IC と PCB の違いは何ですか?

2024 年 1 月 3 日

ウィルは電子部品、PCB製造プロセス、組立技術に精通しており、生産監督と品質管理において豊富な経験を有しています。品質確保を前提に、お客様に最も効果的な生産ソリューションを提供します。

電気業界に足を踏み入れると、ICと PCB きっと、日々の仕事でよく使う2つの単語でしょう。似たような発音ですが、じっくりと調べてみると全く違うことがわかります。

ICとPCBの比較をご紹介します

田舎の家をケーブルハーネスアセンブリPCBは、リビングルーム、寝室、キッチン、バスルーム、バルコニーを備えたスイートルームのようなものです。わずか数十平方メートルの広さでありながら、大きな田舎の家のように人が住むための完璧な構成を備えています。

これで、PCB（プリント回路基板）の定義が分かりやすくなりました。プリント回路基板は、電子部品の重要なキャリアであるだけでなく、電子部品の電気的接続を提供する役割も担っています。その名称は、その製造方法である印刷に由来しています。具体的には、組み立て準備が整った基板は、内層穴あけ、トレース、エッチング、黒色酸化、ラミネート、外層穴あけ、PTH（プリント配線板）、PTRS（プリント配線板）、ソルダーレジスト、金メッキ、HASL（高耐熱性樹脂）、シルク印刷、そしてテスト工程を経る必要があります。

PCBと比較して、 IC 店舗フロア、役員フロア、食堂フロア、地下駐車場を備えた超高層ビルや高層ビルのような建物で、レイアウトが高度に統合されています。

ICレイアウトでは、機能の分離と効率的な接続が重要です。例えば、人工回路とデジタル回路は分離されています。電源ラインとグランドラインは分離されています。また、センシング回路は制御ロジックシステムから離れた隅に配置されています。いくつかの層には、様々なレイアウトと構造が採用されています。例えば、低ノイズ回路では、スペースとゲート抵抗を節約するためにフォールディングトランジスタが使用されています。H字型設計の層もあります。さらに、伝送速度を向上させるために、異なる宛先へのエレベーターが装備されています。CPUとメモリ間の接続には高速配線が使用されています。

ICとPCBの製造方法の違いを明確に理解する

IC製造

IC製造とは、トランジスタ、抵抗器、コンデンサなどの必要な配線と部品を、小さな半導体チップ（1個または複数個）上に実装し、それらを小型のシェルにパッケージングすることです。これは部分的な回路構造として機能します。

特にパッケージの種類は多岐にわたります。ここでは、一般的なパッケージについていくつかご紹介します。

DIPパッケージ（デュアル・インライン・パッケージ）：このパッケージは初期の集積回路に使用されていました。ピンはパッケージの両側から垂直またはダブル・バーティカル配置で引き出されています。
PLCCパッケージ（プラスチックLEDチップキャリア）：このパッケージは正方形で、すべての面にピンが配置されています。DIPパッケージよりもはるかに小型です。小型で高い信頼性という利点を持つPLCCパッケージは、PCB表面実装技術に適しています。
SOPパッケージ（スモールプロファイルパッケージ）：このパッケージはPCB表面実装技術向けです。ピンは本体の両側にL字型に配置されています。コンパクトなピン間隔により、SOPパッケージは小型で高密度なPCBに適しています。
PQFPパッケージ（プラスチックスクエアフラットパッケージ）：このパッケージは薄くて平らです。パッケージを囲むピンはL字型またはT字型です。PQFPパッケージは放熱性に優れ、HDIミニPCBに適合します。
BQFPパッケージ（クッション付き4辺ピンフラットパッケージ）：QFPパッケージの進化形です。本体の四隅にクッションが施されており、輸送中の変形やピン折れを防ぎます。
QFNパッケージ（4辺ピンレスフラットパッケージ）：4辺に電極コンタクトを持つパッケージです。ピンがないため、QFPよりも実装面積が小さく、高さもQFPよりも低くなります。ただし、電極コンタクトは重量負荷に弱いため、長距離輸送時には十分な保護が必要です。
BGA パッケージ（ボールグリッドアレイパッケージ）：このパッケージの片面に球面状の凸型ボールがアレイ状に配列されています。優れた放熱性、信号伝送遅延の低減、高い信頼性で知られています。

上記の一般的なパッケージング方法に加えて、TO タイプパッケージングや MCM タイプパッケージングなど、特定の要件に適した他のパッケージング方法もあります。

PCBアセンブリ

パート1で説明した印刷プロセスが完了したら、部品ごとにPCBを組み立てます。PCBの組み立て技術には、スルーホールアセンブリ、表面実装アセンブリ、そしてそれらの組み合わせが含まれます。

スルーホールアセンブリ：その名の通り、部品のリード線をPCBに開けた穴に挿入し、反対側で溶接する方式です。この技術は数十年にわたり広く使用されており、安定した接続で知られています。しかし、スルーホール部品は一般的にPCB上でより多くのスペースを必要とするため、高密度PCBレイアウトには適していません。そのため、スルーホールアセンブリPCBAは、古い電子機器、パワーエレクトロニクス、そして強力な機械的接続を必要とするデバイスでよく見られます。
表面実装アセンブリ：表面実装技術表面実装（SMT）では、部品を基板上に直接パッドで固定し、リフローはんだ付け工程で配線に溶接することができます。また、SMT部品は非常に小型であるため、基板の両面に実装できます。そのため、高密度基板や小型電子機器の組み立てには、この技術が好まれます。現在、表面実装アセンブリは、省スペース性と優れた電気特性を兼ね備えているため、市場における重要な技術となっています。
混在：スルーホールと表面実装（SMT）の併用は、組立工場における特殊注文への重要なソリューションです。つまり、最終的なPCBにはスルーホール部品と表面実装部品の両方が組み込まれていることになります。この柔軟なソリューションは、複雑なPCBへの道を開き、最終市場の需要に的確に対応します。