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プリント基板の仕組みとは?役割や構造の基礎知識をご紹介2022.02.02

プリント基板の仕組みとは

 

プリント基板は、さまざまな電子機器に使用され、その仕組みによって電子製品の小型化や生産性の向上などが実現しています。

これまでは手作業で行っていた部品の固定や電線のつなぎ、組み立てが、プリント基板の登場によって改善され、配線ミスがなくなり、製品の信頼性も向上しました。

今回は、プリント基板がどのような仕組みになっていて、部品の固定や配線が施されているのかについて、プリント基板実装に高い技術をもつ安曇川電子工業が解説いたします。

プリント基板のメリットとは

プリント基板のメリットとは

プリント基板の役割は、回路を構成する電子部品同士を電気的に接続することです。電子機器を動かす役割があるプリント基板ですが、以下のような大きなメリットがあります。

同品質のものが量産できる

昔は、人の手によって基板の配線が這わされていました。機械ではないので、毎回同じ物ができる保証がなく、品質も一定のものであるとは言えない状態でした。

しかし、プリント基板は一度作ってしまえば、同じ電子回路の製品を基板を元に製作することができるため、同じ品質のものを速いスピードで量産することができるようになります。

低コストで製作できる

前述したように、人が一つ一つ製作していた時代は時間がかかるうえ、人件費も上がり基板1つのコストも高くなっていました。

それが今では機械で製作されています。もちろん、人の目が必要な工程や、手作業でなければならないものもありますが、随分と時間も短縮され、人件費削減、低コスト化が実現できるようになりました。

コンパクト化が可能になる

電子機器の小型化は日々進んでいます。それに伴い、部品やプリント基板の微小化も求められています。

かつては人の手で導線を這わせていたので小型化に限界がありましたが、プリント基板の登場でより小さく薄くすることができるようになりました。

さらに、より高機能な情報を処理することに対応するため、基板の表面だけでなく、内部にまで配線が施せるようになるなど、プリント基板の進化によって電子機器のコンパクト化も可能になっているのです。

プリント基板の仕組みとは

プリント基板の仕組みとは

プリント基板は、絶縁体でできた板(エポキシ樹脂やフェノール樹脂)の上や内部に、電気をよく通す銅箔などの配線が施されたものです。

これをプリント配線板(PWB)と言い、一般的なプリント基板とはこのことを指します。
これに電子部品をはんだ付けし、電子回路となったものを、プリント回路板(PCB)と言います。

プリント基板、そしてプリント回路板の仕組みは、主に以下の3つの工程から成り立っています。

電気回路設計

電気回路設計とは、電子機器が正しく機能するための電気回路図を設計することです。

電気回路設計では、設計図を描くだけでなく、実際に機器が動作するかの確認や求められる機能を設計すること、そして必要となる部品を選び手配する作業なども含まれます。

基板設計

基板設計とは、プリント基板に配置する部品や配線をどのようにするか設計することです、パターン設計、アートワーク設計とも言います。。

基板に配線パターンを描けば、その基板は、先述した通りプリント基板と呼ばれるものになります。

電気回路設計は、ICやその他の部品がそれぞれの特性を組み合わせて機能するように設計しなければなりません。

また、配線の方法やスルーホールの大きさによって基板の面積が大きくならないように配慮したり、加工費が高くならないようにしたりと、無駄のない基板設計を行う必要があります。

部品実装工程

部品実装工程とは、基板を作った後に、どのように部品をのせていくかのデータをつくり、実際に部品をのせていくことです。

まずは、部品と基板を接続させるために、はんだをどこにつけるかを示すためのデータを作って印刷する工程があり、そのはんだに対して、どの部品を実装するのか、部品の大きさや種類を定める部品実装データも必要になります。

実装する際には、部品同士が接触しないか注意すのはもちろんのこと、はんだ付けされる実装部品が、はんだが溶けて固まるまでの間にはんだの表面張力によって自然に動き位置決めされる「セルフアライメント」を起こすので、その隙間を考慮するなど高い技術が必要です。

プリント基板 抵コスト・高品質の仕組み

プリント基板の仕組みは常に進化をしており、これまでは高コストでできないと思っていたことも、ある時から、ある会社では可能になっていた、ということも起こり得ます。そのため、適正価格でプリント基板を安定して製造するには、信頼できるメーカーを見つけることが大切です。

そこで、安曇川電子工業が実践するプリント基板低コスト化のための仕組みをご紹介します。

積極的な基板のVA・VE提案

安曇川電子工業では、基板の量産性を考慮したVA・VE提案を数多く行ってきました。これによりコストを20%ダウンした実績もあります。

部品のコストや製造スピードに関連すること以外にも、基板の設計段階からコストダウンをお伝えできるポイントはないか常に考えています。

基板実装~ユニット機器組み立てまで一貫対応

安曇川電子工業では、社内に組立専用のラインを設けることにより、基板実装後のユニット機器の組み立てまでが可能になっており、豊富な実績を残しています。

これまでの経験、実績を元に、基板実装段階での部品選定・実装の際の工程を考慮した設計変更によるコストダウン、ユニット機器の部品・配線等の調達時におけるコストダウン・管理コスト削減の提案が可能です。

安曇川電子の一貫サービス

作業効率改善と品質保証

プリント基板量産時における組付け・検査の工程を改善するため、治工具開発・自動機開発を内製化しました。これによって作業効率が向上し、コストダウンが実現しています。

私たち安曇川電子工業がこれまで扱ってきたユニット機器というのは、エイジング試験や耐久試験が必須のものばかりです。その経験をもとに、社内で各種検査機器を完備し、ユニット組立後の検査も担っています。

低コストを目指しながらも、高品質なものを維持するための工夫を日々研究しております。

プリント基板の部品実装は安曇川電子工業へ

公式ソリューションサイトTOPより

安曇川電子工業はプリント基板の実装 、手挿入部品のフロー半田、ユニット組立を専門に行う会社です。

基板設計者の方が製図した基板の機能を維持しつつ、量産時に不具合やコストアップを招かないよう変更提案を行うVA・VE提案を得意とするほか、基板実装だけでなく、ユニット・制御機器のOEMメーカーとしての実績も多数保有しています。

  • 基板の生産コストを抑えたい
  • 試作段階でまずは1枚作りたい
  • OEM製品について知りたい

など、
プリント基板実装に関して25年の実績があり、高精度・高品質な製品と技術ノウハウを提供する安曇川電子工業株式会社へお問合せください。

営業時間:平日 8:20~17:25

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