プリント基板
片面のみにパターンがあるもの。1層基板。
詳細は「ビルドアップ基板」を参照
逐次積層法により一層ずつ層を積み上げ、レーザー加工などにより直径100μm程度の微細な層間接続ビア(Via)を形成した、配線密度の高い多層配線板。日本IBMが開発した、感光性樹脂にフォトリソグラフィで穴あけを行うSLC (Surface Laminar Circuit) 基板が先鞭をつけたとされる(現在は京セラサーキットソリューションズに移管)。海外ではhigh density interconnect (HDI)、層間接続ビアはMICROVIA(マイクロビア、マイクロバイア)と呼ばれることが多い。携帯電話やデジタルカメラなど実装密度が高く、薄型化が要求される携帯機器への採用が進んでいる。代表的な製品としてはパナソニックエレクトロニックデバイスのALIVHやイビデンのFVSS、日本シイエムケイのPPBU、東芝が開発したB2it(後に大日本印刷と合弁会社を設立、現在は大日本印刷に移管)など多くの企業で様々な方式がある。ビルドアップ基板は基本的に一層ずつ積層を行い、その都度ビア形成、回路形成を行う必要があるため層数が増えれば増えるほどリードタイムが伸び製造コストがかかる欠点がある。この問題を克服するために全層を一度に積層してしまう一括積層法の開発が進んでいる。一括積層法の代表的なものとしてはデンソーのPALAPや住友ベークライトのS-Bicなどがある。
光硬化樹脂を塗布した銅箔面に紫外線でパターンを露光する。現像後、加熱する(ベーキング)。その後、塩化鉄(III) 水溶液で不要な銅箔をエッチングする。
銅箔のエッチング時の化学反応は以下のとおりである。
塩化鉄(III) の3価の鉄イオンが銅に電子を与えて2価になり、銅は銅イオンになる。塩化鉄(III) は塩化鉄(II) になる。 F e C l 3 + C u ⟶ F e C l 2 + C u C l {\displaystyle {\rm {FeCl_{3}+Cu\longrightarrow FeCl_{2}+CuCl}}} F e C l 3 + C u C l ⟶ F e C l 2 + C u C l 2 {\displaystyle {\rm {FeCl_{3}+CuCl\longrightarrow FeCl_{2}+CuCl_{2}}}}
エッチング終了後水洗、乾燥してからはんだ付けしない部分をコーティングする。穴を開けてから多層基板の場合は重ねてスルーホールを通す。その後所定の形状に切り抜く。
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。(シグナル・インテグリティ) 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)。
オーストリア人の発明家パウル・アイスラー(Paul Eisler)が考案した配線手法である。日本においては1936年(昭和11年)に成立した日本初のプリント配線板の特許が起源となる。集積回路、抵抗器、コンデンサー等の多数の電子部品を表面に固定し、その部品間を配線で接続することで電子回路を構成する板状またはフィルム状の部品。狭義には部品を含まない基板だけを指すが、広義には基板に電子部品を実装した状態も含む。主に、基材に対して絶縁性のある樹脂を含浸した基板上に、銅箔など導電体で回路(パターン)配線を構成する。いわゆるプリンテッドエレクトロニクスの一種であり、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、インクジェット、オフセット印刷など様々な印刷技術が駆使されている。
用語はJIS規格のJIS C 5603で以下のように定義されている。また、その参照元であるIECが制定したIEC 60194でも同様である。
プリント基板(プリントきばん、短縮形PWB, PCB)とは、基板の一種で、以下のふたつをまとめて指す総称。プリント基板は、電子部品の支持体であり、電子部品が電気的に相互に接続されている担体である。印刷を用いて作られるため、「印刷」回路基板と呼ばれている。
絶縁体でできた板の上や内部に、導体の配線が施された(だけの)もの。電子部品が取り付けられる前の状態。プリント配線板(PWB = printed wiring board)と呼ばれる。
(上記の板に)電子部品がはんだ付けされ、電子回路として動作するようになったもの。プリント回路板(PCB = printed circuit board)と呼ばれる。電気製品の主要な部品の1つである。