プリント基板はすべての電子機器の中核コンポーネントです。 これらは、電子機器の機能と性能を明らかにする上で重要な役割を果たします。 これらの基板には電子部品が実装されています。 これらのボードはコンポーネント間の電気接続を作成し、機械的なサポートを提供します。 通常、PCB は、使用されるアプリケーションの要件を満たすように製造されます。
特定の種類のプリント回路基板の中には、他のものに比べて製造がより複雑で困難な場合があります。 この種の PCB の製造プロセスにはさらに多くのステップが必要になります。 このような基板の良い例はハイテク PCB です。 ハイテク PCB は製造がより複雑です。 これは、これらの基板は層数が多く、特殊な材料で作られている可能性があり、より厳しい公差での追加の製造および設計プロセスが必要になる可能性があるためです。
ハイテクPCBとは何ですか?
ハイテク PCB は、複雑な製造プロセスを必要とする回路基板の一種です。 回路基板は、いくつかの要因に基づいてハイテク PCB として分類されます。 これらには、層の数、層の製造に使用される材料、層が提供する機能、基板の製造に使用される技術などが含まれます。
ハイテク PCB の良い例があります。 例には、セラミック PCB、多層 PCB、高密度相互接続 PCB、フレキシブル PCB、およびリジッドフレックス PCB が含まれます。 ハイテク PCB の製造には厳密な注意が必要な製造プロセスがあるため、技術専門家が必要です。 また、この種の PCB は通常、高い要求のもとに製造されることに注意することが重要です。
ハイテクプリント回路基板を製造できるのは、業界標準の材料で作られている場合のみです。 さらに、設計および製造プロセスは通常、明確に定義されています。 すべてのプロセスが治療期間の満了までであることを確認することが重要です。
ハイテク PCB の材料の品質、機械的特徴、穴の形状をチェックするのに最適です。 ハイテク PCB の設計と製造プロセスは非常に複雑であるため、PCB メーカーはこれらの基板に注意を払う必要があります。
ハイテク基板の特徴
ハイテク PCB には、通常の回路基板とは異なるいくつかの特徴があります。 それらの特徴のいくつかを以下に説明します
高品質の基材
ハイテク回路基板の電子伝導能力は、ハイテク PCB の特性の 1 つです。 この回路基板の基材は高品質なものでなければなりません。 これは、ハイテク PCB が非常に要求の厳しいアプリケーションで使用されることが多いためです。 したがって、このボードは、動作環境でどのような状況が発生しても耐えることができなければなりません。
また、高品質の PCB ベース素材を使用したハイテク基板により、層間剥離や断線などの問題が防止されます。 したがって、基材は使用前に適切な試験を受ける必要があります。
完璧にきれいな PCB
ハイテクプリント基板の表面には、ほんの少しの塵や汚れがあってはなりません。 この PCB には、ほこりやはんだ耐性のある材料がまったく含まれていない必要があります。 材料が適切に洗浄されておらず、汚れがない場合、接続不良やはんだ接合不良が発生する可能性があります。
基板上の位置公差
ハイテク プリント PCB には、明確に定義されたビア、ドリル ホールの公差、トラック、その他の物理的および機械的特徴が必要です。 これにより、このボードは独特になり、パフォーマンスと外観の点で高いスコアが得られます。 穴のサイズやその他の機能は非常に重要であり、その公差を定義することが重要です。 これに関しては、プリント基板のストレステストを目的とするものではありません。 ただし、目的は、これらの仕様が定義された制限に従って正確に適切に統合されていることを確認することです。
国際規格に基づいて製造された耐性のある銅クラッド
ハイテク PCB は、品質基準に基づいて確立された許容基準を満たす銅クラッドを備えている必要があります。 これは、誘電体層の厚さをより正確に制御できるため、この回路基板では非常に重要です。
厚い誘電体層により、性能の期待値の偏差が最小限に抑えられます。 さらに、銅クラッディングだけでは期待どおりの性能を発揮できないため、コンポーネントの品質に注意を払うことが重要です。
高品質なPCB処理
