PCBボードとは？

PCBボードは電子製品の母である。プリント配線板（PCB）やプリント配線板（PWB）とも呼ばれ、電子部品の電気的接続プロバイダです。絶縁性と非接着性の銅張積層板の表面に電子印刷を用いてエッチングされた電子部品で、小さな回路ネットワークを残し、様々な電子部品が所定の回路接続を形成し、電子部品間の中継伝送機能を実現することができる。ほとんどの電子機器や製品にはPWBボードが必要です。

プリント基板は通常PWBと呼ばれ、PCB基板と呼ばれることも多い。プリント基板は一般的な端末製品ではないため、名称の定義がやや混乱している。例えば、パソコンのマザーボードはマザーボードと呼ばれ、直接回路基板と呼ぶことはできません。マザーボードには回路基板がありますが、それらは同じではありません。そのため、業界を評価する際には、両者は関連していますが、同じとは言えません。例えば、基板に集積回路素子が実装されているため、ニュースメディアではIC基板と呼ばれていますが、実際にはプリント基板と同等ではありません。一般的にプリント基板とは、ベア基板、つまり上部コンポーネントがない基板のことを指します。

電子板の層数に応じて、片面、2層、4層、6層などの多層回路基板に分けることができる。そして、高精度、高密度、高信頼性の方向に向かって発展し続けている。体積を縮小し、コストを下げ、性能を高め、プリント配線板を将来の電子製品の発展の中で強大な生命力を維持している。PWB製造技術の将来の発展傾向は高密度、高精度、細孔径、細線、小ピッチ、高信頼性、多層、高速伝送、軽量化、薄性能の方向に向かっている。

プリント配線板

プリント基板の分布による

片面PCB基板

単層は厚さ0.2 ~ 5 mmの絶縁基板上に位置し、1つの表面だけが銅箔で覆われ、印刷とエッチングによって基板上に印刷回路が形成されている。単板は製造が簡単で、組み立てやすい。ラジオやテレビなどの回路の要件に適しています。高組立密度や複雑な回路が必要な場合には適していません。

両面pcb基板

デュアルパネルは、厚さ0.2 ~ 5 mmの絶縁性基板の両側にある印刷回路です。コンピュータ、電子機器、計器などの一般的な要求がある電子製品に適しています。両面印刷回路の配線密度は片面印刷回路の配線密度よりも高いため、デバイスの体積を小さくすることができる。

多層PCBボード

絶縁基板上に3層以上のプリント回路が印刷されたプリントパネルを多層パネルと呼ぶ。それはいくつかの薄い単板または二板の組み合わせであり、厚さは通常1.2-2.5 mmである。絶縁基板の間に挟まれた回路を引き出すために、多層板にアセンブリを取り付ける穴は金属化する必要がある、すなわち、金属層は、絶縁基板間に挟まれた印刷回路に接続するために、細孔の内面に塗布される。

マトリックス特性による分類

剛性PCB基板

剛性PWBは一定の機械的強度を有し、これと組み付けられた部品は平坦な状態を有している。剛性印刷パネルは一般的な電子製品に使用されている。

フレキシブルPCB基板

可撓性PWBは、軟質の層状プラスチックまたは他の軟質絶縁材料から基材として作製される。それを使って作られた部品は曲げたり伸ばしたりすることができ、使用中に取り付けの要求に応じて曲げたりすることができます。フレキシブルプリント基板は通常、特別な場合に使用されます。例えば、デジタルマルチメータのディスプレイ画面の中には回転可能なものもあり、内部にはフレキシブルプリント基板がよく使用されています。携帯電話のディスプレイ、ボタンなど。

剛性フレキシブルPCB基板

FPCとPWBの誕生と発展は柔軟性と剛性板の新製品を生み出した。そのため、剛フレキシブル基板はフレキシブル基板と剛性基板である。プレスなどのプロセスを経た後、関連するプロセス要求に基づいてそれらを組み合わせ、FPC特性とPWB特性を有する電子板を形成する。

適用範囲別に分類

PWBは低周波PCBと高周波PCBに分けることができる。電子機器の高周波化は発展傾向であり、特に現在の無線ネットワークと衛星通信の中で、情報製品は高速、高周波の方向に発展しており、通信製品は大容量、高速無線伝送の音声、ビデオ、データの標準化の方向に発展している。そのため、次世代製品には高周波プリント配線板が必要であり、箔基板は、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレンガラスクロスなどの誘電損失と誘電率の小さい材料から作製することができる。

