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第章

プリント配線板の概要と実装との関係

1.1

プリント配線板とは何か

表 1.1 プリント配線板の歴史の抜粋
Albert P. Hanson, ラジオのケーブル接続のために、絶縁シートの上下にケーブル埋設、交点に導通用の穴あけをあけ接続

1907

Leo Baekeland, フェノール樹脂を発明

1925

Charles Ducas, 絶縁体上に各種の方法で導電パターンを作成、電気めっきで導体を形成

1930

カスタン等、エポキシ樹脂を発明

1933

E. Franz, カーボン印刷と銅めっきで回路作成

1936

Paul Eisler, Foil Technique を発表、現在のプリント配線板の原形

1936

宮田、メタリコン吹付法でプリント配線板の特許

1942

米軍において、近接信管にセラミック基板にペーストで回路を作成、実用化、プリント配線板の初の量産

1947

米、National Bureau of Standard でプリント回路の形成法の技術を公表

1953

米、Motorola 社、めっきスルーホール両面板開発

1954

江戸川化学で初めて銅張積層板を製造

1955

ソニー、トランジスタラジオの実用化、プリント配線板を使用1961

米、Hazeltine, めっきスルーホール法による多層プリント配線板を開発

1964

電子交換機 DEX-II に 3 層シールド板適用

1965

コンピュータに多層プリント配線板採用

1957

米、ビルドアップ法の１つの Plated-upTechnology 発表

1968

米、Dupont 社、感光性ドライフィルムレジスト発明

1969

ポリイミド積層板を用いた多層プリント配線板の実用化

プリント配線板
発展期―電子機器の実装の歴史を見るとプリント配線板がわかる―
プリント配線板は絶縁板、またはシート上に導体の配線を形成したものです。ここに種々な電子部品を接続し、目標とする電子回路としての機能を持たせるためのものです。したがって、プリント配線板とは接続と絶縁、部品の支持の機能を持ったものです。最近の電子通信情報機器（以下、電子機器といいます）で、プリント配線板を使わずに組み立てられているものはなく、キーコンポーネントとして、重多層プリント配線板期要な役割を担っております。
プリント配線板は古くからあったものではありません。電気機器の接続は部品間を絶縁電線で個々にはんだ付けで配線していました。この作業には非常に工数が掛かるので、1900年当初より板の上に配線を形成し、接続を容易にしよう、部品も同時に形成しようという考えが出てきました。表1.1にプリント配線板の歴史の概要を抜粋して示しました。この表には、プリント配線板の考えが世界的に現れる頃より記しましたが、その後現在までを、日本の状況を中心に書いたものです。この中に耐熱性樹脂 BT レジンによる積層板の開発
富士通、ポリイミドを用いた、10 層多層プリント配線板の製造

1985

富士通、42 層高多層プリント配線板の製造

ビルドアッププ
リント配線板期

1988

独、Siemens, Microwiring Substrate としてビルドアッププリント配線板を実用化

1991

日本 IBM、Surface Laminar Circuit として , ビルドアッププリント配線板を実用化

1995

松下電器（当時）、ALIVH のビルドアッププリント配線板を開発

1996

ビルドアップ用樹脂付き銅箔の開発

1996

東芝、B2IT プロセスによるビルドアッププリント配線板開発

2000

味の素、ビルドアップ多層プリント配線板用のハロゲンフリーフィルム状耐熱性熱硬化性樹脂を開発

2000

ハロゲンフリー樹脂付き銅箔製品化

2006

旭シュエーベル（当時）、レーザー加工用ガラス布開発

2008

ハロゲンフリープリント配線板の適用拡大

プリント配線板の原形を作りました。すぐには実用化されることなく、1943年ごろ

タが発明され、同時期に銅張積層板も開発されてきました。1955年ごろに、トランジスタラジオが開発され、このラジオに片面のプリント配線板が使われるようになり、

8

明

1979ごろでした。同じころ、日本でも、錫･鉛の合金をマスクを通して溶射をすることで、これがプリント配線板の実用化の始めとされております。1950年ごろにトランジス

説

1977

したプリント配線板が今の形に近いものとして出現したのは図1.1のように1936年

近接信管（Proximity Fuse）を作りました。軍用として砲弾の弾頭に使われたもので、

要

高多層プリント配線板期

は日本の産業に影響を与えた技術なども挙げてあります。絶縁板の上に導体配線をの米国でセラミックの一種（ステアタイト）の材料を用い、この板に導体を形成し、概環境対策期プリント配線板の概要と実装との関係

