プリント回路基板（PCB）とは| あなたが知る必要があるすべて

「プリント回路基板としても知られるPCBは、非導電性材料のさまざまなシートでできており、表面に取り付けられたソケット付きコンポーネントを物理的に支えて接続するために使用されます。 しかし、PCBボードの機能は何ですか？ さらに役立つ情報については、次のコンテンツをお読みください。 ---- FMUSER」

次の質問に対する回答をお探しですか。

プリント回路基板は何をしますか？
プリント回路とは何ですか？
プリント基板とは何ですか？
プリント基板はいくらですか？
プリント回路基板は有毒ですか？
なぜプリント基板と呼ばれるのですか？
回路基板を捨てることはできますか？
回路基板の部品は何ですか？
回路基板の交換にはどれくらいの費用がかかりますか？
回路基板をどのように識別しますか？
回路基板はどのように機能しますか？

または、これらの質問に対する答えを知っているかどうかわからない場合もありますが、心配しないでください。 an エレクトロニクスとRFエンジニアリングの専門家, FMUSER PCBボードについて知っておくべきことをすべて紹介します。

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コンテンツ

1) プリント回路基板とは何ですか？
2) なぜそれはプリント回路基板と呼ばれるのですか？
3) さまざまな種類のPCB（プリント回路基板） 
4) 2021年のプリント回路基板産業
5) プリント基板とは何ですか？
6) 最も人気のあるPCB設計加工材料
7) プリント回路基板のコンポーネントとその仕組み
8) プリント回路基板の機能-なぜPCBが必要なのですか？
9) PCBアセンブリの原理：スルーホールと表面実装

プリント回路基板とは何ですか？

の基本情報 PCBボード

ニックネーム： PCBは プリント配線板として知られています（基板）またはエッチングされた配線板（EWB）、PCBボードを次のように呼び出すこともできます 回路基板, PCボードまたは PCB 

定義： 一般的に言えば、プリント回路基板は 薄い板または平らな絶縁シート のような非導電性材料の異なるシートでできている ガラス繊維、複合エポキシ、またはその他のラミネート材料、これは物理的に使用されるボードベースです サポートして接続します 表面実装ソケットコンポーネント ほとんどの電子機器のトランジスタ、抵抗器、集積回路など。 PCBボードをトレイと見なすと、「トレイ」の「食品」は電子回路とそれに接続されている他のコンポーネントになります。PCBは多くの専門用語に関連しています。PCB用語については、ブローから詳しく知ることができます。ページ！

また、お読みください。 PCB用語集（初心者向け）| PCB設計

電子部品が実装されたPCBは、 プリント回路アセンブリ（PCA）, プリント回路基板アセンブリ or PCBアセンブリ（PCBA）、プリント配線板（PWB）または「プリント配線カード」（PWC）ですが、PCB-プリント回路基板（PCB）が依然として最も一般的な名前です。

コンピュータのメインボードは「システムボード」または「マザーボード」と呼ばれます。

*プリント回路基板とは何ですか？

ウィキペディアによると、プリント回路基板は次のことを指します。
「プリント回路基板は、導電性トラック、パッド、および非導電性基板のシート層上および/またはシート層間に積層された銅のXNUMXつまたは複数のシート層からエッチングされた他の機能を使用して、電気または電子コンポーネントを機械的にサポートおよび電気的に接続します。」

ほとんどのPCBは平坦で剛性がありますが、柔軟な基板により、ボードを複雑なスペースに収めることができます。

興味深いことに、最も一般的な回路基板はプラスチックまたはガラス繊維と樹脂の複合材料でできており、銅のトレースを使用していますが、他のさまざまな材料を使用できます。 

注：PCBは「プロセス制御ブロック、 "プロセスに関する情報を格納するシステムカーネル内のデータ構造。プロセスを実行するには、オペレーティングシステムは最初にプロセスに関する情報をPCBに登録する必要があります。

また読む： PCB製造プロセス| PCBボードを作成するための16のステップ

PCBボードの構造

プリント回路基板は、さまざまな層と材料で構成されており、これらが一緒になってさまざまなアクションを実行し、最新の回路をより洗練させています。 この記事では、プリント回路基板のさまざまな構成材料とアイテムすべてについて詳しく説明します。

画像の例のようなプリント回路基板には、導電層がXNUMXつしかありません。 単層PCBは非常に制限があります。 回路の実現では利用可能な領域を効率的に利用できず、設計者は必要な相互接続を作成するのが難しい場合があります。

* PCBボードの構成

プリント回路基板上のすべてのコンポーネントと機器がサポートされているプリント回路基板のベースまたは基板の材料は、通常、グラスファイバーです。 PCB製造のデータを考慮に入れると、グラスファイバーの最も人気のある材料はFR4です。 FR4ソリッドコアは、プリント回路基板にその強度、サポート、剛性、および厚さを提供します。 通常のPCB、フレキシブルPCBなど、さまざまなタイプのプリント回路基板があるため、それらはフレキシブル高温プラスチックを使用して構築されています。

追加の導電層を組み込むことで、PCBがよりコンパクトになり、設計が容易になります。 XNUMX層ボードは、XNUMX層ボードよりも大幅に改善されており、ほとんどのアプリケーションでは、少なくともXNUMX層を使用することでメリットが得られます。 XNUMX層ボードは、最上層、最下層、およびXNUMXつの内部層で構成されます。 （「上」と「下」は典型的な科学用語のようには見えないかもしれませんが、それでもPCBの設計と製造の世界では公式の名称です。）

また、お読みください。 PCBデザイン| PCB製造プロセスフローチャート、PPT、およびPDF

なぜそれはプリント回路基板と呼ばれるのですか？

史上初のPCBボード

プリント回路基板の発明は、オーストリアの発明者であるPaulEislerの功績によるものです。 Paul Eislerは、1936年にラジオセットに取り組んでいたときに最初にプリント回路基板を開発しましたが、回路基板は1950年代以降まで大量に使用されることはありませんでした。 それ以降、PCBの人気は急速に高まり始めました。

プリント回路基板は、1850年代に開発された電気接続システムから発展しましたが、回路基板の発明に至るまでの開発は1890年代までさかのぼることができます。 金属ストリップまたはロッドは、もともと木製のベースに取り付けられた大きな電気部品を接続するために使用されていました。 

*使用される金属ストリップ コンポーネント接続で

やがて、金属ストリップはネジ留め式端子に接続されたワイヤーに置き換えられ、木製のベースは金属シャーシに置き換えられました。 しかし、回路基板を使用した製品の運用ニーズが高まったため、より小さく、よりコンパクトな設計が必要でした。

1925年、米国のCharles Ducasは、導電性インクを使用してステンシルに印刷することにより、絶縁された表面に直接電気経路を作成する方法の特許出願を提出しました。 この方法は、「プリント配線」または「プリント回路」という名前を生み出しました。

*プリント回路基板の特許と、プリント回路シャーシとアンテナコイルを使用した最初の無線機を備えたCharlesDucas。 

しかし、プリント回路基板の発明は、オーストリアの発明者であるPaulEislerの功績によるものです。 Paul Eislerは、1936年にラジオセットの作業をしていたときに最初にプリント回路基板を開発しましたが、回路基板は1950年代以降まで大量に使用されることはありませんでした。 それ以降、PCBの人気は急速に高まり始めました。

