プリント回路基板(PCB)は、プリント配線板(PWB)とも呼ばれ、あらゆる主要な電子機器の中核を成しており、電気的接続の効果において重要な役割を果たすことで、電子機器の設計に基づく機能が完全に実現できるようにしている。
PCB にはさまざまな組成があり、多様な用途に対応することができます。さまざまな分類基準に基づいて、いくつかのカテゴリーに分類することができます。
・回路基板の層数に基づく単層PCB、両面PCB、多層PCB;
・さまざまな基板材料の特性に基づくリジッド基板、フレキシブル基板、リジッドフレックス基板、高Tg基板およびハロゲンフリー基板。
・用途に応じて、低周波数PCBと高周波数PCBに分類されます。現代エレクトロニクスの急速な発展と、人々の電子機器に対するより高い処理速度への要求に応えるために、高周波PCBは、航空宇宙、防衛、通信などの産業で広く応用されています。
・金属コア基板(MCPCB)、LED基板、高密度配線基板(HDI PCB)、厚銅基板(いわゆるヘビーカッパーPCB)など、他の種類のPCBも広く使用されています。近年、環境保護は国際的にますます注目を集めており、緑でクリーンな地球への要求に適合するハロゲンフリー材料のような素材が、産業界でより受け入れられるようになっています。その結果、ハロゲンフリーPCBは、新興産業にとって新たな選択肢となっています。PCB業界に不慣れな方は、ぜひ当社のブログ記事をご覧ください。プリント基板の概要と分類本記事では、さまざまな産業で利用されているPCBについて、これらの分野で一般的に使用されているPCBの種類に重点を置きながら、簡潔に説明します。
防衛・軍事および航空宇宙用途
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防衛・軍事および航空宇宙製品は、その機能を完全に実現するために、高精度により確実に動作しなければなりません。軍事および航空宇宙用エレクトロニクスに関しては、PCB基板はこれらの用途の高い信頼性と高性能に大きく貢献する重要な役割を果たします。PCBを採用する軍事用途には主に次のものがあります。
・オーディオインターフェースアプリケーション
・自動探索妨害システム
・基地/キャンプの防護と警備
・指揮統制システム
・クロスターゲティングシステム
・サイバー防諜システム
・防衛用航法・通信システム
・分散型戦術通信システム
・デジタル情報処理システム
・LED照明システム
・電力システム
・推進システム
・無線通信システム
・ロボットシステム
・堅牢型コンピューター
・組み込みプロセッサを使用した衛星サブシステム
・シミュレーター
主にプリント基板(PCB)を適用する航空宇宙分野の用途には、次のようなものがあります。
・中央エアデータコンピューター(CADC)
・デジタル化された信号およびマイクロ波処理システム
・電子式飛行計器システム
・フルオーソリティ・デジタル・エンジン・コントロール・システム(FADEC)
・地上局アプリケーション
・受動検知システム
・衛星機器
軍事および航空宇宙用の回路基板は、一般的な回路基板と比べて、より高い要求が課せられます。まず第一に、それらは極端な動作温度範囲、高湿度または極度の乾燥、高気圧または極端な低気圧などを含む「極めて過酷な環境」に耐えなければなりません。その結果として、材料および積層構成は、こうした極限環境条件に応じて選定される必要があります。第二に、それらは「より長い期間」使用に耐えなければなりません。民生用電子機器とは異なり、軍事および航空宇宙製品は、その動作特性および任務に関する規定により、長期間にわたって継続的に稼働し続ける必要があります。したがって、防衛および航空宇宙用基板は、ISO 9001:2008 のような、より高い製造基準に適合した規格に基づいて製造されなければなりません。IPC クラス3など
すべての回路基板の中で、フレックスPCB一般的に、自動車や航空宇宙分野の用途の基盤として用いられます。これは、非常に狭いスペースにも対応でき、かつ軽量であるためです。さらに、その種の用途は非常に振動の大きい環境であり、フレキシブル基板は多大な振動にさらされる可能性があります。
コンシューマー電子機器アプリケーション
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プリント基板に依存するすべての製品の中で、民生用電子機器の用途が最大の割合を占めています。これらは、LED照明、包装機器、テレビ、プリンターのように大型のものもあれば、コーヒーメーカー、カメラ、携帯電話、メモリーカード、マウスなどの比較的小型のものもあります。
コンシューマーエレクトロニクスは、私たちの日常生活に常に存在しています。携帯電話、テレビ、コンピューターを使用している時間を考えると、コンシューマーエレクトロニクスの影響力と有用性は驚くべきものがあります。これらすべての製品に共通している唯一の点は、その製造において PCB の使用に依存していることです。大量生産される PCB(単価が低いもの)は、それらが使用される電子機器の価格を引き下げるために用いられ、さらに、それらが使用される電子機器の製造をより安価かつ高い均一性で行えるという利点ももたらします。
これらの製品は人々の日常生活に非常に密接しているため、人々のさまざまな要求を満たす機能を実装できなければなりません。したがって、民生用電子製品が依存する回路基板は、人々の日常の仕事および生活の要件に適合している必要があります。まず、厳格な製造規則および規格の下で製造されなければなりません。公式認証、ISO、UL、または RoHS が役立ちます。PCBメーカーの能力を示すそして、製造プロセス全体を管理します。