年代
1903

第１章

期
プリント配線板
揺籃期

プリント回路技術用語辞典（3 版）、2010 年より抜粋

9この頃を境に急速に発展していきました。

銅箔

絶縁基板

プリント配線板のないときの部品の接続た。この状態は部品類の高集積化、小型化と、プリント配線板の高密度化により、すべてがプリント配線板で接続するようになってきました。に機器で小型機器では、
図1.2（a）のように、機器が複雑になるに従い、プリント配線板は片面プリント配線板より多層プリン部品をシャーシやラグ端子板に固定し、あト配線板に進展していき、1980年ごろより高多層プリント配線板が出現し、また、るいは、空中に浮かして、これらを絶縁被パターン印刷覆線で配線し、はんだ付けをして接続して1988年ごろより、ビルドアッププリント配線板の開発が報告され、1998年ごろより実用化しています。

いました。真空管を用いた機器ではプリントプリント配線板が実用化することにより電子機器、モジュールの製造が合理的に配線板を用いることは困難でしたが、トランできるようになりました。部品、デバイスの小型化が進み、性能が向上するとともに、ジスタが実用化し、次第に真空管を置き換プリント配線板を適用して機器、モジュールの性能を向上することができましたの

えていくと、トランジスタをプリント配線板エッチングで、限りなく大きな利益をもたらしました。身近なところで小型機器は携帯電話、スマートフォン、パソコン、デジタルテレビ、デジタルビデオカメラ、デジタルスチー
ルカメラ、カーナビゲイターなど数多くの電子機器があり、図1.3に携帯電話を示し、トランジスタなどの部品の搭載はプリント配その内部の電子部品とプリント配線板の実装状態を図1.4に示ました。また、身近で線板上に行いましたが、この当時は1枚の配はありませんが、大型で産業用に用いられるものとして、サーバー、スーパーコン

線板には多くの機能を搭載することはでき洗浄・乾燥ず、部品を搭載したプリント回路板の接続

ピュータなどの電子機器、ルーター、無線の基地局などの通信装置や航空･宇宙機器、防衛機器などがあり、図1.5はサーバーで、その実装状態は図1.6に示しました。このために、機器の裏面で図1.2（b）のように、のように、電子機器は生活環境に深く入り込んできています。現在の電子機器で、ディスクリートの配線で接続をしていまし

プリント配線板を用いていない機器はないといってよいと思います。

完成したプリント配線板
ラグ端子板

図 1.1 Eisler によるプリントエッチ
プロセス（部分）（1936）

絶縁被覆線

真空管

コンデンサ
抵抗

金属製
シャーシー

(a) 小型機器の裏面配線(b) 大型機器の裏面配線

図 1.2 プリント配線板のない機器の配線例

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図 1.3 小型電子機器の例

図 1.4 携帯電話（小型機器）の内部の実装例（富士通（株））

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プリント配線板の概要と実装との関係目されてきました。しかし、大型機器では、第１章に実装するようになり、プリント配線板が注

ランド

配線パターン

部品ホール（a）片面プリント配線板
サーバー（富士通（株））

図 1.5 大型電子機器の例

図1.6 サーバー（大型機器）の実装の例（富士通（株））

第１章

プリント配線板には絶縁基板の硬いものと、柔らかいものがあり、前者をリジッド板（Rigid board）といい、後者をフレキシブル板（Flexible board or sheet）と呼プリント配線板の概要と実装との関係んでおります。これらは、機器構成の状況に応じ選択されています。
（b）両面プリント配線板（スルーホール接続なし）

ここでは主としてリジッド板についての製造工程などについて説明しますが、必要に応じフレキシブルプリント配線板についても説明していきます。

1.2

めっきスルーホール

プリント配線板の種類と構造（c）めっきスルーホール両面プリント配線板

プリント配線板は絶縁板の表面、あるいは、表面と内部に接続用の導体配線を持っているものです。この導体パターンに電子デバイス、電子部品をはんだで接続しますと、設計で目的とした電子回路の機能が作られます。電子機器の規模により異なりますが、方式は同じです。

めっき
スルーホール

プリント配線板は導体層の数により、図1.7に示しますように、（a） 導体パターンが板の片面のみにある、片面プリント配線板（1層板、片面板）、（b） 導体が両面にあり、両面の導体パターンの接続にめっきを用いない、両面プリント配線板（2層板、両面板）、この板については作り方が片面板と類似していますので片面板のところで説明します。

12（d）めっきスルーホール多層プリント配線板（4 層）
図 1.7 プリント配線板の種類

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