開発の歴史 PCBの

●1925： アメリカの発明家であるチャールズ・デュカスは、導電性材料を平らな木の板にステンシルで印刷したときに、最初の回路基板の設計の特許を取得しました。
●1936： Paul Eislerは、ラジオセットで使用する最初のプリント回路基板を開発しました。
●1943： Eislerは、ガラス強化非導電性基板上の銅箔に回路をエッチングすることを含む、より高度なPCB設計の特許を取得しています。
●1944： 米国と英国は、第二次世界大戦中に地雷、爆弾、砲弾で使用する近接信管を開発するために協力しています。
●1948： 米国陸軍はPCB技術を一般に公開し、広範な開発を促しています。
●1950年代： トランジスタはエレクトロニクス市場に導入され、エレクトロニクスの全体的なサイズを縮小し、PCBの組み込みを容易にし、エレクトロニクスの信頼性を劇的に向上させます。
●1950〜1960年代： PCBは、片面に電気部品、もう片面に識別印刷を備えた両面ボードに進化します。 亜鉛板はPCB設計に組み込まれ、劣化を防ぐために耐食性の材料とコーティングが実装されています。
●1960年代：  集積回路（ICまたはシリコンチップ）は電子設計に導入され、XNUMXつのチップに数千、さらには数万のコンポーネントを配置し、これらのデバイスを組み込んだ電子機器の電力、速度、信頼性を大幅に向上させます。 新しいICに対応するには、PCB内の導体の数を劇的に増やす必要があり、その結果、平均的なPCB内の層が増えました。 同時に、ICチップが非常に小さいため、PCBが小さくなり始め、はんだ付け接続がより困難になります。
●1970年代： プリント回路基板は、環境に有害な化学物質であるポリ塩化ビフェニルと誤って関連付けられています。これは、当時PCBとも略されていました。 この混乱は、公共の混乱と地域の健康への懸念をもたらします。 混乱を減らすために、化学PCBが1990年代に段階的に廃止されるまで、プリント回路基板（PCB）はプリント配線基板（PWB）に名前が変更されました。
●1970年代から1980年代： 薄いポリマー材料のはんだマスクは、隣接する回路をブリッジすることなく銅回路へのはんだ付けを容易にし、回路密度をさらに高めるために開発されました。 回路に直接適用し、乾燥させ、後で光露光によって修正することができる写真画像化可能なポリマーコーティングが後に開発され、回路密度をさらに改善する。 これがPCBの標準的な製造方法になります。
●1980年代：  表面実装技術（略してSMT）と呼ばれる新しいアセンブリ技術が開発されています。 以前は、すべてのPCBコンポーネントには、PCBの穴にはんだ付けされたリード線がありました。 これらの穴は、追加の回線ルーティングに必要な貴重な不動産を占有していました。 SMTコンポーネントが開発され、すぐに製造標準になり、穴を必要とせずにPCB上の小さなパッドに直接はんだ付けされました。 SMTコンポーネントは急速に普及し、業界標準になり、スルーホールコンポーネントの交換に取り組み、機能電力、パフォーマンス、信頼性を向上させ、電子機器の製造コストを削減しました。
●1990年代： コンピュータ支援設計および製造（CAD / CAM）ソフトウェアがより目立つようになるにつれて、PCBのサイズは縮小し続けています。 コンピュータ化設計は、PCB設計の多くのステップを自動化し、より小さく、より軽いコンポーネントでますます複雑な設計を容易にします。 コンポーネントサプライヤは、デバイスのパフォーマンスの向上、消費電力の削減、信頼性の向上を同時に実現すると同時に、コストを削減します。 接続が小さいほど、PCBの小型化が急速に進みます。
●2000年代： PCBは、より小さく、より軽く、はるかに多くの層数になり、より複雑になっています。 多層で柔軟な回路PCB設計により、電子デバイスの操作機能が大幅に向上し、PCBはますます小型化および低コスト化されています。

また、お読みください。 廃プリント回路基板をリサイクルする方法は？ | 知っておくべきこと

異なる PCBの種類 (Pリントされた回路基板） 

PCBは、周波数、層の数、および使用される基板に基づいて分類されることがよくあります。 いくつかのポプラの種類について以下で説明します。

● 片面PCB /単層PCB
● 両面PCB /両面PCB
● 多層PCB
● フレキシブルPCB
● リジッドPCB
● リジッドフレックスPCB
● 高周波PCB
● アルミニウムで裏打ちされたPCB

1.片面PCB /単層PCB
片面PCBは、基板またはベース材料のXNUMXつの層のみを含む基本的なタイプの回路基板です。 基材の片面は金属の薄層でコーティングされています。 銅は、導電体として機能するため、最も一般的なコーティングです。 これらのPCBには、シルクスクリーンコートとともに銅層の上部に適用される保護はんだマスクも含まれています。 

*単層PCB図

片面PCBによって提供されるいくつかの利点は次のとおりです。
●片面PCBは大量生産に利用されており、低コストです。
●これらのPCBは、電力センサー、リレー、センサー、電子玩具などの単純な回路に使用されます。

低コストで大容量のモデルは、電卓、カメラ、ラジオ、ステレオ機器、ソリッドステートドライブ、プリンター、電源など、さまざまなアプリケーションで一般的に使用されていることを意味します。

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2.両面PCB /両面PCB
両面PCBは、基板の両面に金属導電層を備えています。 回路基板の穴により、金属部品を一方の側からもう一方の側に取り付けることができます。 これらのPCBは、スルーホール技術と表面実装技術のXNUMXつの取り付け方式のいずれかによって、両側の回路を接続します。 スルーホール技術では、回路基板の事前に開けられた穴にリードコンポーネントを挿入します。これらの穴は、反対側のパッドにはんだ付けされています。 表面実装技術には、回路基板の表面に直接配置される電気部品が含まれます。 

* XNUMX層PCB図

両面PCBが提供する利点は次のとおりです。
●表面実装では、スルーホール実装と比較して、より多くの回路をボードに取り付けることができます。
●これらのPCBは、携帯電話システム、電力監視、テスト機器、増幅器など、さまざまなアプリケーションで使用されています。

表面実装PCBは、コネクタとしてワイヤを使用しません。 代わりに、多くの小さなリードがボードに直接はんだ付けされます。つまり、ボード自体がさまざまなコンポーネントの配線面として使用されます。 これにより、より少ないスペースで回路を完成させることができ、スペースを解放してボードがより多くの機能を完了できるようになります。通常、スルーホールボードよりも高速で軽量です。

両面PCBは通常、産業用制御装置、電源、計装、HVACシステム、LED照明、自動車用ダッシュボード、アンプ、自動販売機など、中程度の回路複雑度を必要とするアプリケーションで使用されます。

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3.多層PCB
多層PCBには、4L、6L、8LなどのXNUMXつ以上の銅層で構成されるプリント回路基板があります。これらのPCBは、両面PCBで使用される技術を拡張します。 基板と絶縁材料のさまざまな層が、多層PCBの層を分離します。 PCBはコンパクトなサイズで、重量とスペースの利点があります。 

*多層PCB図

多層PCBによって提供されるいくつかの利点は次のとおりです。
●多層PCBは、高レベルの設計の柔軟性を提供します。
●これらのPCBは、高速回路で重要な役割を果たします。 それらは導体パターンと電力のためにより多くのスペースを提供します。

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4.フレキシブルPCB
フレキシブルPCBは、フレキシブルベース材料上に構築されています。 これらのPCBには、片面、両面、および多層フォーマットがあります。 これは、デバイスアセンブリ内の複雑さを軽減するのに役立ちます。 ガラス繊維などの動かない材料を使用する硬質PCBとは異なり、柔軟なプリント回路基板は、プラスチックなどの屈曲および移動が可能な材料でできています。 リジッドPCBと同様に、フレキシブルPCBには、シングル、ダブル、またはマルチレイヤーのフォーマットがあります。 フレキシブル材料に印刷する必要があるため、フレキシブルPCBの製造コストは高くなります。

*フレキシブルPCB図

それでも、フレキシブルPCBには、リジッドPCBに比べて多くの利点があります。 これらの利点の中で最も顕著なのは、柔軟性があるという事実です。 これは、それらを端に折りたたんで、角に巻き付けることができることを意味します。 単一のフレキシブルPCBを使用して、複数のリジッドPCBを使用する可能性のある領域をカバーできるため、その柔軟性はコストと重量の節約につながる可能性があります。

