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プリント基板とは:実務的な定義

プリント基板は、電気的な機能を担う機械部品です。絶縁基材、銅、穴、そして表面処理でできています。

Hitech Circuits エンジニアリングデスク

中国・深セン · PCB製造・実装

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技術監修: プロセス数値は公開中の能力表と照合済みです。

プリント基板の定義と構造を説明する断面

定義

プリント基板は、1層以上のパターン化された銅導体を持つ積層絶縁基材であり、層間をつなぐめっき穴、パッド以外にはんだを付けないためのソルダーマスク、そして露出した銅のはんだ付け性を保つ表面処理を備えたものです。

この定義から3つのことが従い、いずれも商取引上重要です。

  1. 機械部品であること。板厚、平坦性、端面品質、穴位置は記述ではなく公差です。
  2. 受動部品であること。基板は単体では機能せず、電流がどこを流れるかを定めます。
  3. 記述ではなく仕様であること。スタックアップと表面処理のない Gerber 一式は、完全な仕様ではありません。

構造

  • 基材 — 積層材です。FR-4、高 Tg FR-4、ハロゲンフリー、CEM1、FR-1、あるいは Rogers、Arlon、Taconic、Nelco といった高周波材料。
  • 銅 — 1 oz はおよそ 35 µm で、当社の範囲は外層 0.5〜20 oz です。
  • 層 — 1〜38層。内層は積層前に、外層は積層後に露光・エッチングします。
  • 穴 — めっきスルーホール、ブラインドビアとベリードビア、そして 0.1 mm からのレーザーマイクロビア。
  • ソルダーマスクとレジェンド — ポリマーの被膜と、印刷された参照表示です。
  • 表面処理 — HASL、ENIG、無電解銀、無電解スズ、OSP、カーボンインク。

ファミリー

ファミリー用途代表的な限界
片面/両面単純な回路、低コスト1〜2層
多層高密度配線、インピーダンス制御当社では 1〜38層
HDIファインピッチの逃げ、マイクロビア0.1 mm レーザービア
フレックス/リジッドフレックス動き、折り曲げ最大12層
メタルコア放熱(LED、電源)1〜4層
セラミック高温、RF、高絶縁アルミナ、AlN

そうではないもの

  • 部品ではない。部品を載せるもので、スイッチも増幅もしません。
  • 完成品ではない。実装品であっても、Box Buildと最終構成が終わるまでは半完成品です。
  • 既定で汎用品ではない。同じ寸法の2枚でも、層数、銅厚、寸法、表面処理、クラスによって価格は10倍違うことがあります。

設計から基板まで

説明は短く、実行は長い工程です。設計とスタックアップ、DFM レビュー、内層の露光とエッチング、積層、ドリル、めっき、外層の露光とエッチング、マスクとレジェンド、表面処理、ルーティングと試験。各工程には1つの役割があり、順序は入れ替えられません。

工程は製造工程の記事に、業界の用語は用語集に、基板と実装品の違いは基板と実装品の違いにまとめてあります。公開している限界は製造対応能力にあります。

技術仕様

層数
1〜38層
基材
FR-4、高 Tg FR-4、ハロゲンフリー、CEM1、FR-1、Rogers、Arlon、Taconic、Nelco
銅厚
外層 0.5〜20 oz・内層 0.5〜10 oz
板厚
0.1〜6.0 mm
表面処理
HASL・ENIG・無電解銀/スズ・OSP・カーボンインク

よくあるご質問

  • プリント基板とプリント基板実装品は同じものですか。

    違います。プリント基板はベアボードであり、絶縁基材、銅配線、ドリル穴、表面処理でできています。実装品は、そこに部品を搭載し、はんだ付けし、試験したものです。合格判定の規格も試験範囲も別で、基板は IPC-6012、実装は IPC-A-610 に従います。

  • プリント基板は実際に何でできていますか。

    リジッド基板は、硬化エポキシ(FR-4 または高 Tg 品)中のガラス布の両面に銅を重ね、積層したものです。層間を接続するため穴をあけてめっきし、外層の銅をパターン化し、ソルダーマスクとレジェンドを施します。表面処理が露出した銅を保護し、それ以外は構造と絶縁を担います。

  • プリント基板の主な種類は何ですか。

    片面・両面・多層のリジッド基板、レーザーマイクロビアを使う HDI 基板、ポリイミドのフレックスとリジッドフレックス、放熱設計向けのアルミメタルコア基板、高温や RF 向けのセラミック基板です。ファミリーごとに設計ルールも工程限界も異なります。

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