電子技術者なら誰でも、プリント基板が回路レイアウト設計において最も重要な構成要素として極めて重要な役割を担っていることを知っている。プリント基板は、誘電体基板上に銅の配線が敷設され、適切な間隔で金属化された穴と積層板が配置されている。
適切に製造された基板は、接続ネットワークの正確な決定と部品の組み立てを可能にします。市場にはどのような種類のプリント基板がありますか？
現在、アプリケーションでは複数の PCB ボードが使用されているため、最適なタイプの PCB を選択するために調査することを検討してください。
回路基板の層数で並べ替えます
単層基板は、片面基板とも呼ばれます。このタイプの基板は構造がシンプルで、設計・製造が容易なため、最も一般的に使用されています。回路基板の片面には、他の導電性材料がコーティングされています。銅は導電性に優れているため、基板の導電性材料としてよく用いられます。
二層基板は、両面基板とも呼ばれます。このタイプの基板は小型で、薄い導電性材料層のおかげで回路がコンパクトになり、柔軟性が高く、低コストになります。例えば、基板の上下両面に銅が使用されています。
多層 PCB は XNUMX 層以上を意味します。 このタイプの基板には、銅でできた少なくとも XNUMX つの導電層があります。 発生した熱が回路コンポーネントに損傷を与えないように、基板接着剤は絶縁層の間に挟まれています。
フレキシブルプリント基板は、フレキシブル回路とも呼ばれます。このタイプの回路基板は通常、折り曲げたりねじったりして作られます。フレキシブルプリント基板には、PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリイミド、透明導電性ポリエステルフィルムなどの柔軟な材料がよく用いられます。
アルミニウムボトム PCB はフレキシブルリジッド PCB (フレックスリジッド PCB) です。 これはリジッド PCB とフレキシブル PCB の組み合わせであり、複数のリジッド PCB 層に接着されたフレキシブル PCB の層で構成されます。 携帯電話、自動車、デジタルカメラ…がよく使われています。
フレキシブル PCB と同様に、リジッド PCB 基板にもさまざまな層があり、単層、二重、または多層のタイプに分類されます。 一方、フレキシブル PCB とは異なり、このタイプの PCB は折り曲げたり曲げたりすることができません。 したがって、それはリジッドPCBと呼ばれます。
さらに、このタイプのPCBは耐久性が比較的高い。そのため、CPU、RAM、GPUなど、コンピュータの構造の多くの部分に採用されている。現在、片面リジッド基板が最も多く設計され、生産されている。同じ基板上に9～10層を統合することで、リジッドPCBのサイズを縮小できる。
このデバイスは、携帯電話、デジタルカメラ、自動車電子機器アプリケーションに使用されます。 この PCB 基板は、フレキシブル PCB 層と接着されたリジッド PCB 層で構成されています。 したがって、これらはフレキシブル PCB とリジッド PCB の組み合わせであると考えられます。
機械的には、スルーホール PCB テクノロジーは部品の保存に役立ち、生産コストを増加させるためにドリルで PCB に穴を開けるよりも安全です。 このタイプの PCB の表面には多数の穴があり、PCB の反対側のパッドにコンポーネントをはんだ付けするのが簡単です。 この技術は単層 PCB に最適で、取り付けが容易になり、層の難易度が高くなります。
コンポーネントはこのタイプの PCB 用に製造されているため、基板への取り付けが簡単になります。 これらのアクセサリは SMD 接着剤と呼ばれ、穴を通さずに回路に直接取り付けられます。
見てわかるように、PCB ボードの主な材料は、柔軟または剛性の誘電体プレートです。 銅などの導電性材料を上に配置して使用するプレートです。 さらに、誘電体プレートはガラスまたは複合エポキシコーティングでコーティングされています。 具体的には、PCB 基板の製造に使用される材料は次のとおりです。
FRは難燃性（Fire Retardent）の略です。ガラスでコーティングされたこの素材は、製造されるプリント基板（PCB）の中で最も一般的に使用されています。エポキシガラス化合物をベースとしたFR4は、最高の機械的強度を提供するため、最も多く合成され、広く使用されています。