フレキシブルPCBは、環境の危険にさらされる可能性のある領域でも使用できます。 そのために、防水性、耐衝撃性、耐食性、または高温油に耐性のある材料を使用して簡単に構築されます。これは、従来の硬質PCBにはないオプションです。

これらのPCBによって提供されるいくつかの利点は次のとおりです。
● フレキシブルPCBは、ボードサイズの縮小に役立ち、高い信号トレース密度が必要なさまざまなアプリケーションに最適です。
● これらのPCBは、温度と密度が主な関心事である作業条件向けに設計されています。

フレキシブルPCBは、環境の危険にさらされる可能性のある領域でも使用できます。 そのために、防水性、耐衝撃性、耐食性、または高温油に耐性のある材料を使用して簡単に構築されます。これは、従来の硬質PCBにはないオプションです。

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5.リジッドPCB
リジッドPCBとは、ベース材料が固体材料から製造されており、曲げることができないタイプのPCBを指します。 リジッドPCBは、ボードがねじれるのを防ぐ固体基板材料で作られています。 おそらく、リジッドPCBの最も一般的な例は、コンピューターのマザーボードです。 マザーボードは、電源からの電力を割り当てると同時に、CPU、GPU、RAMなどのコンピューターの多くの部分すべての間の通信を可能にするように設計された多層PCBです。

*リジッドPCBは、単純な単層PCBからXNUMX層またはXNUMX層の多層PCBまで何でもかまいません。

リジッドPCBは、おそらく製造されるPCBの最大数を構成します。 これらのPCBは、PCB自体をXNUMXつの形状にセットアップし、デバイスの残りの寿命の間そのように維持する必要がある場所で使用されます。 リジッドPCBは、単純な単層PCBからXNUMX層またはXNUMX層の多層PCBまで何でもかまいません。

すべてのリジッドPCBは、単層、二重層、または多層構造であるため、すべて同じアプリケーションを共有します。

● これらのPCBはコンパクトであるため、PCBの周囲にさまざまな複雑な回路を作成できます。

● すべてのコンポーネントが明確にマークされているため、リジッドPCBは簡単な修理とメンテナンスを提供します。 また、信号経路はよく整理されています。

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6.リジッドフレックスPCB
リジッドフレックスPCBは、リジッド回路基板とフレキシブル回路基板を組み合わせたものです。 それらは、複数のリジッドボードに接続されたフレキシブル回路の複数の層で構成されています。

*フレックスリジッドPCB図

これらのPCBによって提供されるいくつかの利点は次のとおりです。
● これらのPCBは精密に製造されています。 したがって、さまざまな医療および軍事用途で使用されます。
● これらのPCBは軽量であるため、重量とスペースを60％節約できます。

フレックスリジッドPCBは、携帯電話、デジタルカメラ、ペースメーカー、自動車など、スペースや重量が最大の関心事であるアプリケーションで最もよく見られます。

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7.高周波PCB
高周波PCBは、500MHz〜2GHzの周波数範囲で使用されます。 これらのPCBは、通信システム、マイクロ波PCB、マイクロストリップPCBなどのさまざまな周波数クリティカルなアプリケーションで使用されます。

高周波PCB材料には、FR4グレードのガラス強化エポキシラミネート、ポリフェニレンオキシド（PPO）樹脂、およびテフロンが含まれることがよくあります。 テフロンは、その小さくて安定した誘電率、少量の誘電損失、および全体的な低い吸水率のために、利用可能な最も高価なオプションのXNUMXつです。

*高周波PCBは、XNUMXジャガーツで信号を送信するように設計されたシチュイトボードです。

高周波PCBボードとそれに対応するタイプのPCBコネクタを選択する際には、誘電率（DK）、損失、損失、誘電体の厚さなど、多くの側面を考慮する必要があります。

それらの中で最も重要なのは、問題のマテリアルのDkです。 誘電率が変化する可能性が高い材料では、インピーダンスが変化することがよくあります。これにより、デジタル信号を構成する高調波が破壊され、デジタル信号の完全性が全体的に失われる可能性があります。これは、高周波PCBが設計されていることのXNUMXつです。防ぐ。

高周波PCBを設計するときに使用するボードとPCコネクタのタイプを選択する際に考慮すべきその他の事項は次のとおりです。

● 信号伝送の品質に影響を与える誘電損失（DF）。 誘電損失の量が少ないと、信号の浪費が少なくなる可能性があります。
● 熱膨張。 銅箔など、PCBの構築に使用される材料の熱膨張率が同じでない場合、温度の変化によって材料が互いに分離する可能性があります。
● 吸水。 大量の水分摂取は、特に湿った環境で使用される場合、PCBの誘電率と誘電損失に影響を与えます。
● その他の抵抗。 高周波PCBの構築に使用される材料は、必要に応じて、耐熱性、耐衝撃性、および有害化学物質に対する耐性について高い評価を受ける必要があります。

FMUSERは高周波PCBの製造の専門家であり、低価格のPCBだけでなく、PCB設計のオンラインサポートも提供しています。 Rescale Support 詳細については！

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8.アルミニウムで裏打ちされたPCB
これらのPCBは、アルミニウム構造が熱放散に役立つため、高電力アプリケーションで使用されます。 アルミニウムで裏打ちされたPCBは、高レベルの剛性と低レベルの熱膨張を提供することが知られており、高い機械的公差を持つアプリケーションに最適です。 

*アルミニウムPCB図

これらのPCBによって提供されるいくつかの利点は次のとおりです。

▲低コスト。 アルミニウムは地球上で最も豊富な金属の8.23つであり、地球の重量のXNUMX％を占めています。 アルミニウムは採掘が簡単で安価であるため、製造プロセスの費用を削減できます。 したがって、アルミニウムを使用して製品を構築する方が安価です。
▲環境にやさしい。 アルミニウムは無毒で、簡単にリサイクルできます。 組み立てが簡単なため、アルミニウムからプリント回路基板を製造することも、エネルギーを節約するための良い方法です。
▲熱放散。 アルミニウムは、回路基板の重要なコンポーネントから熱を放散するために利用できる最高の材料のXNUMXつです。 ボードの残りの部分に熱を分散させる代わりに、熱を屋外に伝達します。 アルミニウムPCBは、同等サイズの銅PCBよりも速く冷却されます。
▲素材の耐久性。 アルミニウムは、特に落下試験において、グラスファイバーやセラミックなどの材料よりもはるかに耐久性があります。 より頑丈なベース材料を使用することで、製造、出荷、設置中の損傷を減らすことができます。

これらすべての利点により、アルミニウムPCBは、信号機、自動車照明、電源、モーターコントローラー、大電流回路など、非常に厳しい許容範囲内で高出力の電力を必要とするアプリケーションに最適です。

LEDと電源に加えて。 アルミニウムで裏打ちされたPCBは、高度な機械的安定性を必要とするアプリケーションや、PCBが高レベルの機械的応力にさらされる可能性があるアプリケーションでも使用できます。 ガラス繊維ベースのボードよりも熱膨張の影響を受けにくいため、銅箔や断熱材など、ボード上の他の材料が剥がれにくくなり、製品の寿命がさらに長くなります。

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2021年のプリント回路基板産業

世界のPCB市場は、製品タイプに基づいて、フレックス（フレキシブルFPCBおよびリジッドフレックスPCB）、IC基板、高密度相互接続（HDI）などに分割できます。 PCBラミネートタイプに基づいて、市場はPR4、高Tgエポキシ、およびポリイミドに分割できます。 市場は、アプリケーションに基づいて、家電、自動車、医療、産業、軍事/航空宇宙などに分割できます。

