PCB は何層まで持つことができますか? アルティメットガイド 2023

プリント基板の層構造とは何ですか?

プリント基板の層構造は、絶縁層と銅箔を含む層をXNUMX層として、どの層を何層配置するかで決まります。

A 片面PCB 両面 PCB には XNUMX つの層が含まれますが、層は XNUMX つあります。 それ以上の高密度配線が必要な場合には、プリプレグを使用してXNUMX層以上の基板を形成します。 持ち帰り。

プリント基板は通常、次の順序で使用されると考えられます。

・片面基板、

· 両面ボード,

· および多層基板。ただし、これは電子機器やそれらを使用する産業によって異なる場合があります。

今後、高密度実装が必要な電子機器の増加に伴い、4層、6層、8層レイアウトの多層基板のニーズが高まると考えられます。

PCB や PWB とも呼ばれるプリント基板は、電子部品を組み立てるために使用される基板であり、すべての電子製品の基礎です。 プリント基板は、基板の各層と銅配線を使用した関連コンポーネント間の接続を設計することで効果的に機能する完成品です。

プリント基板層の開発

プリント基板が登場しない時代には、電子製品を構成するコンポーネントは相互に配線されて完全なパスを形成していました。 

その後、電子製品の製造工程を簡略化し、コストを削減するために、本来の配線接続の代わりに銅箔を基板に貼り付け、生産効率を向上させたプリント回路が開発されました。

各部品間は主に基板上の各所に設けられた銅箔配線によって接続されており、関連する部品を接続することで効率的に動作する完成品となるよう層設計されています。

従来の回路基板の製造方法は、回路の線と表面を印刷されたレジストで作成するため、プリント基板と呼ばれていました。 エレクトロニクス製品の小型化・高機能化に伴い、回路基板はエッチングレジスト（ウェットフィルムまたはドライフィルム）で覆い、露光・現像した後、不要な銅箔をエッチング除去して製造されることがほとんどです。 なりました。

プリント基板構造の種類

一般に、プリント基板には層構造の異なる XNUMX 種類があります。

1.片面

2.両面

3.多層。 

プリント基板 (PCB) は、次の XNUMX 種類の構造に分類できます。

単層プリント配線板: 

片面のみに銅箔導体があり、もう片面には銅箔導体がないプリント配線板。 初期の電子製品は回路が単純で、基板の片面のみが接続されており、銅箔のない面を部品として使用できました。

XNUMX層基板

 両面が銅箔導体であり、表（上層）と裏（下層）の両方をビアで接続できます。 両面配線が可能なため、XNUMX枚のパネルに比べて面積がXNUMX倍になり、複雑な回路の製品に最適です。 表面はコンポーネントを保持するためのもので、裏面はコンポーネントの脚をはんだ付けするためのものです。

多層プリント回路基板

エッチングされた両面基板を複数枚積層し、基板間に絶縁層（プリプレグ）を挟み、最外両面に銅箔を貼り合わせたプリント基板です。 両面パネルを複数枚プレスするため、通常は偶数層になります。 

内側に圧着される銅箔層は、導体層、信号層、電源層、グランド層などであってもよい。 理論的には、 多層基板 層数は50層以上も可能ですが、現在実用化されている最大層数は30層程度です。

プリント配線板やプリント基板とは何ですか?

プリント基板は製造工程の段階で大きくXNUMXつに分けられ、それぞれPWB、PCBと呼ばれます。

PWB は「Printed Wiring Board」の略で、この基板には電子部品が取り付けられていません。PCB は、電子部品が取り付けられたプリント基板です。

プリント基板というとPWB、PCBというとプリント基板のことを指しますが、一般的には両方ともプリント基板と呼ばれています。

4層基板の層構成は何ですか?

多層基板の層構造とは、お菓子のウエハースのように基板を重ねた状態のことです。

ここでは4層基板を例に層構成を紹介します。

中央に両面基板XNUMX枚を配したXNUMX層基板の層構成

通常の1層基板は中心コア層に両面基板が4枚あり、L2、L3の外側に接着剤であるプリプレグを用いてLXNUMX、LXNUMXの外層が形成されます。

L1、L2、L3、L4の合計XNUMX層があり、各層はスルーホールで結ばれています。

両面基板XNUMX枚のXNUMX層基板の層構成
4枚の両面基板をプリプレグで貼り合わせたXNUMX層構造です。

各両面基板は、まず内層L2、L3にパターンを形成し、基板の表面と内層を貫通するブラインドビアを形成します。

その後、L1、L4の外層を形成し、貫通スルーホールにより基板全体を電気的に接続します。

この構成は、部品の密度が高い場合や電流が大きい場合に、同じ 4 層基板によく使用されます。

プリント基板は基材の組成により主にリジッドタイプとフレキシブルタイプに分類できます。

リジッドボード

リジッドボードは「リジッド」という言葉にちなんで名付けられ、「硬い」という意味で、柔軟性のない硬い絶縁材料で作られています。 一般に「プリント基板」という言葉はこのリジッド基板を指します。

リジッド基板は、部品を実装する際に機器に直接固定できるため、実装が容易であるという利点があります。

フレキシブル基板

フレキシブル基板とは、薄い絶縁材を使用していることなどにより、柔軟性があり曲げることができるプリント基板のことです。 主に折りたたみ式携帯電話やノートパソコン、電子辞書などの可動部品やカメラのレンズに使用されています。

電子機器は年々小型化、軽量化、薄型化が進んでいますが、フレキシブル基板はそれを支えていると言えます。 フレキシブル基板は、特に軽量化が重要視される宇宙開発や航空関連の機器にも使用されています。

プリント基板の材料と適切な用途

プリント基板＝リジッド基板という概念がありますが、リジッド基板は材質（基材）とその基材に使用されている樹脂によって分類されます。

基材としては「紙」や「ガラスクロス」が一般的ですが、樹脂としては「エポキシ樹脂」や「フェノール樹脂」が一般的です。

材質によって変わるリジッド基板の種類やフレキシブル基板の材質についても紹介します。

紙フェノール基板

紙基材にフェノール樹脂を含浸させた材料から製造されたプリント基板を紙フェノール基板と呼びます。 一般的に片面基板として使用され、切断や穴あけの加工性が良く、安価であるため個人ユーザーでも使いやすいです。

しかし、耐熱性や耐久性が低く、吸湿性が悪いというデメリットもあります。 そのため、熱や湿気の影響を受けにくい白物家電や家庭用電話機、ゲーム機などに使用されています。

紙エポキシ基板

紙ベースにエポキシ樹脂を含浸させたプリント基板です。 紙フェノール基材よりも熱や湿気に強いです。 片面紙エポキシ基板も建築でよく使用されます。 高圧回路や食器洗浄機など、吸湿を必要とする回路に適しています。

ガラスエポキシ基板

ガラスエポキシ基板は、ガラス繊維布の層にエポキシ樹脂を含浸させて製造されます。 現在ではほとんどの電子機器に使用されており、両面基板以上の多層基板のほとんどがガラスエポキシ基板です。

耐久性が高く、電気特性が良いのが特徴で、高信頼性、高周波が要求されるパソコン、デジタルカメラ、ICカード、産業機器などに使用されています。

特殊な工具や機械がないと加工できないため作業性が良いとは言えず、コストも紙フェノール基板に比べてXNUMX～XNUMX倍程度かかります。 しかし、仕事のプレッシャーが高まるにつれ、高性能でありながらも低価格で使用できるようになってきました。