製造中に回路基板に行われる処理は永久に続くわけではありません。 したがって、ハイテクプリント基板を使用する際には、表面処理に変化がないことを確認することが非常に重要です。
ハイテクプリント基板は、統合される前に一連の品質テストを受けることが重要です。 さらに、PCB の表面処理が有効期限を過ぎると、回路基板が湿気を吸う傾向があり、そのためはんだ付けプロセスがさらに困難になります。 さらに、回路の破損や層間剥離のリスクが高まります。
厚いソルダーレジスト層
IPC で定義されているはんだ抵抗の厚さについての正確な規定はありませんが、はんだレジスト層は電気絶縁をサポートするために必要な十分なレベルの許容差を備えている必要があります。 耐性のある厚いソルダーレジスト層は剥離の可能性を最小限に抑えるのに役立ち、そのためハイテク PCB はあらゆる機械的衝撃に対する耐性を向上させます。
ソルダーレジスト層が剥がれる可能性があり、十分な厚さがないと、ハイテク PCB の銅が周囲の腐食剤にさらされる可能性があります。 長期的には、断熱性が低下します。 したがって、ハイテク PCB には厚いソルダー レジスト層が必要です。
ハイテク PCB の種類
ハイテク PCB にはさまざまな種類があります。 前に説明したように、これらの回路基板には独特の特性があります。
高密度相互接続 (HDI) PCB
HDI 回路基板は、各ユニットの回路密度が向上しています。 このボードの回路密度は、従来のボードよりも高くなります。 また、HDI PCB にはブラインド ビアと埋め込みビアの両方が統合されています。 このボードには、直径 0.006 インチ以下のマイクロビアも統合されています。
高密度回路基板はハイテク PCB として分類されます。 この基板には埋め込みビアと貫通ビアがあります。 また、HDIボードは電気接続のない基板構造を採用しています。
HDI プリント基板は、今日の多くの電子機器、特に小型軽量の電子機器の製造において重要な役割を果たしています。 このボードは、一部のデバイスのサイズと重量の削減に貢献します。 小型のデバイスには、HDI PCB が統合される可能性が高くなります。
HDI ボードの公差は厳しいため、これらのボードの製造プロセスは経験豊富なメーカーが担当する必要があります。 わずかな欠陥やレイアウトのエラーが重大な問題につながる可能性があります。
RF/マイクロ波PCB
RF/マイクロ波 PCB はハイテク PCB です。 このボードは、RF またはマイクロ波信号を送信するコンポーネントで構成されています。 この PCB 信号によって送信される信号は、周波数によって異なります。 周波数の範囲は 50MHz から 2GHz 以上です。
RF またはマイクロ波 PCB が動作する周波数によって区別されます。 マイクロ波 PCB は 2Ghz を超える周波数で動作しますが、無線周波数 RF PCB は 100MHz を超える周波数で動作します。
RF/マイクロ波 PCB は、従来の PCB レイアウトと比較して設計がより複雑です。 これは、無線信号の受信または転送時に直面する課題のためです。 より厳しいインピーダンス許容差とノイズ感度は、このボードの主な問題の一部です。
RF/マイクロ波 PCB はノイズに対してより敏感であるため、より厳しいインピーダンス許容差が必要です。 RF/マイクロ波 PCB を設計する場合、最良の解決策はグランド プレーンを統合することです。 また、インピーダンス制御のある配線で曲げ半径を利用することもできます。 これにより、RF/マイクロ波ボードのパフォーマンスが向上します。
RF/マイクロ波ボードの材料の選択は、その性能を決定する上で非常に重要です。 これは、これらのボードが特定の周波数で機能するように特別に設計されているためです。 高度な複合材料は、RF/マイクロ波 PCB の構築に使用されます。 これらの複合材料は、熱膨張係数、誘電率、損失正接に関して特別な特性を備えています。
リジッドPCB
リジッド基板は、基材に固体基板を備えたプリント基板の一種です。 このボードはハイテク PCB の良い例です。 固体基板材料により、PCB の歪みが防止されます。 リジッド回路には、熱と接着剤を使用して組み合わされたいくつかの層が含まれています。 このボードの基板層は通常、グラスファイバーでできています。