歴史的な期間にわたるPCB市場の成長は、活況を呈する家電市場、ヘルスケアデバイス業界の成長、両面PCBの必要性の高まり、自動車のハイテク機能に対する需要の急増など、さまざまな要因によって支えられてきました。 、および可処分所得の増加。 市場はまた、厳格なサプライチェーン管理やCOTSコンポーネントへの傾倒などのいくつかの課題に直面しています。

プリント回路基板市場は、予測期間（1.53年から2021年）に2026％のCAGRを記録し、58.91年には2020億ドルと評価され、75.72年には2026年までに2021億ドルの価値があると予測されています。 2026年。 市場は、主に家庭用電化製品の継続的な開発とすべての電子機器および電気機器におけるPCBの需​​要の増加により、過去数年間で急速な成長を遂げました。

コネクテッドカーへのPCBの採用も、PCB市場を加速させています。 これらは、有線と無線の両方のテクノロジーを完全に備えた車両であり、スマートフォンなどのコンピューティングデバイスに簡単に接続できます。 このような技術により、ドライバーは車両のロックを解除し、リモートで気候制御システムを起動し、電気自動車のバッテリー状態を確認し、スマートフォンを使用して車を追跡することができます。

5Gテクノロジー、3DプリントPCB、生分解性PCBなどの他のイノベーションの急増、ウェアラブルテクノロジーやM＆A（M＆A）活動でのPCBの使用の急増は、市場に存在する最新のトレンドの一部です。

さらに、スマートフォン、スマートウォッチ、その他のデバイスなどの電子デバイスの需要も市場の成長を後押ししています。 たとえば、Consumer Technology Association（CTA）が実施した米国のConsumer Technology Sales and Forecastの調査によると、スマートフォンの収益は79.1年と77.5年にそれぞれ2018億ドルと2019億ドルと評価されました。

3D印刷は、最近の大きなPCBイノベーションの3つに不可欠であることが証明されています。 3Dプリンテッドエレクトロニクス（3D PE）は、将来の電気システムの設計方法に革命をもたらすことが期待されています。 これらのシステムは、基板アイテムをレイヤーごとに印刷し、その上に電子機能を含む液体インクを追加することにより、3D回路を作成します。 その後、表面実装技術を追加して、最終的なシステムを作成できます。 2D PEは、特に従来のXNUMXD PCBと比較して、回路製造会社とそのクライアントの両方に計り知れない技術的および製造上の利点を提供できる可能性があります。

COVID-19の発生により、プリント回路基板の生産は、19月と2月のアジア太平洋地域、特に中国での制約と遅延の影響を受けました。 企業は生産能力に大きな変更を加えていませんが、中国の需要の低迷はいくつかのサプライチェーンの問題を提示しています。 20月の半導体産業協会（SIA）の報告書は、COVID-XNUMXに関連する中国国外での潜在的な長期的なビジネスへの影響を示しています。 需要の減少の影響は、企業のXNUMX年第XNUMX四半期の収益に反映される可能性があります。

PCB市場の成長は、世界経済とスマートフォン、4G / 5G、データセンターなどの構造技術に強く関連しています。 Covid-2020の影響により、19年の市場の落ち込みが予想されます。 パンデミックは、家電製品、スマートフォン、自動車の製造にブレーキをかけ、PCBの需​​要を抑制しました。 世界経済にトリガーパルスを与えるために製造業活動の再開により、市場は徐々に回復するでしょう。

プリント基板とは何ですか？

PCBは通常、熱、圧力、およびその他の方法で結合されたXNUMX層の材料でできています。 PCBのXNUMXつの層は、基板、銅、はんだマスク、およびシルクスクリーンでできています。

各ボードは異なりますが、ほとんどの場合、いくつかの要素を共有します。プリント回路基板の製造に使用される最も一般的な材料のいくつかを次に示します。

標準のプリント回路基板のXNUMXつの基本コンポーネントは次のとおりです。

●コア層–ガラス繊維強化エポキシ樹脂が含まれています
● 導電層–回路を構成するためのトレースとパッドが含まれています（通常は銅、金、銀で）
● ソルダーマスク層–薄いポリマーインク
● シルクスクリーンオーバーレイ–コンポーネントの参照を表示する特殊なインク
● スズはんだ–コンポーネントを貫通穴または表面実装パッドに取り付けるために使用されます

プリプレグ
プリプレグは、プリプレグ処理装置と呼ばれる特殊な機械で樹脂でコーティングされ、乾燥された薄いガラス生地です。 ガラスは、樹脂を所定の位置に保持する機械的な基板です。 樹脂（通常はFR4エポキシ、ポリイミド、テフロンなど）は、布地にコーティングされた液体として始まります。 プリプレグが処理装置を通過すると、オーブンセクションに入り、乾燥し始めます。 トリーターを出ると、触ると乾きます。

プリプレグが高温（通常は華氏300度以上）にさらされると、樹脂は柔らかくなり、溶け始めます。 プリプレグの樹脂が溶けると（熱硬化性と呼ばれる）ポイントに到達し、そこで再硬化して再び硬くなり、非常に強力になります。 その強度にもかかわらず、プリプレグとラミネートは非常に軽い傾向があります。 プリプレグシート、またはグラスファイバーは、ボートからゴルフクラブ、航空機、風力タービンのブレードまで、さまざまなものの製造に使用されます。 しかし、PCB製造においても重要です。 プリプレグシートは、PCBを接着するために使用するものであり、PCBのXNUMX番目のコンポーネントであるラミネートを構築するためにも使用されます。

* PCBスタックアップ-側面図

ラミネート
ラミネートは、銅張りラミネートと呼ばれることもあり、熱硬化性樹脂を使用して布の高温高圧層を硬化させることによって作成されます。 このプロセスは、PCBに不可欠な均一な厚さを形成します。 樹脂が硬化すると、PCBラミネートはプラスチック複合材のようになり、両面に銅箔のシートがあります。ボードの層数が多い場合は、寸法安定性のためにラミネートをガラス織物で構成する必要があります。 

RoHS準拠のPCB
RoHS準拠のPCBは、欧州連合の有害物質の制限に準拠しているPCBです。 消費者製品への鉛やその他の重金属の使用は禁止されています。 ボードのすべての部分には、鉛、水銀、カドミウム、およびその他の重金属が含まれていてはなりません。

戦士の表情
ソルダーマスクは、ボードの外層の回路を覆う緑色のエポキシコーティングです。 内部回路はプリプレグの層に埋め込まれているため、保護する必要はありません。 しかし、保護されていないままにすると、外層は時間の経過とともに酸化および腐食します。 ソルダーマスクは、PCBの外側の導体にその保護を提供します。

命名法-シルクスクリーン
命名法、またはシルクスクリーンと呼ばれることもありますが、PCBのはんだマスクコーティングの上に表示される白い文字です。 シルクスクリーンは通常、ボードの最終層であり、PCBメーカーがボードの重要な領域にラベルを書き込むことができます。 これは、組み立てプロセス中にコンポーネントの場所の記号とコンポーネントの参照を表示する特殊なインクです。 命名法は、各コンポーネントがボード上のどこに配置されるかを示す文字であり、コンポーネントの向きも提供する場合があります。 

はんだマスクと命名法はどちらも通常は緑と白ですが、赤、黄、灰色、黒などの他の色が使用されている場合がありますが、これらが最も人気があります。

ソルダーマスクは、コンポーネントを取り付ける予定のないPCBの外層のすべての回路を保護します。 ただし、コンポーネントをはんだ付けして取り付ける予定の露出した銅の穴とパッドも保護する必要があります。 これらの領域を保護し、良好なはんだ付け可能な仕上げを提供するために、通常、ニッケル、金、スズ/鉛はんだ、銀、およびPCBメーカー専用に設計されたその他の最終仕上げなどの金属コーティングを使用します。

