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）またはプリント配線板（PWB）とも呼ばれ、電子部品の電気的接続の提供者である。絶縁および非接着銅張積層板の表面エッチングに電子印刷を用いて、小さな回路ネットワークを残し、各種電子部品が所定の回路接続を形成し、電子部品間の中継転送機能を実現できるようにする電子部品である。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をマザーボードと呼び、直接pcb回路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ので、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。別の例：pcb回路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ボード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、上層素子を持たないpcb回路のベア基板を指す。

電子板の層数に応じて、片面、2層、4層、6層などの多層pcb回路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。プリント基板製造技術の将来の発展傾向は、高密度、高精度、細孔、細線、小ピッチ、高信頼性、多層、高速伝送、軽量化、性能薄型化の方向に発展している。

PCB

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、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

2面板は、厚さ0.2〜5 mmの絶縁基板の両側のプリント回路である。一般的な要求のある電子製品、例えば電子計算機、電子機器計器などに適用する。両面印刷回路の配線密度は片面印刷回路よりも高いため、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2枚のパネルの組み合わせであり、その厚さは一般的に1.2 ~ 2.5 mmである。絶縁基板間に挟まれた回路を引き出すためには、多層基板上の素子を実装するための孔は、絶縁基板間に挟まれた印刷回路に接続するために、小孔の内面に金属層を印加する金属化が必要である。

基材の性質による分類

剛性PCB基板

剛性PWBは機械的強度があり、組み立てられた部品と平坦な状態を持っている。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

フレキシブルPWBは、基材として柔軟な積層プラスチックまたは他の柔軟な絶縁材料から作られている。それから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、内部には通常フレキシブルプリント基板が使用されています。携帯電話のディスプレイ、ボタンなど。

剛柔結合PCB基板

FPCとPWBの誕生と発展により、フレキシブルプレートと剛性プレートの新製品が誕生した。したがって、剛性フレキシブル基板は、フレキシブル回路基板及び剛性回路基板である。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において、情報製品は高速、高周波の方向に発展しており、通信製品も大容量、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。

専用プリント基板別

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。金属コアPCBの利点は放熱性が良く、サイズが安定していることである。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、薄型、短電子製品の需要を満たすために開発されたPCB板であり、ピン密度が高く、コストが低い表面実装装置の実装技術を有する。プリント配線板は孔径が小さく、線幅と間隔が小さく、精度が高く、基板に対する要求が高いなどの特徴がある。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た後、炭素膜を印刷し、接触またはジャンパ線（抵抗値が所定の要求に適合する）を形成するプリント板である。その特徴は生産技術が簡単で、コストが低く、周期が短く、耐摩耗性が良く、導電性が良いことである。シングルパネルの高密度化と製品の小型化と軽量化を実現することができます。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一般的に必要です。銅とはんだを微加工するための基礎知識であれ、PWBが最終的に印刷されることを確認しようとするか、スルーホール技術やスルーホール、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ます。完全性の問題には、正確な設計ソフトウェアが必要です。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、最初からPCBボードを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は非常に重要である。PCBパネル上に直接設計するよりも、回路相互接続の方が定義や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するのも容易である。コンポーネントの場合、PCB回路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

PCBの形状、サイズ、およびPWBパネルの積層構造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で、回路図情報はPCBで使用することができます。コンパイルプロセスには、PCBに転送する前に設計を確認し、修正するために設計を検証し、複数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知識、PWBが最終的に印刷されることを確認しようとする試み、または貫通孔技術や貫通孔、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ます。完全性の問題については、正しいPWB設計ソフトウェアがあ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キャプチャし、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ドキュメントに転送すると、指定したPCBボードの輪郭に加えてコンポーネントのパッケージが表示されます。コンポーネントを配置する前に、下図の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）を定義してください。

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。これにより、さまざまな積層板や独自のパネルから選択することができます。

高速/高周波板を設計したい場合は、内蔵のインピーダンスアナライザを使用してPCB原型板におけるインピーダンス制御を確保することができます。インピーダンス曲線ツールは、ターゲットインピーダンス値を達成するために、Simberianの統合電磁場ソルバを使用してトレースの幾何形状をカスタマイズします。

PWBスタックリファレンスの詳細については、「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、各設計に使用可能なすべての規則を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製造業者の設備の規格と公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/高周波設計などの先進的な設計では、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。これらの設計規則を理解するために、コンポーネントのデータテーブルを常にチェックしてください。

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、pcb回路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ています。コンポーネントを自動的に配置することも、手動で配置することもできます。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プレート挿入孔

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要件を設計規則として定義している場合（ステップ5を参照）、レイアウトにスルーホール、ドリル、パッド、トレースを配置すると、PWB設計ソフトウェアはこれらの規則を自動的にチェックします。

8.PWBボードレイアウト追跡

コンポーネントやその他の機械コンポーネントを配置したら、レイアウトを準備できます。ルーティングガイドと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することを確認します。

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。ロゴと画像については、PWBボードの製造元に問い合わせて、使用しているフォントが読めるようにしたほうがいいです。

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メーカーでは、Gerberファイルを使用できますが、PCBボードメーカーの中には、他のCADファイル形式を好むものもあります。PCBとは何か知っていますか。