FR4 は、このボードの基板として使用される最も一般的な材料です。 これは、これらの材料の頑丈さと剛性によるものです。 場合によっては、エポキシやフェノールが基材として使用されます。 これらの材料は FR4 ほど効率的ではありませんが、コストは低くなります。
この回路基板には FR4 補強が施されているため、リジッド PCB を折り曲げたりねじったりして任意の形状を形成することはできません。 リジッド回路基板の良い例は、コンピューターのマザーボードです。 リジッド回路基板は、攻撃的な油、化学薬品、さらには放射線に対しても耐性があります。 したがって、これらのボードは過酷な環境での使用に最適です。
これらのボードの特性は、衝撃、応力、振動に対する耐性を高めることができます。 リジッドボードは、高性能を必要とするアプリケーションに広く統合されています。 たとえば、産業用途での使用に最適です。 ただし、これらのボードの製造プロセスは非常に複雑です。
高速PCBデジタル
高速回路基板は、毎秒数十億の操作を管理するマイクロプロセッサおよびその他のコンポーネントで構成されています。 これらのボードは、エラーを最小限に抑えるために適切に設計および製造される必要があります。 信号の完全性は、高速 PCB の物理特性に影響を与える可能性があります。 高速 PCB の設計は、いくつかの問題が発生するため複雑です。 単純な回路設計では、メーカーは配線やコンポーネントの配置などの単純な問題に注意を払う可能性があります。
高速基板の設計プロセスでは、PCB の幅、配線の配置、信号への距離、接続されているコンポーネントの種類などのいくつかの要素を考慮する必要があります。 高速回路基板は、ネットワーク通信、医療機器、消費者向けの設置された電子機器などのアプリケーションで一般的に使用されます。
高速 PCB には高速配線が必要です。 高速設計では、インピーダンス制御を使用して配線を配線することが重要です。 アンテナと差動ペアは、高速 PCB のインピーダンス特性です。 PCB 設計者は、層スタックと配線幅がインピーダンス値に対してどのように計算されるかを理解する必要があります。 インピーダンス値が正しくないと、高速 PCB の信号に悪影響を及ぼす可能性があります。
ハイテクPCBの応用
ハイテク PCB は、高周波および高性能アプリケーションで使用されます。 これらのボードは、通常、衝撃、振動、高温にさらされるデバイスで使用されます。
安全・安心装備
セキュリティ システムには、ハイテク PCB に依存するいくつかの側面があります。 これらのシステムは、人の生命と財産の安全と安心にとって極めて重要です。 電子ドア ロック、セキュリティ カメラ、煙感知器などの一部の安全およびセキュリティ デバイスには、ハイテク ボードが組み込まれています。 最新の安全装置にはハイテク基板が使用されています。
軍事および防衛用途
軍事機器で使用されるプリント基板は、通常、高レベルの衝撃、振動、および極端な温度にさらされます。 したがって、このアプリケーションに組み込まれる回路基板は、非常に耐久性があり、信頼性が高い必要があります。 これらの基板は高温ラミネート、銅、その他の材料で構成されているため、軍はハイテク PCB を利用しています。 軍事で使用される制御システムと通信機器はハイテク PCB で構成されています。
航空宇宙部品
航空宇宙機器にはハイテク PCB が必要です。 振動やその他の過酷な条件に耐えられる材料で構成される PCB が必要です。 また、一部の航空宇宙機器は宇宙空間で機能するため、非常に耐久性が高くなければなりません。
産業機器
ハイテク PCB のもう 1 つの使用例は産業機器です。 産業用機械や装置に組み込まれる回路基板には高出力が必要です。 また、いくつかの過酷な条件に耐える能力も必要です。 これらのボードは、極端な温度、強力な化学薬品、乱暴な取り扱いに対する耐性を備えている必要があります。 これらのニーズを満たすために、産業部門はハイテク プリント基板を活用する必要があります。
結論
ハイテク PCB は製造がより複雑です。 これは、これらの基板は層数が多く、特殊な材料で作られている可能性があり、より厳しい公差での追加の製造および設計プロセスが必要になる可能性があるためです。