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最も人気のあるPCB設計加工材料

PCB設計者は、設計の材料選択を検討するときに、いくつかのパフォーマンス機能に直面します。 最も一般的な考慮事項のいくつかは次のとおりです。

誘電率 –主要な電気的性能指標
難燃性 – UL認定に不可欠（上記を参照）
より高いガラス転移温度（Tg） –高温アセンブリ処理に耐える
軽減された損失要因 –信号速度が重要視される高速アプリケーションで重要
機械的強度 使用時にPCBに必要となる可能性のあるせん断、引張、およびその他の機械的属性を含む
熱性能 –高度なサービス環境における重要な考慮事項
寸法安定性 –または、製造中、熱サイクル中、または湿気にさらされている間、材料はどのくらい移動し、どの程度一貫して移動しますか

プリント回路基板の製造に使用される最も一般的な材料のいくつかを次に示します。

基板：FR4エポキシラミネートとプリプレグ-グラスファイバー
FR4は、世界で最も人気のあるPCB基板材料です。 「FR4」という表記は、NEMA LI1-1998規格で定義されている特定の要件を満たす材料のクラスを表します。 FR4材料は、優れた熱的、電気的、および機械的特性に加えて、ほとんどの電子アプリケーションに理想的な強度対重量比を備えています。 FR4ラミネートとプリプレグはガラスクロスとエポキシ樹脂でできており、通常、入手可能な最も低コストのPCB材料です。 それはまた時々伸ばすことができる柔軟な材料から作ることもできます。 

これは、層数が少ないPCBで特に人気があります。片面、両面、多層構造で、通常14層未満です。 さらに、ベースエポキシ樹脂は、その熱性能、電気的性能、およびUL火炎の生存/定格を大幅に改善できる添加剤とブレンドできます。これにより、より多くの層数で使用できる能力が大幅に向上し、より高い熱応力アプリケーションとより優れた電気的性能が構築されます。高速回路設計のための低コストで。 FR4ラミネートとプリプレグは非常に用途が広く、広く受け入れられている製造技術に適応でき、予測可能な歩留まりを実現します。

ポリイミドラミネートとプリプレグ
ポリイミドラミネートは、FR4材料よりも高い温度性能と、電気的性能特性のわずかな改善を提供します。 ポリイミド材料はFR4よりもコストがかかりますが、過酷で高温の環境での生存性が向上します。 また、熱サイクル中の安定性が高く、膨張特性が少ないため、層数の多い構造に適しています。

テフロン（PTFE）ラミネートとボンディングプライ
テフロンラミネートとボンディング材料は優れた電気的特性を提供するため、高速回路アプリケーションに最適です。 テフロン材料はポリイミドよりも高価ですが、設計者に必要な高速機能を提供します。 テフロン材料はガラス布にコーティングできますが、サポートされていないフィルムとして、または機械的特性を向上させるために特別なフィラーや添加剤を使用して製造することもできます。 テフロンPCBの製造には、多くの場合、独自のスキルを持つ労働力、特殊な機器と処理、および製造歩留まりの低下への期待が必要です。

柔軟なラミネート
柔軟なラミネートは薄く、電気的導通を失うことなく電子設計を折りたたむことができます。 彼らはサポートのためのガラス生地を持っていませんが、プラスチックフィルムの上に作られています。 それらは、動的フレックスであり、回路がデバイスの寿命の間継続的に折りたたまれるのと同じように、アプリケーションをインストールするためのワンタイムフレックスのためにデバイスに折りたたまれるのと同じくらい効果的です。 フレキシブルラミネートは、ポリイミドやLCP（液晶ポリマー）などの高温材料、またはポリエステルやPENなどの非常に低コストの材料から作成できます。 フレキシブルラミネートは非常に薄いため、フレキシブル回路の製造には、独自の熟練した労働力、特殊な機器と処理、および製造歩留まりの低下への期待が必要になる場合があります。

その他

BT、シアネートエステル、セラミック、樹脂を組み合わせて明確な電気的および/または機械的性能特性を実現するブレンドシステムなど、他にも多くのラミネートやボンディング材料が市場に出回っています。 体積はFR4よりもはるかに少なく、製造ははるかに困難である可能性があるため、通常、PCB設計の高価な代替品と見なされます。

プリント回路基板の組み立てプロセスは、多くの小さなコンポーネントとの相互作用と、各部品の機能と配置に関する詳細な知識を伴う複雑なプロセスです。 回路基板は、その電気部品なしでは機能しません。 さらに、対象となるデバイスまたは製品に応じて、さまざまなコンポーネントが使用されます。 そのため、プリント回路基板アセンブリに組み込まれるさまざまなコンポーネントを深く理解することが重要です。

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プリント回路基板コンポーネント そしてそれらがどのように機能するか
次の13の一般的なコンポーネントは、ほとんどのプリント回路基板で使用されています。

●抵抗器
● トランジスタ
● コンデンサ
● インダクタ
● ダイオード
● トランスフォーマー
● 集積回路
● 水晶発振器
● ポテンショメーター
● SCR（シリコン制御整流器）
● センサー
● スイッチ/リレー
● バッテリー

1.抵抗器-エネルギー制御 
抵抗器はPCBで最も一般的に使用されるコンポーネントのXNUMXつであり、おそらく最も理解しやすいものです。 それらの機能は、電力を熱として放散することにより、電流の流れに抵抗することです。 抵抗がないと、他のコンポーネントが電圧を処理できず、過負荷になる可能性があります。 それらは、さまざまな異なる材料で作られた多数の異なるタイプで提供されます。 愛好家に最もよく知られている古典的な抵抗器は、両端にリード線があり、本体に色付きのリングが刻まれている「アキシャル」スタイルの抵抗器です。

2.トランジスタ-エネルギー増幅
トランジスタは、その多機能性のため、プリント回路基板の組み立てプロセスに不可欠です。 これらは、導通と絶縁の両方が可能で、スイッチや増幅器として機能できる半導体デバイスです。 それらはサイズが小さく、比較的長寿命であり、フィラメント電流なしでより低い電圧電源で安全に動作することができます。 トランジスタには、バイポーラ接合トランジスタ（BJT）と電界効果トランジスタ（FET）のXNUMX種類があります。

3.コンデンサ-エネルギー貯蔵
コンデンサは受動XNUMX端子電子部品です。 それらは充電式バッテリーのように機能し、一時的に電荷を保持し、回路の他の場所でより多くの電力が必要になるたびにそれを解放します。 

これを行うには、絶縁または誘電体で分離されたXNUMXつの導電層に反対の電荷を収集します。 

コンデンサは、導体または誘電体材料によって分類されることが多く、高静電容量の電解コンデンサ、多様なポリマーコンデンサ、より安定したセラミックディスクコンデンサなど、さまざまな特性を持つ多くのタイプが発生します。 外観がアキシャル抵抗に似ているものもありますが、従来のコンデンサは、XNUMX本のリード線が同じ端から突き出ているラジアルスタイルです。

4.インダクタ-エネルギー増加
インダクタは、電流が流れると磁場にエネルギーを（静電エネルギーを蓄えるのではなく）蓄える受動XNUMX端子電子部品です。 インダクタは、直流を通過させながら交流を遮断するために使用されます。 

インダクタは、特定の信号をフィルタリングまたはブロックするためによく使用されます。たとえば、無線機器の干渉をブロックしたり、コンデンサと組み合わせて同調回路を作成したり、スイッチモード電源のAC信号を操作したりします。 テレビ受信機。

5.ダイオード-エネルギーリダイレクト 
ダイオードは、電流の一方向スイッチとして機能する半導体コンポーネントです。 それらは、電流が一方向に容易に流れることを可能にし、電流がアノード（+）からカソード（-）に一方向にのみ流れることを可能にしますが、電流が反対方向に流れることを制限し、損傷を引き起こす可能性があります。

