PCB の応用と用途

コンシューマーエレクトロニクス

コンシューマーエレクトロニクスとは、スマートフォンやコンピューターのように、私たちが日常的に使用する機器のことです。最新モデルの冷蔵庫でさえ、しばしば電子部品が組み込まれています。

これらの民生用電子機器が大量に製造されているため、それらを制御するために生産されるPCBの数量も同等でなければなりません。これらの大量生産されるPCBは、1ユニットあたりのコストが低く、最終製品の価格を比較的低く抑えることができます。課題は、これらのPCBの均一性と品質を維持することであり、そのためにPCB プロバイダー厳格な業界規格と品質管理対策を順守し、すべての民生用電子機器が期待どおりに機能することを保証しなければならない。

PCB の民生用電子機器における応用範囲は非常に広いです。以下は、民生用電子機器における PCB の一般的な用途の一部です。

・モバイルデバイススマートフォンやタブレットは、目覚まし時計からGPSまで、あらゆる役割を果たしながら、私たちの日常生活の中心的な存在となっています。

•コンピューターエレクトロニクスデスクトップパソコンとノートパソコンの両方は、その中核にPCBを備えており、それらに接続される画面や周辺機器も同様にPCBを含んでいます。

•録音機器ビデオカメラ、デジタルカメラ、マイクロフォンなどの録音機器はすべて、内部のPCBに依存して動作しています。

•エンターテインメントシステム：DVDプレーヤーやゲーム機からテレビ、ステレオセットに至るまで、家庭用エンターテインメントシステムのあらゆる機器。

•家電ほとんどすべての現代の機器は電子部品によって動作しています。目覚まし時計、電子レンジ、冷蔵庫、コーヒーメーカーなどです。

産業用途

高出力の産業用途においても、PCB は一般的に使用されています。これらの電子部品は、工場や製造施設で用いられる機構を制御しており、産業設備でよく見られる過酷な環境に耐えなければなりません。これには、強力な薬品、振動する機械、乱暴な取り扱いなど、あらゆるものが含まれます。

このように変化の激しい厳しい環境においては、業界標準も同様に厳格です。現在、厚銅PCB（標準的オンス基板よりも大幅に厚い）ものは、他の用途でもよく見られます。この種のPCBは、大電流を扱う産業用途やバッテリー充電器に適しています。

•産業機器多くの電動ドリルやプレス機は、製造業においてPCB制御の電子回路を用いて稼働している。

•測定機器：工業製造プロセスにおいて、圧力、温度などの各種変数を測定・制御するために使用される装置。

•電動工具：DC-AC電力インバーター、太陽光発電コージェネレーション設備およびその他の電力制御装置。

自動車向けアプリケーション

現代では、自動車は電子部品にますます依存するようになっている。かつては、電子回路が実際に使われていたのはヘッドライトスイッチやワイパー程度であったが、現代の自動車でははるかに多くの用途に電子技術が用いられている。

今日の自動車は、進歩し続ける電子回路技術を活用し、いくつかの新しい用途にPCBを取り入れています。RF、マイクロ波、あるいはミリ波といった高周波信号で動作するPCBは、現在の自動車では一般的となっているセンサー用途でよく使用されています。実際、かつては軍用車両に限られていたレーダー技術は、現代の自動車では一般的なものとなっており、車両がクルーズコントロール中に衝突を回避し、死角を監視し、交通状況に適応するのを助けています。

これらの先進的なシステムは、道路の安全性を向上させると同時に、より優れた運転体験を提供します。そのため、今日の自動車において非常に人気となっています。したがって、これらのシステムの製造業者は、より多くの先進的なものを調達し、使用しなければなりません。高周波プリント基板および関連資料。

自動車におけるPCBの一般的な用途のうち、ほんの一部を挙げると次のとおりです。

•周囲のモニター新しい自動車モデルは、多くの場合、ドライバーが死角を監視し、距離をより正確に判断できるよう、充実した安全システムを備えるように設計されています。現在では多くの自動車に、レーダーやカメラを用いて距離を測定し、近接物体をドライバーに警告する全周囲モニターシステムが搭載されています。これらのシステムが正しく機能するためには、高品質なPCBが必要です。

