リジッド基板 ,,フレキシブル基板、リジッドフレキ基板

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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^[2]。

分類 [編集]

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 [編集]

次にリジッド基板のより詳細な分類を記す。

組成による分類 [編集]

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。

絶縁体基板に回路パターンを後から付け加える方法。銅パターンを形成したくない部分にレジスト（めっきレジスト）を形成し、レジストのない部分に電解または無電解めっきを施すことでパターンを形成する。アディティブ法にはフルアディティブ法、パートリーアディティブ法、セミアディティブ法などがある。日立化成、日立化成エレクトロニクス、イビデンなどはフルアディティブ法を採用している（なお、これらの企業はサブトラクティブ法による製造も行っている）。

• メッキ・電鋳の技術を応用して、回路パターンを析出させて構成するもの。
• 導電性ポリマーを絶縁基板上に線状に絞り出して塗布し回路を構成するもの。銅箔よりは配線抵抗が大きいため、主にディジタル回路基板の試作に用いられる。
• マルチワイヤー

  ポリイミドで絶縁被覆した銅線を自動布線機で縦横自由に配線して絶縁多層配線構造を形成するプリント配線板。デジタル回路のバス配線長を等しくしやすいなどの特徴がある。日立化成が採用している。

切断 [編集]

プリント基板は、生産性を考慮して1m四方や1.2m四方程度の1枚の大きさの基板に複数の基板をまとめて面付けして製造されることが多い。あらかじめ基板には、各基板間にNCドリルやVカットで切れ目を入れておき、完成後に折ってそれぞれを分離する^[3]。

フレキシブル基板 [編集]

正式には「フレキシブル配線基板」（Flexible PWB）と呼ばれ、薄いポリイミドやポリエステルなどのフィルムで出来たベースの上に、薄い銅箔の配線パターンを持ち、表面を保護のための絶縁フィルムなどで被覆された配線基板。

特長 [編集]

自由に折り曲げることが出来るほど薄くて柔軟であり、外形や中抜きも自由な形に比較的容易に加工できる。このため小型で外形が複雑なわりに多くの部品を詰め込む必要がある製品への使用が多い。また、複数のリジット基板間を接続する「ハーネス・ケーブル」の代わりに使われることもある。

問題点と不適な用途 [編集]

• 絶縁層と銅箔との接着性が比較的弱いため、シールド層が作りにくい
• 曲げるためには、多層化は向いていない
• 機械的強度が弱いため、重い部品には別に支えが必要になる
• 熱特性が悪い

最後の2点によってそのままでは放熱器が使えずに発熱の大きな部品は実装が困難となる場合があるが、基板の柔軟性を利用して筐体などを放熱器代わりにする方法がある。 これらの問題点を解決して、硬い基板と柔らかい基板の両方の長所を得られる、リジッドフレキシブル混成基板がある^[3]。

電気的特性 [編集]

高速デジタル回路 [編集]

デジタル回路でも低速の動作であればプリント基板の特性はあまり配慮の必要がいらないが、高速の動作が必要な高速デジタル回路ではプリント配線のパターンが理想的な銅線ではないことを理解して、銅配線パターンが作るインピーダンスへの配慮が必要となる。具体的には信号の立ち上がりや立ち下りが1ns以下で配線長が5cm以上の場合に交流的な影響が出る可能性を考慮する必要がある(分布定数回路)。

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自動実装 [編集]

自動実装機

プリント配線板に部品を取り付ける自動機械で、部品リールなどから部品を取り出し、部品を搭載し、穴挿入部品の場合はリードの切断、曲げ加工なども同時に行うのが一般的である。挿入部品用の自動実装機は「インサータ」、表面実装用の自動実装機は「マウンタ」と呼ばれる。はんだ付けなど一連の工程を受け持つ多数の機械を直列に配列した実装ラインに配置されている。現在、殆どの電子部品は自動実装に対応した仕様で作られ、リール供給または表面実装部品ではトレイ供給、バルク供給などで行われている。

挿入部品を基板に挿入後に余分なリードを切断したり、部品が簡単には抜けないようにピンやリードの端を少し曲げたりする。部分はんだ付けまでを行うものもある。光学センサーで位置を正確に読み取って実装位置を微調整したり、クリームはんだや部品ピンの検査を行なうものもある。

供給テープの無駄を省くために、バルク供給にシフトするケースもある。供給テープの交換時にも自動実装機を止めなくて良いようにもなっている^[3]。

検査 [編集]

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