プリント基板の設計・製作の基礎知識

2021/06/04

ODM基板開発

車両や機械、センサー、コントローラーなど、電子部品が使われている製品には、必ずプリント基板が使われています。今回は、入門編としてプリント基板の基礎知識についてご紹介します。

プリント基板の基礎知識

電化製品などを分解した時に、内部に緑色の板状の部品を見たことがあると思います。これがプリント基板で、絶縁体の「プリント配線板」に、ICや抵抗器などの電子部品を取り付けた「プリント回路板」の総称です。

プリント基板の役割

プリント基板の役割は、取り付けられている電子部品の種類によって異なりますが、基本的には回路を構成している電子部品の電気的な接続が主な役割です。また、電子部品を一か所に効率よく配線を接続できることから、部品の小型化や生産性の向上、コスト削減などの役割もあります。

プリント基板の構造と種類

プリント基板は、使用されている部品や構造によってたくさんの種類がありますが、大きくはリジッド基板とフレキシブル基板の2つに分けられます。

◆リジッド基板

リジッド基板は、エポキシ樹脂など硬い絶縁体を用いたもので、硬質基板とも呼ばれます。強度があるため電子部品を実装しやすいといったメリットがあります。

◆フレキシブル基板

フレキシブル基板は、プラスチックフィルムなどを基材に使用しているため、薄く柔軟性があるのが特徴です。この特徴を利用して、電子部品の可動部分や基板間やユニット間をつなぐ接続ケーブルとして使用されています。

プリント基板設計

プリント基板を製作するには、電子回路に利用している全部の電子部品を実装して、それぞれの電子部品を配線するための、電流が流れるパターンを設計（アートワーク）する必要があります。具体的には、銅箔や穴の位置、大きさなどを決めて、電子部品を配線板に取り付けられるようにすることです。そして回路図のデータどおりに接続されて、正しく機能するように設計します。

プリント基板の製作工程

プリント基板を製作する時の工程は、種類や構造によって異なりますが、大きな流れは次のようなものになります。

◆プリント基板の製作工程

－リジット基板（両面）の場合－

①基板材料のカット
ワークサイズにカットします

②穴あけ加工
取付穴、スルーホールとなる穴を開けます

③銅メッキ
基板の表面を銅メッキします

④ドライフィルム
フィルム状のレジスト剤の貼り付け

⑤露光
アートワークフィルムを基板表面に載せ紫外線を当てレジストを硬化させます

⑥レジスト除去
硬化していないレジストを除去します

⑦エッジング
レジストが無い部分の銅メッキを取り除きます

⑧硬化したレジストの除去

⑨洗浄
残さを取り除きます

⑩ソルダーレジスト塗布
半田付けをする部分を除いて塗布します

⑪シルク印刷
部品の位置を表す記号、文字を印刷します

⑫外形加工
設計した外形サイズにルーターや金型プレス加工をします

⑬検査
導通、外観等の検査をします