特殊プリント基板別

現在、金属コア印刷板、表面実装印刷回路板、カーボンフィルム印刷板などの特殊な印刷板があります。

コアPCB板

コア回路基板は、エポキシガラス基板の代わりに同じ厚さの金属板を用いたものである。特殊処理後、金属板の両側の導体回路は互いに接続され、金属部分とは高度に絶縁されている。コアPCBの利点は、良好な放熱性と寸法安定性である。これは、アルミニウムや鉄などの磁性材料が遮蔽作用を有し、相互干渉を防止できるからである。

表面実装PCB表面実装プリント配線板（SMB）は、軽量、薄さ、短さ、小型電子製品の需要を満たし、ピン密度が高く、コストが低い表面実装装置の実装技術に合わせて開発されたプリント配線板である。プリント配線板は孔径が小さく、線幅とピッチが小さく、精度が高いという特徴があり、炭素膜プリント基板の炭素膜プリント板は銅箔上に導体パターンを作製し、接触線またはジャンパ線（抵抗値が規定の要求に符合する）を形成した後、炭素膜の一層をプリントするプリント基板である。その特徴は生産プロセスが簡単で、コストが低く、周期が短く、耐摩耗性がよく、単板高密度、製品小型化、軽量化を実現することができる。テレビ、電話、ビデオ、電子オルガンに適しています。

PCB基板の設計方法

回路基板を設計するには、多くの複雑なステップが必要になることがよくあります。銅と半田を微処理するための基礎としても、PWBが最終的に印刷されることを確認しようとしても、スルーホール技術やスルーホール、半田パッド、レイアウトの設計信号など、より具体的な設計上の問題が発生しても、完全性の問題に対しては、正しい設計ソフトウェアを持っていることを確認する必要があります。PCBパネルのデザイン方法をiPCBがお教えします。

1.PCB基板の作成の概略図

テンプレートから設計を生成するか、PCBパネルを最初から作成するかにかかわらず、PWBの原理図から始めたほうがいいです。この模式図は新しい装置の青写真と似ており、模式図に表示されている内容を理解することが重要である。PCBパネル上に直接設計するよりも、回路相互接続は定義と編集が容易であるだけでなく、PWB原理図をPWBボードレイアウトに変換しやすい。コンポーネントの場合、PCB基板設計ソフトウェアには広範な部品ライブラリデータベースがあります。

2.空のPCBボードレイアウトを作成する

PWB原理図を作成したら、PCB設計ソフトウェアの原理図キャプチャツールを使用してPCBレイアウトの作成を開始する必要があります。その前に、空白のPCBドキュメントを作成する必要があります。PCBパネルを作成するには、PCBドキュメントファイルを生成する必要があります。これにより、設計ソフトウェアのメインメニューから簡単に作成できます

PWBパネルのPCB形状、サイズ、積層が決定されている場合は、すぐに設定できます。これらのタスクを実行したくない場合は、心配しないで、後でPCBボードの形状を変更することができます。SchDocをコンパイルすることにより、PCBにおいて原理図情報を使用することができる。コンパイルプロセスには、PCBに移行する前に設計を確認し、修正するために設計を検証し、いくつかのプロジェクトドキュメントを生成することが含まれます。PCB情報を作成するためのプロジェクトオプションをチェックして更新することを強くお勧めします。

PWBパネルを設計する際には、最終設計に至るまでに長い困難な旅程を経なければならないことがあるようです。銅と半田を微処理するための基礎としても、PWBが最終的に印刷されることを確認しようとしても、スルーホール技術やスルーホール、半田パッド、レイアウトの数など、より具体的な設計上の問題が発生しても、完全性の問題に対しては、正しいPWB設計ソフトウェアを持っていることを確認する必要があります。

3.PCBプロトタイプボードの原理図を取得し、PCBにリンクする

PCBプロトタイプ基板設計ソフトウェアのすべてのツールは、統一された設計環境で使用できます。この設計環境では、原理図、PCB、BOMが相互に関連しており、同時にアクセスすることができます。他のプログラムでは、回路図データを手動でコンパイルすることが強制されます。