•制御システム自動車の制御システムには、エンジンマネジメントシステム、燃料レギュレーター、電源装置などが含まれ、PCB ベースの電子機器を用いてリソースを監視・管理している。制御システムの中には、特定の状況下でドライバーに代わって自動車を運転するものもある。例えば、現在市場に出回っている一部の自動車には、自動で平行駐車を行う機能が搭載されている。

•ナビゲーションデバイス現代の車両には、ナビゲーション装置が組み込まれていることが一般的になっており、GPSコンピューターを使用して、運転者が不慣れな場所で道順を見つけたり、目的地までの最速ルートを特定したりするのを助けている。

•オーディオおよびビデオデバイス現在市場に出回っている多くの自動車には、車両をラジオや同乗者の携帯電話、音楽デバイスと接続する高度なダッシュボードが搭載されています。さらに、多くのファミリーカーでは、長距離移動の間に同乗者を退屈させないよう、乗客用のムービースクリーンが利用されています。これらすべてのデバイスは、PCB ベースの電子機器によって制御されています。

これらの自動車用PCBアプリケーションのいずれにおいても、特有の設計上の懸念事項を考慮に入れる必要があります。たとえば、自動車の高振動環境は、標準的なリジッドPCBに大きな負荷を与える可能性があります。そのため、リジッドPCBの代わりに、多くの車載電子機器メーカーは使用しています。フレキシブルPCB小型かつ軽量であることに加えて、振動に対する耐性も高い。そこでの課題は、自動車産業の巨大な需要を満たすために、これらの高周波で柔軟なPCBを十分な量生産することである。

航空宇宙分野での応用

自動車用途と同様に、航空宇宙分野で使用されるPCBには、高い精度と耐久性が求められます。ジェット機やロケットは大気圏内の飛行中に大きな乱気流にさらされることが多く、通常のリジッドPCBでは、その過程で受けるストレスによって損傷してしまう可能性があります。これを回避するために、ほとんどの航空宇宙メーカーはフレキシブルPCBを使用しており、これは振動による損傷に強いだけでなく、軽量かつ小型であるという利点も備えています。

高い耐久性に加えて、航空宇宙用PCBは極めて高い機能性と精度を備え、技術的な問題を回避するために最適な性能を発揮できるよう製造されていなければなりません。航空宇宙技術で使用される電子機器は、機体および乗員の安全にとって非常に重要であるため、それらが完全に正常に機能することが不可欠です。

PCB の、より一般的な航空宇宙分野での用途のうち、ほんの一部を挙げると次のとおりです。

•監視機器: 加速度計、圧力センサー、マイク、トルクおよび力センサーを含む計測機器は、その基本的な機能の一部としてすべてPCBを使用しています。これらの製品は、航空機やロケットのエンジンおよびコックピット内で使用され、機体の機能を監視するとともに、地上管制との通信にも用いられます。

•試験装置航空機の機能に加えて、PCB は航空機の開発および試験にも関与しています。構造、振動、飛行試験の過程でデータを収集する試験装置は、その中核に PCB を使用しています。これらのデータは、より効果的で効率的、かつ安全な航空機を開発するために利用することができます。

照明アプリケーション

プリント基板は、さまざまな高出力LED用途に対応できる汎用性の高いベースを提供します。LED照明ソリューションは、低消費電力、高効率、そして優れた光出力が評価され、さまざまな産業分野で急速に普及しています。これらのLEDがPCBと統合されることで、さらに高い汎用性が得られます。PCBは、特にディスプレイやインジケーターを含むLED照明ソリューションの用途拡大を可能にします。

照明業界におけるPCB LEDの最も一般的な用途のいくつかには、次のようなものがあります。

•通信業界: 通信機器は、LEDインジケーターやディスプレイを制御するためにしばしばPCBを使用します。この業界では、機器の密度が高いことが主な理由で、軽量かつ耐久性のあるPCBが好まれる傾向があります。そのためアルミ基板PCBFR4系統よりも優れた伝熱特性を備えている傾向があり、通信や照明用途で一般的に使用されています。

•自動車産業PCB LEDディスプレイは、自動車業界で一般的に使用されており、特にダッシュボードインジケーター、ヘッドライト、ブレーキライト、および高度なパネルディスプレイに搭載されています。この業界は特に好んでいますLEDライト用回路基板製造コストが低く、耐久性に優れているため、車両の価値と寿命を向上させます。

