プリント回路基板 (PCBS) are boards used as substrates in most electronic devices – both as physical supports and as wiring areas for surface mount and socket assemblies. PCBS are usually made of fiberglass, composite epoxy resin, or other composite materials.

PCBタイプの紹介

Most PCBS for simple electronic devices are simple and consist of only a single layer. コンピュータのグラフィックカードやマザーボードなどのより複雑なハードウェアは、複数のレイヤー、場合によっては12のレイヤーを持つことができます。

Although PCBS are usually associated with computers, they can be found in many other electronic devices, such as televisions, radios, digital cameras and cell phones. 家庭用電化製品やコンピューターで使用されることに加えて、さまざまなタイプのPCBSが、次のようなさまざまな分野で使用されています。

• Medical equipment. 電子機器は現在、以前の製品よりも密度が高く、消費電力が少ないため、新しくエキサイティングな医療技術をテストできます。 Most medical devices use high-density PCBS for creating the smallest and most dense designs. これは、小型で軽量である必要があるため、医療分野で使用するデバイスの開発に伴ういくつかの固有の制限を緩和するのに役立ちます。 PCBSは、小さなデバイス（ペースメーカーなど）から大きなデバイス（X線装置やCATスキャナーなど）まで、あらゆるものに浸透しています。

• Industrial machinery. PCBSは、高出力の産業機械で一般的に使用されています。 Thick copper PCBS can be used where current one-ounce copper PCBS do not meet requirements. より厚い銅のPCBSは、モーターコントローラー、大電流バッテリー充電器、産業用負荷テスターなどの場合に役立ちます。

• lighting. Because LED-based lighting solutions are popular because of their low power consumption and high efficiency, so are the aluminum backplane PCBS used to make them. これらのPCBSはラジエーターとして機能し、標準のPCBSよりも高いレベルの熱伝達を可能にします。 These same aluminum backboard PCBS form the basis of high lumen LED applications and basic lighting solutions.

• Automotive and aerospace industries. The automotive and aerospace industries use flexible PCBS designed to withstand the high vibration environments common in both fields. 仕様や設計によっては、輸送業界で部品を製造するために必要な非常に軽量なものもあります。 They can also fit into tight Spaces that may exist in these applications, such as inside the dashboard or behind the instruments on the dashboard.

PCBボードには多くの種類があり、それぞれ独自の製造仕様、材料の種類、用途があります。単層PCB、XNUMX層PCB、多層PCB、リジッドPCB、フレキシブルPCB、リジッドフレキシブルPCB、高周波PCB、アルミニウムバックPCB。

A single layer PCB

Single – or single-sided PCB is a PCB or substrate made from a single substrate. One side of the substrate is coated with a thin metal layer. Copper is the most common coating because of its good electrical conductivity. Once a copper-based coating is applied, a protective welding mask is usually used, followed by the use of all elements on the last screen printing plate.

PCBタイプの紹介

Single-layer/single-side PCBS are easy to design and manufacture because they weld the various circuits and components on only one side. This ubiquity means they can be purchased at low cost, especially for high-volume orders. 低コスト、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。

Double-layer printed circuit board

The substrate material for a double – or double-sided printed circuit board has a thin layer of conductive metal, such as copper, applied to both sides of the board. ボードに開けられた穴により、ボードの片側の回路を反対側の回路に接続できます。

PCBタイプの紹介

Components of a circuit and a double-layer PCB board are usually connected in one of two ways: using a through-hole or using a surface mount. A through-hole connection means that small wires called leads are fed through the hole, with each end of the leads welded to the right-hand component.

表面実装PCBSは、コネクタとしてワイヤを使用できません。 Instead, many of the small leads are welded directly to the board, meaning that the board itself is used as a wiring surface for the different components. 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実行できるようになります。多くの場合、スルーホールボードよりも高速で軽量です。

Double side PCBS are commonly used in applications that require intermediate levels of circuit complexity, such as industrial controls, power supplies, instrumentation, HVAC systems, LED lighting, car dashboards, amplifiers, and vending machines.

多層PCB

Multi-layer PCB consists of a series of three or more layers of double-layer PCBS. These plates are then held together with special glue and clamped between the insulation pieces to ensure that excess heat does not melt any of the components. Multi-layer PCBS come in a variety of sizes, as small as four layers or as large as ten or twelve. The largest multilayer PCB ever built is 50 layers thick.

PCBタイプの紹介

For multilayer printed circuit boards, designers can produce very thick, complex designs suitable for a variety of complex electrical tasks. Beneficial applications for multilayer PCBS include file servers, data storage, GPS technology, satellite systems, weather analysis and medical devices.

堅いPCB

Rigid printed circuit boards are printed circuit boards made of a strong substrate material that prevents the board from twisting. Probably the most common example of a rigid PCB is a computer motherboard. The motherboard is a multi-layer PCB designed to distribute power from the power supply while allowing all parts of the computer to communicate with each other, such as the CPU, GPU and RAM.

Rigid PCB composition is perhaps the largest number of PCBS manufactured. These PCBS can be used anywhere the PCB itself needs to be set to a shape and remain so for the rest of the life of the device. リジッドPCBSは、単純な単層PCBS、または8層または10層PCBSにすることができます。

PCBタイプの紹介

All rigid PCBS have single, double, or multilayer structures, so they share the same application.

フレキシブルPCB

ガラス繊維などの非粘着性材料を使用するリジッドPCBSとは異なり、フレキシブルPCBSは、プラスチックなどの曲げたり移動したりできる材料でできています。 Similar to rigid PCBS, flexible PCBS come in single, double, or multi-layer formats. Because they need to be printed on flexible materials, they tend to be more expensive to manufacture.

