電子回路には、抵抗器、コンデンサー、トランジスター、集積回路などのコンポーネントが接続されており、ドアベルのように単純な製品から、コンピューターのように複雑な製品になっています。
初期の回路は手作業で組み立てられていました。これは、1つの形式では、多数の緩い個々のワイヤを手動で切断、トリミング、およびはんだ付けするという面倒な方法でした。 この方法での製造は遅く、エラーが発生しがちでした。 また、ワイヤーの配置は技術者によって異なり、作業の確認やミスの修正が困難でした。
PCボードまたはPCBとも呼ばれるプリント回路基板の発明は、より速く、より簡単になりました 電子アセンブリと数百のコンポーネントで回路の作成を可能にしました–では不可能 手仕事。
典型的なPCBはエポキシグラスファイバーボードで構成され、ワイヤーを写真で印刷された後、銅の層に化学的にエッチングされた「トレース」に置き換えます。 その結果、基板にしっかりと結合され、ワイヤと同じように電子部品を接続する導電線のパターンが得られます。
PCBの種類
多くの種類のPCBがさまざまな目的のために開発されてきました。 安価なおもちゃは 片面 少数のコンポーネントと少数のトレースが片側に収まるため、プリント回路基板。 より大きな回路には、 両面 PCB。必要なすべての接続を行うために両側にトレースが必要です。
さらに複雑な回路には、追加の層が必要です。 A 4層 PCBには、通常、コンポーネントへのグランド接続と電源接続用に2つの内層があり、コンポーネント間の配線用に外側の2つの層が残っています。 この場合、内層は銅の広い平面であり、高品質の電力分配とノイズに対する優れたシールドを実現します。これは、手作業で配線されたボードに比べてPCBの利点です。
デスクトップおよびラップトップコンピュータには、それらの間に何千もの接続がある多くの集積回路があります。 彼らは必要です 多層 プリント回路基板。40を超える層と人間の髪の毛のように薄いトレースを持つことができます。 このタイプのPCBを使用すると、大きくて複雑な回路が小さな領域を占めることができます。
ほとんどのプリント回路基板はエポキシガラス繊維でできていますが、製品の要件を満たすために、代わりにフェノール紙やテフロンなどの他の材料を使用することもできます。 一般的なPCBは剛性がありますが、小さなスペースや異常なスペースに収まるように折りたたむことができる耐熱プラスチックの薄いシートで製造することもできます。
PCBの設計と製造
エンジニアは現在、コンピューターを使用してPCBを設計します。これは、コンポーネントの配置とコンポーネント間のトレースのルーティングを作成およびチェックするのに役立ちます。 完成したデザインは、ボード製造を専門とする会社にデジタルで送信できます。
プリント回路基板は高速で大量生産できるため、同等の手配線基板よりもはるかに安価です。 手作業で配線されたボードとは異なり、機械はPCBにコンポーネントを迅速に取り付け、一度にすべてをはんだ付けできます。
その他のPCBの利点
高密度接続と細いトレースを備えたプリント回路基板技術により、ますます小型の電子デバイスを使用して、これまで以上にコンパクトな製品を実現できます。 極端な場合、抵抗器などの受動部品は砂粒よりもかろうじて大きくなります。 集積回路は、指の爪のサイズのスペースに100の接続が詰め込まれている場合があります。
同じ設計の大量生産されたPCBは同一であるため、問題の診断と修復のために簡単にテストできます。 PCBには、ボードの表面にラベルが貼られたトレースとコンポーネントが明確に定義されており、どちらもサービス技術者にとって重要な助けになります。
部品の安定した基盤を提供し、手動配線によるばらつきを排除することで、プリント回路基板は電子製品の信頼性を大幅に向上させました。
ボードが揺れたときに部品が動かない。これは、自動車や宇宙船などの乗り物のPCBにとって重要です。 コンポーネントは、コンポーネント間または外部ソースからの電子干渉の拾い上げを減らす方法で配置できます。 コンポーネントとトレースの一貫した配置は、スマートフォンからラップトップコンピューターまで、すべての複雑な最新デバイスにとって重要な一貫したパフォーマンスを意味します。
