工場用語辞典
基板 【よみ】 きばん 【英語】 substrate
ある機能を実行するため様々な電子部品を配置するための板のことを指す、また、その板を含めて電子部品を配置したものを総称して「基板」とも言う。
基板、特に電子機器において頻繁に耳にする「プリント基板」は、電子部品を配置し、それらを電気的に接続するための板状の絶縁体です。私たちの身の回りにあるスマートフォン、パソコン、家電製品など、ほとんどの電子機器内部には基板が組み込まれています。
プリント基板の構造と役割
プリント基板は、一般的に、絶縁性の基材（ガラスエポキシ樹脂など）の上に導体パターン（銅箔）が印刷された構造をしています。この導体パターンが、電子部品同士を電気的に接続する役割を果たします。
- 基材: 基板の土台となる部分。耐熱性、耐薬品性、機械的強度などが求められます。
- 導体パターン: 銅箔をエッチング加工することで形成される回路パターン。電子部品の足と接続され、電気信号を伝えます。
- ビア: 基板の両面にある導体パターンを電気的に接続するための穴。
- 実装面: 電子部品を取り付ける面。
プリント基板の役割
- 電子部品の支持: 電子部品を固定し、機械的な強度を提供します。
- 電気的接続: 電子部品同士を電気的に接続し、回路を形成します。
- 絶縁: 各部品間の電気的な絶縁を確保します。
- 信号伝送: 電気信号を正確に伝送します。
プリント基板の種類と特徴
プリント基板には、様々な種類があり、それぞれ特徴や用途が異なります。
- 片面基板: 導体パターンが片面のみにある最もシンプルな基板です。
- 両面基板: 両面に導体パターンがあり、ビアで接続することでより複雑な回路を構成できます。
- 多層基板: 複数の絶縁層を積層し、高密度な回路実装を実現します。
- フレキシブル基板: 柔軟性のある基材を使用し、曲げることができる基板です。
- 高周波基板: 高周波回路用に設計された基板で、伝送線路の特性が重要になります。
プリント基板の製造プロセス
プリント基板の製造プロセスは、大きく分けて以下の工程があります。
- 回路設計: CADソフトウェアを用いて回路パターンを設計します。
- 内層形成: 多層基板の場合、内層の導体パターンを形成します。
- 積層: 各層を積層し、ビアを形成します。
- 外層形成: 外層の導体パターンを形成します。
- ドリル: ビアをドリルで穴あけします。
- メッキ: 導体パターンにメッキ処理を行います。
- レジストパターン形成: 不要な部分を覆うレジストパターンを形成します。
- エッチング: レジストパターン以外の部分をエッチングで除去します。
- レジスト剥離: レジストパターンを剥離します。
- 表面処理: 表面処理を行い、はんだ付け性を向上させます。
基板の材料
基板の材料としては、以下のようなものが使用されます。
- 基材: ガラスエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミドなど
- 導体: 銅箔
- レジスト: フォトレジストなど
基板の応用
プリント基板は、電子機器だけでなく、自動車、航空機、医療機器など、幅広い分野で利用されています。近年では、IoTデバイスの小型化や高機能化に伴い、より高密度で複雑な回路を形成できるプリント基板が求められています。
基板、特にプリント基板は、現代の電子機器において不可欠な部品です。その構造、役割、種類、製造プロセスなどを理解することで、電子機器の仕組みをより深く知ることができます。
注意！！
「基盤」と混同されがちであるが、配電盤や分電盤、制御盤といった言葉が、「プリント基板」と間違えて周知され「プリント基盤」と使広まったせいではと考えられている。
言葉の使い方：電子機器の基盤（土台）となるプリント基板
