, また、障害発見を支援するためにコンポーネントの位置にマークを付けることもできます。, 等. PCB 設計ソフトウェアによって生成されたシルク スクリーンを使用して、ボードにマーキングを追加します。, ベアボードの他の製造プロセスが完了した後.
PCBプロトタイプ: 開発プロセスの一環として、通常は完全な運用に着手する前にプロトタイプを作成することをお勧めします。. 同じことがプリント基板にも当てはまり、通常は完全生産の前に PCB プロトタイプが製造およびテストされます。. 製品開発のハードウェア設計段階を完了するというプレッシャーが常に存在するため、通常、PCB プロトタイプは迅速に製造する必要があります。. PCB プロトタイプの主な目的は実際のレイアウトをテストすることです。, 少量の PCB プロトタイプ ボードのみが必要となるため、わずかに異なる PCB 製造プロセスの使用が許容されることがよくあります。. ただし、最終的なプリント基板に変更がほとんど加えられず、新しい要素がほとんど導入されないように、最終的なプリント基板の製造プロセスにできるだけ近づけることが常に賢明です。.
PCB 製造プロセスはエレクトロニクス生産ライフサイクルの重要な要素です. PCB 製造では多くの新しい技術分野が採用されており、これによりコンポーネントと使用されるトラックのサイズの縮小の両方で大幅な改善が可能になりました。, そしてボードの信頼性においても.
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