FR-1、FR-2は紙素材とフェノール化合物から作られています。 これらの材料は、標準グレードと非疎水性およびハロゲンフリーのグレードに分類されます。 単層 PCB に使用されます。 FR1とFR2の特性は似ています。
唯一の違いは内部ガラス転移温度です。 ガラス転移温度レベルはFR2よりも高くなります。
この材料は、紙、1 層のガラスエポキシ繊維、およびフェノール化合物から作られています。 同時に、この燃料は片面 PCB に使用され、FR4 の代替として CEM-1 が使用されますが、CEM4 のコストは FRXNUMX よりも高くなります。
CEM-3 は、二層回路基板に使用される白色のガラスエポキシの化合物です。 また、CEM-3はFR4に比べて耐久性は劣りますが、価格はFR4より安価です。 したがって、この材料は FR4 の優れた代替品となります。
PCB基板の製造
ポリイミドはフレキシブル PCB に使用されます。 ロジャース、キートン、デュポンなどの素材で作られています。 ポリイミド材料は優れた導電性を持ち、広い温度範囲で使用でき、高い耐薬品性を備えています。 この材料の使用温度は-200℃から300℃です。
プリプレグはあらかじめ含浸させてあります。 グラスファイバーに樹脂を含浸させたものです。 この樹脂を乾燥させ、加熱すると溶けて結合します。 プリプレグはFR4材と同様に接着できます。 プリプレグにはSR規格、MR中樹脂、高HR樹脂に対応する樹脂や樹脂が豊富にあります。
層の構造とインピーダンスと同様です。 材質に応じて、必要な厚さは異なります。 この材料はガラス転移温度が高く、一般にハロゲンを含みません。
以下は、最も一般的に使用される PCB 設計ソフトウェアの一部です。
Multisim ソフトウェアは魅力的で簡単です。 Electronics Workbench が開発し、現在は National Instruments (NI) の一部門となっています。
このソフトウェアには、PCB 回路上に描画されたソフトウェアに統合されたマイクロコントローラー シミュレーション (MultiMCU) および入出力機能が含まれています。 Multisim は人気があり、PCB 回路トレーニングのために学習や業界で広く使用されています。
最も人気があり、非常に使いやすい PCB ソフトウェアを設計する。 Eagle は Easy Applicable Graphical Layout Editor の頭字語です。 CadSoft Computer から開発されました。 さらに、現在このソフトウェアの開発者は Autodesk です。
オーストラリアのソフトウェア会社 Altium Limited は、Altium Designer ソフトウェアを研究開発しています。 これは、PCB 製図から直接 3D ビジュアライゼーションと PCB 検査を行うソフトウェアの 3 つです。 このソフトウェアの機能は、XNUMXD PCB 設計、回路図キャプチャ、FPGA 開発、リリース/データ管理です。
回路設計やシミュレーションを行うためのソフトウェアです。 EasyEDA は、回路図を記録し、Ngspice および PCB レイアウトに基づいて Spice 回路をシミュレートする統合ツールです。
このソフトウェアのハイライトは、Web ベースであり、ブラウザ ウィンドウで使用できることです。 したがって、EasyEDA ソフトウェアはオペレーティング システムから独立しています。
Jean-Pierre charras は KiCad を開発しました。 このソフトウェアには、回路基板に適用されるすべてのコンポーネントとともに、PCB の BoM (部品表)、3D ビュー、およびイラストを作成できるツールが装備されています。 ライブラリでは、ユーザーがカスタム機能を追加できる多くのソフトウェア コンポーネントと機能が利用可能です。 さらに、このソフトウェアはさまざまな言語でサポートされています。
CircuitMaker ソフトウェアは Altium から開発されました。 エディターには、高度なテクノロジを使用してマルチチャネルおよび階層的な PCB 回路図を設計するために使用される基本機能の場所が含まれています。 すべての回路図はサーバーにアップロードされ、ユーザーが CircuitMaker アカウントを持っていれば誰でもファイルを表示できます。
さまざまな電子機器やデジタル機器で使用するソフトウェアを作成するために使用される PCB ボードと材料について、皆さんが理解できることを願っています。