PCBタイプの紹介

それでも、フレキシブルPCBSには、リジッドPCBSに比べて多くの利点があります。 The most striking of these advantages is their flexibility. This means they can be folded around the edges and wound around the corners. Their flexibility saves on cost and weight by using a single flexible PCB to cover areas that might need multiple rigid PCBS.

フレキシブルPCBSは、複数のリジッドPCBSの影響を受ける可能性のある領域でも使用できます。 Environmental hazards. To this end, they are manufactured only from materials that may be waterproof, shockproof, corrosion-resistant or high-temperature oil-an option that traditional rigid PCBS may not have.

柔軟な剛性PCB

When it comes to the two most important overall PCBS, flexible rigid PCBS combine the best of both. The flexible rigid board is composed of multiple flexible PCB layers attached to multiple rigid PCB layers.

Flexible rigid PCBS have many advantages over using rigid or flexible PCBS only in certain applications. たとえば、リジッドフレキシブルプレートは、両方の配線オプションをXNUMXつのプレートに組み合わせることができるため、従来のリジッドプレートまたはフレキシブルプレートよりも部品点数が少なくなります。 Combining rigid and flexible boards into a single rigid-flexible board also allows for a more streamlined design that reduces overall board size and package weight.

PCBタイプの紹介

フレキシブルリジッドPCBS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も懸念されるアプリケーションで最もよく見られます。

High-frequency PCB

Hf PCBSは、以前のモデルのようにPCB構造ではなく、一般的なPCB設計要素を指します。 Hf PCBS are circuit boards designed to transmit signals in excess of 1 gigahertz.

PCBタイプの紹介

Hf PCB materials typically include FR4 grade glass fiber reinforced epoxy laminate, polyphenylene ether (PPO) resin and teflon. Teflon is one of the most expensive options because of its small and stable dielectric constant, small dielectric loss and overall low water absorption.

Many aspects of the PCB board and its corresponding type of PCB connector need to be considered when selecting high frequency, including dielectric constant (DK), dissipation, loss, and dielectric thickness.

これらの中で最も重要なのは、問題の材料のDkです。 誘電率が変化する可能性が高い材料は、デジタル信号を構成する高調波を破壊し、デジタル信号の完全性を全体的に失う原因となるインピーダンス変化を引き起こすことがよくあります。これは、hfPCBSが防止するように設計された要因です。

Other considerations when choosing the type of circuit board and PC connector to use when designing hf PCBS include:

• Dielectric loss (DF), which affects the quality of signal transmission. Small dielectric loss may result in a small amount of signal waste.

• Thermal expansion. If the materials used to build the PCB, such as copper foil, have different thermal expansion rates, the materials may separate from each other due to temperature changes.

• Water absorption. High water intake can affect the dielectric constant and dielectric loss of a PCB, especially when used in wet environments.

• Other resistors. Materials used to construct HF PCBS shall be rated as required for heat resistance, impact resistance and hazardous chemicals.

Aluminum backing PCB

The design of an aluminum backed PCB is roughly the same as that of a copper backed PCB. ただし、ほとんどのPCBボードタイプで一般的なグラスファイバーを使用する代わりに、アルミニウムバックプレーンPCBSはアルミニウムまたは銅の基板を使用します。

PCBタイプの紹介

The aluminum backing is lined with insulation and is designed to have low thermal resistance, meaning less heat is transferred from the insulation to the backing. Once insulation is applied, layers of copper circuit from 1 ounce to 10 inches thick are applied.

Aluminum backed PCBS have a number of advantages over fiberglass backed PCBS, including:

• Low cost. Aluminum is one of the most abundant metals on Earth, accounting for 8.23% of the earth’s weight. Mining aluminum is easy and cheap, which helps reduce costs in the manufacturing process. As a result, it is cheaper to make products out of aluminum.

• environmental protection. アルミニウムは無毒でリサイクルが容易です。 アルミニウムでプリント回路基板を作ることも、組み立てが簡単なので、エネルギーを節約する良い方法です。

• heat dissipation. アルミニウムは、回路基板の主要コンポーネントから熱を放散するために使用できる最高の材料のXNUMXつです。 It does not radiate heat to the rest of the plate, but to the open air. アルミニウムPCBSは、同じサイズの銅PCBSよりも速く冷却されます。

•材料の耐久性。 アルミニウムはグラスファイバーやセラミックなどの材料よりも耐久性があり、落下試験に特に適しています。 より強力な基板を使用すると、製造、輸送、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PCBSは、交通用ヘッドライト、自動車用照明、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電力を必要とするアプリケーションに最適です。

主な使用分野に加えて、アルミニウムで裏打ちされたPCBSは、高度な機械的安定性が必要な場合、またはPCBが高レベルの機械的応力に耐えることができる場合にも使用できます。 They are less susceptible to thermal expansion than fiberglass panels, which means that other materials on the board, such as copper foil and insulation, are less likely to peel off, further extending the life of the product.

長年にわたり、PCBSは、電子デバイス用の計算機などの単純な単層PCBSから、高周波テフロン設計などのより複雑なシステムへと進化してきました。 PCBSは、照明ソリューションのような単純な電子機器から、医療や航空宇宙技術のようなより複雑な産業に至るまで、地球上のほぼすべての産業に浸透しています。

PCBSの開発は、PCB建材の開発にもつながりました。もはや、ガラス繊維で裏打ちされた銅箔で作られたPCBSだけではありません。 新しい建築材料には、アルミニウム、テフロン、さらには曲げることができるプラスチックが含まれます。 特に曲げ可能なプラスチックとアルミニウムは、多くの産業に関連する一般的な問題を解決するために、リジッドフレキシブルやアルミニウムで裏打ちされたPCBSなどの製品の作成を容易にしました。