愛好家に最も人気のあるダイオードは、発光ダイオードまたはLEDです。 名前の最初の部分が示すように、それらは発光するために使用されますが、はんだ付けしようとした人なら誰でも知っています、それはダイオードなので、向きを正しくすることが重要です。そうしないと、LEDが点灯しません。 。

6.トランスフォーマー-エネルギー伝達
変圧器の機能は、電圧を増減させながら、ある回路から別の回路に電気エネルギーを伝達することです。 一般的な変圧器は、「誘導」と呼ばれるプロセスを通じて、ある電源から別の電源に電力を転送します。 抵抗器と同様に、それらは技術的に電流を調整します。 最大の違いは、電圧を「変換」することにより、制御された抵抗よりも多くの電気的絶縁を提供することです。 電柱に大型の産業用変圧器を見たことがあるかもしれません。 これらは、架空送電線からの電圧（通常は数十万ボルト）を、家庭での使用に通常必要な数百ボルトに降圧します。

PCBトランスは、XNUMXつ以上の別個の誘導回路（巻線と呼ばれる）と軟鉄コアで構成されています。 一次巻線はソース回路（またはエネルギーが発生する場所）用であり、二次巻線は受信回路（エネルギーが流れる場所）用です。 変圧器は、機器に過負荷や過負荷をかけないように、大量の電圧をより小さく、より管理しやすい電流に分解します。

7.集積回路-発電所
ICまたは集積回路は、半導体材料のウェーハ上に縮小された回路およびコンポーネントです。 XNUMXつのチップに収めることができる膨大な数のコンポーネントが、最初の計算機を生み出し、今ではスマートフォンからスーパーコンピューターまで強力なコンピューターを生み出しました。 彼らは通常、より広い回路の頭脳です。 回路は通常、黒いプラスチックのハウジングに収められています。このハウジングは、すべての形状とサイズで提供され、ボディから伸びるリード線であろうと、BGAチップのように真下の接点パッドであろうと、目に見える接点があります。

8.水晶発振器-正確なタイマー
水晶発振器は、正確で安定したタイミング要素を必要とする多くの回路でクロックを提供します。 それらは、圧電材料である結晶を物理的に振動させることによって周期的な電子信号を生成するため、この名前が付けられています。 各水晶発振器は特定の周波数で振動するように設計されており、他のタイミング方法と比較して、より安定していて経済的で、フォームファクタが小さくなっています。 このため、マイクロコントローラーの正確なタイマーとして、またはより一般的にはクォーツ腕時計で一般的に使用されています。

9.ポテンショメータ-さまざまな抵抗
ポテンショメータは可変抵抗器の一種です。 それらは一般的に回転型と線形型で利用できます。 回転式ポテンショメータのノブを回転させることにより、スライダーの接点が半円形の抵抗器上を移動するときに抵抗が変化します。 回転式ポテンショメータの典型的な例は、回転式ポテンショメータがアンプへの電流量を制御するラジオのボリュームコントローラです。 線形ポテンショメータは同じですが、抵抗のスライダー接点を線形に動かすことによって抵抗が変化する点が異なります。 現場で微調整が必​​要な場合に最適です。  

10. SCR（シリコン制御整流器）-高電流制御
サイリスタとも呼ばれるシリコン制御整流器（SCR）は、トランジスタやダイオードに似ています。実際、これらは本質的にXNUMXつのトランジスタが連携して動作します。 また、XNUMXつのリード線がありますが、XNUMXつではなくXNUMXつのシリコン層で構成されており、アンプではなくスイッチとしてのみ機能します。 もうXNUMXつの重要な違いは、スイッチをアクティブにするために必要なパルスはXNUMXつだけですが、トランジスタがXNUMXつしかない場合は、電流を継続的に印加する必要があることです。 それらは、より大量の電力を切り替えるのにより適しています。

11。 センサー
センサーは、環境条件の変化を検出し、その変化に対応する電気信号を生成する機能を持つデバイスであり、回路内の他の電子部品に送信されます。 センサーは、エネルギーを物理現象から電気エネルギーに変換するため、事実上、トランスデューサーです（ある形式のエネルギーを別の形式に変換します）。 それらは、測温抵抗体（RTD）の抵抗のタイプから、テレビのリモコンなどの遠距離信号を検出するLEDまで何でもかまいません。 湿度、光、空気の質、タッチ、音、湿気、モーションセンサーなど、さまざまな環境刺激用のさまざまなセンサーが存在します。

12.スイッチとリレー-電源ボタン
基本的で見落とされがちなコンポーネントであるスイッチは、開回路と閉回路を切り替えることにより、回路内の電流の流れを制御するための単なる電源ボタンです。 それらは、スライダー、ロータリー、プッシュボタン、レバー、トグル、キースイッチなど、外観がかなり異なり、リストは続きます。 同様に、リレーはソレノイドを介して動作する電磁スイッチであり、電流が流れると一種の一時的な磁石のようになります。 これらはスイッチとして機能し、小さな電流を大きな電流に増幅することもできます。

13.バッテリー-エネルギー供給
理論的には、誰もがバッテリーとは何かを知っています。 おそらくこのリストで最も広く購入されているコンポーネントであるバッテリーは、電子エンジニアや愛好家だけでなく、それ以上のものによって使用されています。 人々はこの小さなデバイスを使用して、日常のオブジェクトに電力を供給しています。 リモコン、懐中電灯、おもちゃ、充電器など。

PCBでは、バッテリーは基本的に化学エネルギーを蓄積し、それを使用可能な電子エネルギーに変換して、ボード上に存在するさまざまな回路に電力を供給します。 それらは外部回路を使用して、電子が一方の電極からもう一方の電極に流れることを可能にします。 これにより、機能的な（ただし制限された）電流が形成されます。

電流は、化学エネルギーから電気エネルギーへの変換プロセスによって制限されます。 一部のバッテリーでは、このプロセスは数日で完了する可能性があります。 他の人は、化学エネルギーが完全に消費されるまでに数ヶ月または数年かかるかもしれません。 これが、一部の電池（リモコンやコントローラーの電池など）を数か月ごとに交換する必要があるのに対し、他の電池（腕時計の電池など）はすべて使い果たされるまでに数年かかる理由です。

プリント回路基板の機能-なぜPCBが必要なのですか？

PCBは、マザーボード、ネットワークカード、グラフィックカードからハード/ CD-ROMドライブの内部回路まで、ほぼすべての電子機器およびコンピューティングデバイスに搭載されています。 ラップトップやデスクトップなど、微細な導電性トレースが必要なコンピューティングアプリケーションに関しては、ビデオカード、コントローラーカード、ネットワークインターフェイスカード、拡張カードなど、多くの内部コンピューターコンポーネントの基盤として機能します。 これらのコンポーネントはすべて、プリント回路基板でもあるマザーボードに接続します。

PCBは、プロセッサの導電性パスが作成される方法の大規模バージョンのフォトリソグラフィプロセスによっても作成されます。 

PCBは多くの場合コンピューターに関連付けられていますが、PC以外の多くの電子機器で使用されています。 たとえば、ほとんどのテレビ、ラジオ、デジタルカメラ、携帯電話、およびタブレットには、XNUMXつまたは複数のプリント回路基板が含まれています。 ただし、モバイルデバイスに見られるPCBは、デスクトップコンピューターや大型電子機器に見られるものと似ていますが、通常はより薄く、より細かい回路が含まれています。

それでも、プリント回路基板は、小型の民生用デバイスから巨大な機械まで、ほぼすべての精密機器/デバイスで広く使用されています。FMUSERは、日常生活におけるPCB（プリント回路基板）の一般的な使用法のトップ10のリストをここに提供します。