•コンピュータ技術産業PCB ベースの LED はコンピュータ技術業界でますます一般的になっており、デスクトップやノートパソコンのディスプレイやインジケーターによく使用されています。コンピュータ技術は熱に敏感であるため、コンピュータ内の LED 照明用途には、アルミニウム基板の PCB が特に好まれています。

•医療業界照明ツールは医療用途、特に外科手術や救急医療の分野において非常に重要であり、優れた照明は医師の視認性向上に役立ちます。これらの用途では、その電力効率と小型性から、LED が照明方式として選好される傾向にあります。PCB はこれらの用途のベースとしてよく使用されており、特にアルミニウム PCB は、他の種類の PCB よりも長寿命で、優れた放熱性能を提供します。このようにして、PCB LED は、さまざまな医療現場で繰り返し使用できる、長寿命の医療機器を実現します。

•住宅および店舗向け用途上記の用途に加えて、PCB LED は看板やディスプレイの形で家庭や企業内での人気が高まっています。スマート LED 照明は、家庭所有者が自宅を効率的に照らすための安価な手段であり、カスタマイズ可能な LED ディスプレイは店舗への集客を促すことができます。

さまざまな用途で有用ではありますが、LED は一般的に温度に敏感であり、照明器具の平均温度が上昇するにつれて、LED 電球の寿命は短くなります。多くの従来型 PCB は優れた機能性を備えていますが、そのすべてが LED 用途に適しているわけではありません。LED と組み合わせた場合、一部の PCB は熱を十分な速さで伝達できず、LED が最大効率で動作するための安定した温度環境を提供できないことがあります。照明用途で最良の性能を発揮するためには、LED 用に設計された PCB は、熱伝達能力を最大化するように設計されていなければなりません。

この目的のために、アルミニウム基板のプリント基板（PCB）は最適な解決策となります。高ルーメン出力のLEDアプリケーションの大半はアルミニウム基板PCBを使用しており、主にアルミニウムPCBが実現できる高いレベルの熱伝導性能のためです。これにより、PCBの設計に追加のヒートシンクを必要としませんが、PCBの放熱性能をさらに高めるために、他のヒートシンクを追加することも可能です。しかし、ヒートシンクをPCBベースそのものに組み込むことで、メーカーとエンドユーザー双方にとって、よりコンパクトで低コストな設計が可能になります。

その他のアプリケーション

PCB ベースの製品は、上記に挙げたもの以外にも、複数の産業分野にわたる何百もの用途で使用されています。いくつかの例を挙げると、次のとおりです。

・銃器申請軍事用および民生用の銃器メーカーは、その試験装置にしばしば PCB を使用します。メーカーは、爆発物、銃器、弾薬を市場に出す前に、それらの安全性と機能性を確保するため、このような装置をよく使用します。使用される装置には、貫通衝撃記録装置や衝撃試験装置などがあります。

•海洋用途水中および航行用途の両方は、PCB がよく使用される一般的な分野です。PCB はしばしば、帆船に搭載される航法、エンジン管理、および電力分配システムを制御します。変動する圧力や振動の大きさにより、設計者は適切で連続的な機能を保証するために、さまざまな点を考慮する必要があります。

•セキュリティアプリケーション家庭や企業の周囲および内部のセキュリティシステムは、侵入者の存在を検知するために使用されるさまざまなコンポーネントや信号を調整するために、PCB を利用しています。煙探知機、火災報知器、防犯アラームはすべて PCB を使用しており、電子ドアロックやモーションセンサーも同様です。

•放送および通信アプリケーション前述のとおり、PCB ベースの LED 照明ディスプレイは、通信および放送業界で一般的に使用されています。PCB は、この業界内で他にもさまざまな用途に用いられています。高周波増幅器やフィルタリング装置で PCB がよく使用されているほか、中継局、受信機、周波数ボード、ミキシングデッキ、マイクロフォンにも広く利用されています。

プリント基板の用途は、ここに挙げたものをはるかに超えており、市場そのものと同じくらい幅広く多様です。現代社会で電子技術が用いられているあらゆる場所で、あらゆる種類のPCBの活用例を必ず見つけることができるでしょう。

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