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プリント基板(プリントきばん、PWB、PCB)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。オーストリア人であるが考案した配線手法である。

◆概要

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。狭義は部品を含まない基板だけを指すが、広義には基板に電子部品を実装した状態も含む。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)配線を構成する。

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る。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。

また、JISでの用語が示すとおり漢字表記は基板であり、基盤は誤りである。

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有る。

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有る。

なお、経済産業省「平成18年工業統計表 品目編」によると、日本国内での出荷金額が全国で最も多いのは三重県であり、全国シェアの17.3%を占めている。

◆分類

プリント基板は次のように3つに分類される

・ リジッド基板:柔軟性のない絶縁体基材を用いたもの(固いを表す:rigidから)

・ フレキシブル基板:絶縁体基材に薄く柔軟性のある材料を用いたもの

・ リジッドフレキシブル基板:硬質な材料とフレキシブルな材料とを複合したもの

フレキシブル基板は薄くて柔軟性があることから、機器に組み込む際に自由度が高く、小型の電子機器などに使われている。コネクタ間を配線するためのフィルム状配線材もフレキシブル基板と呼ばれることがある。単にプリント基板と呼ぶ場合にはリジッド基板を指すことがほとんどである。

◆リジッド基板

次にリジッド基板のより詳細な分類を記す。

◇組成よる分類

;紙フェノール基板

:紙にフェノール樹脂を含浸させたもの。別名ベークライト基板(ベーク基板)。安価で加工性が良いので、プレスによる打ち抜きで民生機器用基板を大量生産するに使われる。反面、機械的強度が低く、反りも生じやすい。通常片面基板として利用される。

;紙エポキシ基板

:紙にエポキシ樹脂を含浸させたもの。紙フェノールとガラスエポキシの中間的な特徴を持つ。通常片面基板として利用される。

;ガラスコンポジット基板

:切り揃えたガラス繊維を重ねて、エポキシ樹脂を含浸させたもの。安価な両面基板として利用される。

;ガラスエポキシ基板

:ガラス繊維製の布(クロス)を重ねたものに、エポキシ樹脂を含浸させたもの。電気的特性・機械的特性ともに優れている。上記の基板と比較して高価ではあるが、近年の需要増加により、価格は下がる傾向にある。

:表面実装用基板として最も一般的に使われている。両面基板以上の多層基板に利用される。

;テフロン基板

:絶縁材にテフロンを用いたもの。高周波特性が良好なためUHF、SHF帯の回路に用いられるが、非常に高価である。近年、半導体の性能向上によりガラスエポキシ基板でも所望の性能を得る事が可能となったため、民生品で使われる事は少なくなっている。

;アルミナ基板

:グリーンシートと呼ばれるアルミナ(酸化アルミニウム)にタングステンなどでパターンを形成/積層したものを焼成して製造するファインセラミックスの一種。色は白や灰色などがある。高周波特性や熱伝導に優れるため、主にUHF、SHF帯のパワー回路で使用される事が多い。高価である。

;コンポジット基板

:ガラスエポキシ基板を中心として両面には紙エポキシ基板を形成したもの。ガラスエポキシ基板のみに比べて加工しやすく、価格が安い。

◇構造による分類

;片面基板

:片面のみにパターンがあるもの。1層基板。

;両面基板

:両面にパターンがあるもの。2層基板。

;多層基板

:ウエハース状に絶縁体とパターンを積み重ねたもの。部品の実装密度が上がり、回路結線が複雑になると両面では回路配線を収容しきれないため層を増やすことで対応する。表面以外の層は直視できないため保守性は劣る。このため4層基板の場合、目視しやすくするため、内側の2層(内層)を電源層およびグラウンド層として用い、信号線は表面の2層(外層)に配置する場合が多い。高密度実装が要求される機器では6層や8層の基板もしばしば採用されるが、各層を平等に扱う場合と4層で収容し切れなかった信号配線を追加層に順次収容するように使う場合とがある。内層のある層を電源層やグラウンド層として使うことが多い。高性能コンピュータなどでは数十層におよぶ場合もある。

:多層板の種類は大きく分類すると、スルーホールで層間の回路を接続する貫通多層板、Interstitial Via Hole(IVH)で層間を接続するIVH多層基板、ビルドアップ工法により作製されるビルドアップ基板に分けられる。貫通多層板はパソコン用マザーボードなどに使用される。多層基板はビルドアップ工法など、特別な装置や工程を必要とするため、専門メーカーによって製造される。片面基板・両面基板は特別な工程は必要としないため、電子工作愛好家が自家製作するための材料も市販されている。

;ビルドアップ基板

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