申し込み	例
医療機器	●医用画像システム ● モニター ● 輸液ポンプ ● 内部デバイス
●医用画像システム： CT、CATおよび超音波スキャナーは、これらの画像をコンパイルおよび分析するコンピューターと同様に、PCBを使用することがよくあります。 ● 輸液ポンプ： インスリンや患者管理の鎮痛ポンプなどの輸液ポンプは、正確な量の液体を患者に送ります。 PCBは、これらの製品が確実かつ正確に機能することを保証するのに役立ちます。 ● モニター： 心拍数、血圧、血糖値モニターなどは、正確な測定値を取得するために電子部品に依存しています。 ● 内部デバイス： 内部で使用されるペースメーカーやその他のデバイスが機能するには、小さなPCBが必要です。 結論：  医療部門は、電子機器のより多くの用途を絶えず考えています。 技術が進歩し、より小さく、より高密度で、より信頼性の高いボードが可能になるにつれて、PCBはヘルスケアにおいてますます重要な役割を果たすようになります。

申し込み	例
軍事および防衛アプリケーション	●通信機器： ●制御システム： ●計装：
● 通信機器： 無線通信システムやその他の重要な通信では、PCBが機能する必要があります。 ● 制御システム： PCBは、レーダー妨害システム、ミサイル検出システムなど、さまざまなタイプの機器の制御システムの中心にあります。 ● 計装： PCBは、軍隊のメンバーが脅威を監視し、軍事作戦を実施し、機器を操作するために使用する指標を可能にします。 結論：  軍隊はしばしば技術の最先端にあるので、PCBの最も先進的な用途のいくつかは軍隊および防衛用途です。 軍隊でのPCBの使用は大きく異なります。

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安全およびセキュリティ機器	●防犯カメラ： ●煙探知器： ●電子ドアロック ●モーションセンサーと盗難警報
● 監視カメラ： 屋内でも屋外でも、セキュリティカメラはPCBに依存しており、セキュリティ映像の監視に使用される機器も同様です。 ● 煙探知機： 煙探知器や一酸化炭素探知器などの他の同様のデバイスが機能するには、信頼性の高いPCBが必要です。 ● 電子ドアロック： 最新の電子ドアロックにもPCBが組み込まれています。 ● モーションセンサーと盗難警報器： 動きを検出するセキュリティセンサーもPCBに依存しています。 結論：  PCBは、さまざまな種類のセキュリティ機器で重要な役割を果たします。特に、これらの種類の製品の多くがインターネットに接続できるようになっているためです。

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LEDの	● 住宅用照明 ● 自動車用ディスプレイ ● コンピュータディスプレイ ● 医療用照明 ● 店先の照明
● 住宅用照明： スマート電球を含むLED照明は、住宅所有者がより効率的に物件を照らすのに役立ちます。 ● 店先の照明： 企業は、看板や店舗の照明にLEDを使用できます。 ● 自動車用ディスプレイ： ダッシュボードインジケーター、ヘッドライト、ブレーキライトなどはLEDPCBを使用する場合があります。 ● コンピューターディスプレイ： LED PCBは、ラップトップおよびデスクトップコンピューターの多くのインジケーターとディスプレイに電力を供給します。 ● 医療用照明： LEDは明るい光を提供し、熱をほとんど放出しないため、医療用途、特に外科手術や救急医療に関連する用途に最適です。 結論：  LEDはさまざまなアプリケーションでますます一般的になりつつあります。つまり、PCBは照明においてより重要な役割を果たし続ける可能性があります。

申し込み	例
航空宇宙コンポーネント	●電源 ●監視装置： ●通信機器
● 電源装置： PCBは、さまざまな航空機、管制塔、衛星、その他のシステムに電力を供給する機器の重要なコンポーネントです。 ● 監視装置： パイロットは、加速度計や圧力センサーなど、さまざまな種類の監視装置を使用して、航空機の機能を監視します。 これらのモニターはしばしばPCBを使用します。 ● 通信機器： 地上管制との通信は、安全な空の旅を確保するための重要な部分です。 これらの重要なシステムはPCBに依存しています。 結論：  航空宇宙アプリケーションで使用される電子機器には、自動車セクターで使用されるものと同様の要件がありますが、航空宇宙PCBはさらに厳しい条件にさらされる可能性があります。 PCBは、飛行機、スペースシャトル、衛星、無線通信システムなど、さまざまな航空宇宙機器で使用できます。

申し込み	例
産業機器	●製造設備 ●電力設備 ●測定器 ●内部デバイス
● 製造設備： PCBベースの電子機器は、製造に使用される電気ドリルとプレスに電力を供給します。 ● 電力設備： 多くの種類の産業機器に電力を供給するコンポーネントはPCBを使用しています。 この電力設備には、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などが含まれます。 ● 測定装置： PCBは、圧力、温度、その他の要因を測定および制御する機器に電力を供給することがよくあります。 結論：  ロボット工学、産業用IoT技術、およびその他のタイプの高度な技術が一般的になるにつれて、PCBの新しい用途が産業部門で発生しています。

アプリケーション	例
海事アプリケーション	● ナビゲーションシステム ● 通信システム ● 制御システム
●ナビゲーションシステム： 多くの海事船は、ナビゲーションシステムをPCBに依存しています。 PCBは、GPSやレーダーシステム、その他の機器に含まれています。 ● 通信システム： 乗組員が港や他の船と通信するために使用する無線システムには、PCBが必要です。 ● 制御システム： エンジン管理システム、配電システム、自動操縦システムなど、海上船舶の制御システムの多くはPCBを使用しています。 結論：  これらの自動操縦システムは、ボートの安定化、操縦、船首方位エラーの最小化、および舵の活動の管理に役立つ可能性があります。

申し込み	例
家電	● 通信機器 ● コンピューター ● エンターテインメントシステム ● 家電製品
● 通信デバイス： スマートフォン、タブレット、スマートウォッチ、ラジオ、その他の通信製品が機能するには、PCBが必要です。 ● コンピュータ： 個人用とビジネス用の両方のコンピューターはPCBを備えています。 ● エンターテインメントシステム： テレビ、ステレオ、ビデオゲームコンソールなどのエンターテインメント関連製品はすべてPCBに依存しています。 ● 家電： 多くの家電製品には、冷蔵庫、電子レンジ、コーヒーメーカーなどの電子部品やPCBもあります。 結論：  消費者製品でのPCBの使用は確かに減速していません。 スマートフォンを所有しているアメリカ人の割合は現在77％であり、成長しています。 以前は電子的ではなかった多くのデバイスも、高度な電子機能を獲得し、モノのインターネット（IoT）の一部になりつつあります。

申し込み	例
自動車部品	● エンターテインメントおよびナビゲーションシステム ● 制御システム ● センサー
● エンターテインメントおよびナビゲーションシステム： ナビゲーションとエンターテインメントを統合するステレオとシステムはPCBに依存しています。 ● 制御システム： 車の基本機能を制御する多くのシステムは、PCBを動力源とする電子機器に依存しています。 これらには、エンジン管理システムと燃料レギュレーターが含まれます。 ● センサー： 自動車がより進歩するにつれて、メーカーはますます多くのセンサーを組み込んでいます。 これらのセンサーは、死角を監視し、近くの物体をドライバーに警告することができます。 車が自動的に縦列駐車できるようにするシステムには、PCBも必要です。 結論：  これらのセンサーは、自動車が自動運転できるようにするものの一部です。 今後、完全自動運転車の普及が見込まれ、プリ​​ント基板が多数使用されています。

申し込み	例
通信機器	● テレコムタワー ● オフィス通信機器 ● LEDディスプレイとインジケーター
● テレコムタワー： セルタワーは携帯電話からの信号を送受信し、屋外環境に耐えることができるPCBを必要とします。 ● オフィス通信機器： オフィスにある通信機器の多くは、電話交換システム、モデム、ルーター、Voice over Internet Protocol（VoIP）デバイスなどのPCBを必要とします。 ● LEDディスプレイとインジケーター： 通信機器には、PCBを利用するLEDディスプレイとインジケーターが含まれていることがよくあります。 結論：  電気通信業界は絶えず進化しており、このセクターで使用されているPCBも進化しています。 より多くのデータを生成して転送するにつれて、強力なPCBが通信にとってさらに重要になります。

FMUSERは、電子機器を使用する業界ではPCBが必要であることを知っています。 PCBを使用するアプリケーションが何であれ、PCBが信頼性が高く、手頃な価格であり、ニーズに合うように設計されていることが重要です。 

FMラジオ送信機のPCB製造の専門家であり、オーディオおよびビデオ送信ソリューションのプロバイダーとして、FMUSERは、FM放送送信機用の高品質で予算のPCBを探していることも知っています。それが私たちが提供するものです。 Rescale Support すぐに 無料のPCBボードのお問い合わせ!