第二に、民生用電子製品向けの基板は小型化が求められる傾向にあり、その結果としてより高い「高密度化」の要求が生じます。
現代電子製品の発展動向に基づくと、電子製品はサイズや体積がますます小さくなるという明らかな傾向があります。
人々は常に、より多くのスペースを確保する方法を模索してきました。
電子製品に割り当てられるスペースが少なくなることは、基板上の回路および接続の高密度化につながります。
したがって、より多層で高密度なプリント基板は民生用電子機器の用途に適しており、当社は多層PCBを推奨します。HDI基板。
医療用途
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医療用アプリケーションは、病院、診療所、医師の診察室、特別介護施設、救急サービスおよび歯科施設で広く利用されています。医療用プリント基板を用いた製品としては、次のようなものが含まれます。
・人工心臓ペースメーカー
・血糖値モニター
・血圧計
・体温計
・CTスキャンシステム
• 除細動器
・電気筋肉刺激装置
・筋電図(EMG)装置
・流量およびディスペンスシステム
・心拍モニター
・心臓ペースメーカー
・静脈内治療用輸液ポンプ
・磁気共鳴画像法(MRI)
・医用画像システム
・神経刺激
・遠隔医療システム
・超音波装置
・小胞圧力測定
・バイタルサイン監視システム
・X線コンピュータ断層撮影
医療機器は人々の生命に関わる問題と密接に関連しているため、わずかな詳細の不正確さであっても悪影響、さらには災害を引き起こす可能性があります。その結果、医療機能の実現を担うPCBには、極めて高い信頼性、最適な精度、そして高い依存性が求められます。さらに、医療製品メーカーにとって、適切な品質管理は、製品の長期的な高品質を保証できることから、提供すべき最も重要なサービスの一つとなります。そして、それらの機器に使用される回路基板に関しては、基板検査およびリワークのしやすさが非常に重視されるべきです。
医療機器およびウェアラブル型デバイスには特有の制約があるため、可能な限り最小かつ高密度な設計を実現することが常に非常に重要となります。このため、医療機器の用途では、高密度実装基板(一般的に HDI PCB または高密度インターコネクション基板と呼ばれる)などの特殊な高密度 PCB がよく使用されます。さらに、フレキシブル PCB も医療機器の用途で一般的に使用されています。多くの場合、使用中にデバイスが曲げられる(フレックスする)能力は、その機器が医療機器として機能するうえで不可欠な要素となります。
通信アプリケーション
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通信業界の製品には、有線通信システム、無線システム、大容量ストレージシステム、デジタルおよびアナログ放送システムなど、数多くの通信分野のアプリケーションで使用される、幅広い種類のPCBが求められます。回路基板を使用する通信製品には、次のようなものがあります。
・ブロードバンドおよびコンシューマー機器
・セル送信およびタワーエレクトロニクス
・携帯電話ネットワーク
・光ファイバ多重化装置
・固定およびモバイルネットワーク
・高速ルーターおよびサーバー
・情報セキュリティ技術
・軍事通信システム
・移動通信システム
・PBXシステム
・電話交換システム
・衛星技術
・セキュリティ技術および情報通信システム
・信号増幅装置
・オンラインシステムのシグナルを増幅する
・宇宙通信技術
・アプリケーションの切り替え(コントローラー、加熱、センシング)
・商用携帯電話向けの技術
・ビデオコラボレーション
・インターネットプロトコル音声通話
・導波路回折格子デバイス
・ワイヤレス産業用・業務用電話技術
今日の通信製品に対する人々の要求に基づき、PCB は過酷な環境への耐性、小型化および高速性という、絶えず変化するニーズに対応しなければなりません。これらの要求を満たすためには、通信用途向けのプリント基板は、優れた材料、適切な銅箔厚、高い誘電率(Dk)レベル、および十分な熱特性に依存する必要があります。そのため、多層プリント基板HDI基板、フレキシブル基板、およびフレックスリジッド基板は、すべての通信アプリケーションへの参画の大部分を占めています。
上記で述べた用途分類とは別に、海事用PCB、産業用グレードPCBおよびLED PCBも、ますます高まる要求とニーズを満たすために大規模に使用されています。誰もが自分のプロジェクトに適したプリント基板を見つけたいと考えており、プロジェクトが達成しようとする特性や機能が、基板の選択を決定します。用途が異なれば、求められる使用条件、機能、寿命も異なり、あなたが選ぶ回路基板は、プロジェクト特有のニーズを満たさなければなりません。
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PCB 製造および実装で 20 年の経験を有する PCBCart は、アルミ基板、LED 基板、HDI 基板、フレキシブル基板、リジッドフレックス基板、高周波基板、厚銅基板、高 Tg 基板、ハロゲンフリー基板など、あらゆる種類の PCB 製造を専門としています。ISO9001、UL、RoHS の規制および製造基準に則り、変化し続けるお客様のプロジェクトニーズを満たすため、競争力のある低コストで高品質な PCB を提供できるよう努めてまいりました。プロジェクトについてご相談の準備ができましたら、いつでもお声がけください。ご相談は常に無料で、心よりお待ちしております。
役立つリソース
•フル機能PCB製造サービス
•高度なPCB組立サービス
•部品調達サービス
•PCBメーカーまたはPCB実装業者を評価する方法
•PCB材料選定ガイド