4.PCBスタックの設計

回路図情報をPCB Docに転送すると、指定したPCBボードプロファイルに加えてコンポーネントのパッケージも表示されます。コンポーネントを配置する前に、以下に示すレイヤスタックマネージャを使用してPCBレイアウト（形状、レイヤスタック）を定義する必要があります。

PWBボードのデザインに慣れていない場合は、PWBパネルデザインソフトウェアで任意の数のレイヤーを定義できますが、ほとんどの近代的なデザインはFR 4上の4層ボードから始まります。材料スタックライブラリを使用することもできます。この方法では、さまざまな積層板と独自のパネルから選択することができます。

高速/高周波回路基板を設計する場合は、内蔵のインピーダンスアナライザを使用してPCBプロトタイプ基板内のインピーダンス制御を確実にすることができます。インピーダンス曲線ツールSimberianの統合電磁場ソルバを使用して、目標インピーダンス値を達成するために軌跡の幾何構造をカスタマイズします。

PWBスタックの詳細については、「ダウンロード」をクリックしてください-

5.設計規則とDFM要件の定義

PWB設計規則には多くのカテゴリがあり、各設計に対してこれらの使用可能な規則をすべて使用する必要はない場合があります。次のPWBルールと制約エディタのリストで問題のあるルールを右クリックして、単一のルールを選択/選択解除できます。

使用する規則、特に製造に使用する規則は、PCB製造業者の装置の仕様と許容差に適合している必要があります。インピーダンス制御設計や多くの高速/高周波設計などの高度な設計では、製品が正常に機能するように、非常に具体的な設計規則に従う必要がある場合があります。これらの設計規則については、コンポーネントデータテーブルを必ず参照してください。

6.コンポーネントをPWBプロトタイプ基板上に置く

現在主流のPWBボード設計ソフトウェアは、回路基板上にコンポーネントをすばやく配置できる柔軟性を提供します。コンポーネントを自動的に並べたり、手動で配置したりすることができます。これらのオプションを組み合わせて使用して、自動配置の速度を利用し、PWBが適切なコンポーネント配置ガイドに従ってレイアウトされていることを確認することもできます。

7.PWBボードジャック

PWBレイアウトの前に、ドリル穴（取り付けと貫通穴）を配置することが望ましい。設計が複雑な場合は、配線中に少なくともいくつかのビア位置を変更する必要がある場合があります。これは、[プロパティ]ダイアログボックスで簡単に実行できます。

ここでのお好みは、基板メーカーの製造設計（DFM）仕様に従う必要があります。PWBのDFM要件が設計規則として定義されている場合（手順5を参照）、PWB設計ソフトウェアは、穴、ドリル、パッド、トレースをレイアウトに配置すると、自動的にこれらの規則をチェックします。

8.PWB板材レイアウトの追跡

コンポーネントやその他の機械的コンポーネントを配置すると、レイアウトを準備できます。適切なルーティングガイドが使用されていることを確認し、PWB設計ソフトウェアツールを使用して、ルーティングによるネットワークの強調表示やカラーコーディングなどのプロセスを簡略化します。

9.PWBのラベルと識別子を追加

PWBレイアウトを検証したら、pcbボードにラベル、識別子、タグ、ロゴ、その他の画像を追加できます。コンポーネントに参照識別子を使用することは、PWBアセンブリに役立つので、良いアイデアです。さらに、極性インジケータ、ピン1インジケータ、およびコンポーネントとその方向を識別するのに役立つその他のラベルも含まれます。ロゴや画像の場合は、使用しているフォントが読めるようにプリント基板の製造元に問い合わせたほうがいいでしょう。

10.PCBレイアウト設計用のGerberファイルを生成する。

PCB製造業者が結果を納品する前に、設計規則検査（DRC）を実行することでPCBレイアウトを検証することが望ましい。

PWBボードが最終DRCを通過したら、PCBボード製造業者の設計ファイルを生成する必要があります。設計ファイルには、構築に必要なすべての情報とデータが含まれている必要があります。また、メーカーが要件を理解していることを確認するためのコメントや特別な要件も含まれています。ほとんどのPCB製造元では、Gerberファイルを使用できますが、PCBボード製造元の中には、他のCADファイル形式を好むものもあります。今、PCBとは何か知っていますか。