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PCBアセンブリの原理：スルーホールと表面実装

近年、特に半導体分野では、より大きな機能、より小さなサイズ、および追加のユーティリティに対する需要の高まりが必要とされています。 また、コンポーネントをプリント回路基板（PCB）に配置する方法には、スルーホール実装（THM）と表面実装技術（SMT）のXNUMXつがあり、機能、長所、短所が異なります。見て！

スルーホールコンポーネント

スルーホール実装コンポーネントには、次のXNUMXつのタイプがあります。 

アキシャルリードコンポーネント -リード線の端がどちらかの端でコンポーネントから出ている状態で、（「軸」に沿って）直線でコンポーネントを通過します。 次に、両端をボード上のXNUMXつの別々の穴に通して、コンポーネントをより緊密に、より平らにフィットさせます。 これらのコンポーネントは、ぴったりとコンパクトにフィットする場合に適しています。 アキシャルリード構成は、カーボン抵抗、電解コンデンサ、ヒューズ、および発光ダイオード（LED）の形で提供される場合があります。

ラジアルリードコンポーネント -リードがコンポーネントの片側にある状態で、ボードから突き出ています。 ラジアルリードは表面積が少ないため、高密度ボードに適しています。 ラジアルコンポーネントは、セラミックディスクコンデンサとして利用できます。

*アキシャルリード（上）とラジアルリード（下）

アキシャルリードコンポーネントは、コンポーネントを直線（「アキシャル」）で貫通し、リード線の両端がコンポーネントの両端から出ています。 次に、両端をボードのXNUMXつの別々の穴に通して、コンポーネントをより近く、より平らにフィットさせます。 

一般に、アキシャルリード構成は、カーボン抵抗器、電解コンデンサ、ヒューズ、および発光ダイオード（LED）の形で提供されます。

一方、ラジアルリードコンポーネントは、リードがコンポーネントの片側にあるため、ボードから突き出ています。 両方のスルーホールコンポーネントタイプは「ツイン」リードコンポーネントです。

ラジアルリードコンポーネントはセラミックディスクコンデンサとして利用できますが、アキシャルリード構成はカーボン抵抗、電解コンデンサ、ヒューズ、および発光ダイオード（LED）の形で提供される場合があります。

また、アキシャルリードコンポーネントはボードにぴったりと合うように使用され、ラジアルリードは表面積が少ないため、高密度ボードに適しています。

スルーホール実装（THM）
スルーホール実装は、コンポーネントのリード線を裸のPCBのドリル穴に配置するプロセスであり、表面実装技術の前身の一種です。 現代の組立施設でのスルーホール実装方式ですが、第XNUMX世代のコンピューターの導入以来、二次的な操作と見なされ、使用されています。 

このプロセスは、1980年代に表面実装技術（SMT）が登場するまでは標準的な方法でしたが、その時点で、スルーホールは完全に段階的に廃止されると予想されていました。 それでも、長年にわたって人気が大幅に低下したにもかかわらず、スルーホール技術はSMTの時代に回復力があることが証明されており、信頼性などの多くの利点とニッチなアプリケーションを提供します。そのため、スルーホール実装が古いポイントに取って代わります。スルーポイント構造。

*ポイントツーポイント接続

スルーホールコンポーネントは、層間のより強力な接続を必要とする信頼性の高い製品に最適です。 SMTコンポーネントはボードの表面のはんだによってのみ固定されますが、スルーホールコンポーネントのリード線はボードを貫通しているため、コンポーネントはより多くの環境ストレスに耐えることができます。 これが、スルーホール技術が、極端な加速、衝突、または高温を経験する可能性のある軍事および航空宇宙製品で一般的に使用されている理由です。 スルーホール技術は、手動での調整や交換が必要になることがあるテストおよびプロトタイピングアプリケーションでも役立ちます。

全体として、PCBアセンブリからのスルーホールの完全な消失は、幅広い誤解です。 スルーホール技術の上記の使用を除いて、可用性とコストの要因を常に念頭に置く必要があります。 すべてのコンポーネントがSMDパッケージとして利用できるわけではなく、一部のスルーホールコンポーネントはより安価です。

また、お読みください。 スルーホールと表面実装| 違いはなんですか？

表面実装技術（SMT）
SMTコンポーネントをPCBの表面に直接取り付けるプロセス。 

表面実装技術は、もともと「平面実装」として知られており、1960年頃に、80年代半ばに広く使用されるようになりました。

現在、事実上すべての電子ハードウェアはSMTを使用して製造されています。 PCBの設計と製造に不可欠になり、PCB全体の品質と性能が向上し、処理と取り扱いのコストが大幅に削減されました。  

表面実装技術に使用されるコンポーネントは、いわゆる表面実装パッケージ（SMD）です。 これらのコンポーネントには、パッケージの下または周囲にリード線があります。 

さまざまな形状でさまざまな材料で作られたさまざまなタイプのSMDパッケージがあります。 これらのタイプのパッケージは、さまざまなカテゴリに分類されます。 「長方形の受動部品」のカテゴリには、主に標準のSMD抵抗とコンデンサが含まれます。 カテゴリ「スモールアウトライントランジスタ」（SOT）と「スモールアウトラインダイオード」（SOD）は、トランジスタとダイオードに使用されます。 オペアンプ、トランシーバー、マイクロコントローラーなどの集積回路（IC）に主に使用されるパッケージもあります。 ICに使用されるパッケージの例は、「スモールアウトライン集積回路」（SOIC）、「クアッドフラットパック」（QFN）、および「ボールグリッドアレイ」（BGA）です。

上記のパッケージは、利用可能なSMDパッケージのほんの一例です。 市場には、さまざまなバリエーションのパッケージがさらに多くあります。

SMTとスルーホール実装の主な違いは次のとおりです。 
（a）SMTでは、PCBにドリルで穴を開ける必要はありません。
（b）SMTコンポーネントははるかに小さい
（c）SMTコンポーネントはボードの両面に取り付けることができます。 

多数の小さなコンポーネントをPCBに取り付ける機能により、はるかに高密度で高性能な、より小さなPCBが可能になりました。

一言で言えば、スルーホール実装との最大の違いは、PCB上のトラックとコンポーネントの間に接続を作成するためにPCBに穴を開ける必要がないことです。 

コンポーネントのリード線は、PCB上のいわゆるPADと直接接触します。 

ボードを貫通してボードの層を接続するスルーホールコンポーネントリードは、「ビア」に置き換えられました。これは、PCBの異なる層間の導電接続を可能にし、本質的にスルーホールリードとして機能する小さなコンポーネントです。 。 BGAのような一部の表面実装コンポーネントは、より短いリードとより多くの相互接続ピンを備えた高性能コンポーネントであり、より高速になります。 

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