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A.P.E. Corporation

【プリント基板】

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プリント基板は電子部品を固定して配線するための電気製品の主要な部品のひとつです。オーストリア人であるパウル・アイスラー (Paul Eisler) が考案した配線手法です。日本においては1936年(昭和11年)に成立した日本初のプリント配線板の特許が起源となっています。 プリント基板とは、集積回路、抵抗器、コンデンサー等の多数の電子部品を表面に固定し、その部品間を配線で接続することで電子回路を構成する板状またはフィルム状の部品のことです。 狭義は部品を含まない基板だけを指していますが、広義には基板に電子部品を実装した状態も含んでいます。主に、基材に対して絶縁性のある樹脂を含浸した基板上に、銅箔など導電体で回路(パターン)配線を構成します。 用語はJIS規格においてJIS C 5603で以下のように定義されている。また、その参照元であるIECが制定したIEC 60194でも同様である。 ●プリント回路 (printed circuits): プリント配線と、プリント部品及び(又は)搭載部品とから構成される回路。 ●プリント配線 (printed wiring): 回路設計に基づいて、部品間を接続するために導体パターンを絶縁基板の表面又は表面とその内部に、プリントによって形成する配線又はその技術。 ●プリント回路板 (printed circuit board): プリント回路を形成した板。プリント回路実装品 (printed circuit assembly) ともいう。 ●プリント配線板 (printed wiring board): プリント配線を形成した板。 ●プリント板 (printed board): プリント配線板の略称。 これによるとプリント配線板(もしくはプリント板)が「電子部品がはんだ付けされておらず、配線だけの状態のもの」(ベアボード)、プリント回路板(もしくはプリント回路実装品)が「電子部品がはんだ付けされて、電子回路として動作するようになったもの」と定義されることになりますね。 実際にはプリント配線板のことは生板(なまいた)、生基板(なまきばん)などの別名を、プリント回路板のことはユニット、ボード、モジュール、パッケージ、アッシーなどの別名をあてることも多いようです。 また、JISでの用語が示すとおり日本語における漢字表記は基板であり、基盤は間違いです。 同様に英文でも頭文字をとってPWBが基板単体、PCBが基板に部品を実装した物を指すことになるが、明確に使い分けをする場合も有る一方、混同して使用される、もしくは部品の実装の有無に関わらず一方のみを使用する例もあります。PCBは有害物質「ポリ塩化ビフェニル」の略語PCBとの混同を受けることがあります。

【サブトラクティブ法】

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全面に銅箔を張られた基板から、不要な部分を取り除いて回路を残す方法です。 配線として残したい部分に、シルクスクリーン印刷などで防蝕膜となるインクや塗料を塗布して覆い(マスキング)、金属腐食性のある薬品(銅箔の場合、一般的に塩化第二鉄溶液を用いる)で腐食(エッチング)させて必要な回路を残す方式をさしています。プリント基板という名称の語源はここから来ています。 印刷によるマスキングに換えて、フォトレジストを塗布した基板を用います。 フォトレジストというのは、フォトは写真、レジストは抵抗という意味から推察できるように光によってエッチングのマスキングを作る方法です。 光や電子線などによって、物性が変化する化合物を使って、マスキングを作るわけです。例えば、レーザーをあてると固まるような物質を銅箔に塗っておきます。そして、最終的に導線になる部分にだけレーザーを当てれば、その部分は固まって銅箔を守ることができます。そして銅を溶かす溶液に入れれば、マスキングされた部分だけが残り、それが導線として浮かび上がってきます。詳細は以下に記述します。 配線パターン形状を撮影したマスクフィルムで覆って感光させてから溶剤で溶かし、配線パターン部分を残してエッチングする方式。(フォトリソグラフィ)フォトレジストの特性により、感光した部分が耐溶解性となる(ネガ型)のものと初期状態では耐溶解性で感光した部分が溶解性となる(ポジ型)のものがあり、それに応じてマスクフィルムはネガ/ポジを使い分ける必要があります。この技術は、半導体の製造にも応用されています。 腐食液を適切に処理しないと環境破壊につながるという点や、マスク作成の工程が複雑などの短所があります。 全面が銅箔の基板から、不要な部分を機械的に切削、取り除いて回路を残す方式は、薬品やマスクが不要です。 試作などの少量製作の場合に、簡便に回路基板を製作できます。これは手作業でも行えるが、専用の機械を使うほうが便利です。 (サブトラクティブ法による製造法の一例) 光硬化樹脂を塗布した銅箔面に紫外線でパターンを露光します。現像後、加熱する(ベーキング)。その後、塩化鉄(III) 水溶液で不要な銅箔をエッチングする。 銅箔のエッチング時の化学反応は以下のとおりである。 塩化鉄(III) の3価の鉄イオンが銅から電子を奪い、2価になり、銅は銅イオンになる。塩化鉄(III) は塩化鉄(II) になる。 エッチング終了後に水洗、乾燥してからはんだ付けしない部分をコーティングします。穴を開けてから多層基板の場合は重ねてスルーホールを通します。その後所定の形状に切り抜きます。

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