PCB製造とは
PCB製造とは、電子機器に不可欠な部品であるプリント回路基板（PCB）を製造するプロセスを指します。PCB製造では、集積回路（IC）、抵抗器、コンデンサ、コネクタなど、様々な電子部品間の電気的接続をコンパクトかつ整然と行う物理的な基板を作成します。
TPCB製造プロセス
ステップ1：回路レイアウトの設計
電気回路はECADソフトウェアで設計され、レイアウトデータは ガーバーファイル 銅層、はんだマスク、シルクスクリーン、ドリルなどの座標が含まれます。設計ルール チェックにより製造可能性が検証されます。
ステップ2：フィルムを印刷する
専用のフォトプロッタプリンターは、感光乳剤を塗布した透明なプラスチックシート上に、各層の高解像度フィルムネガを作成します。レジストレーションホールにより、各層の位置が正確に調整されます。
ステップ3：銅張積層板をコーティングする
生もの PCB基板 洗浄後、フォトレジスト層でラミネート加工されます。レジストの接着を促進するために接着促進剤が使用される場合もあります。
ステップ4：フォトレジストを選択的に露光する
フィルムネガはレジストレーションピンを用いてラミネートに慎重に位置合わせされます。UV光源が、層の画像に応じてフォトレジストを選択的に露光します。
ステップ5：層の開発とエッチング
基板を化学現像液に浸し、露光されていないレジストを溶解します。エッチング液は、レジストで保護されていない銅を除去し、導体パターンを形成します。
ステップ6：層の積み重ねとラミネーション
内層と外層は、レジストレーションホールまたはビジョンシステムを用いて位置合わせされます。プリプレグと銅箔の層は、熱と圧力によって正確に積み重ねられ、ラミネートされます。
ステップ7：ドリル穴
コンポーネントのリード線と層間接続用のビア用の穴は、コンピュータ数値制御（CNC）ドリルを使用して精密に加工されます。穴壁のバリは除去されます。
ステップ8：電気メッキ
露出した表面全体に銅の薄い層が自己触媒的に堆積され、電気めっきの基本的な導電性を実現します。
ステップ9：はんだマスクを塗布する
液体フォトイメージング可能 (LPI) はんだマスクを基板全体に塗布して硬化させることで、銅トレースの酸化を防ぎ、はんだブリッジを防止します。
ステップ10：表面を仕上げる
露出した銅には、熱風はんだレベリング剤 (HASL)、有機はんだ付け性保護剤 (OSP)、浸漬銀、または浸漬金がコーティングされます。
ステップ11：シルクスクリーン印刷
参照指定子、シンボル、会社情報、ボードのアウトライン、その他のマークはシルクスクリーン インクを使用して印刷されます。
ステップ12：電気テスト
導通、絶縁テスト、回路内またはフライング プローブ テストにより、断線や短絡がないことを確認します。
ステップ13：ボードを分離する
V 溝の切断、ルーティング、またはスコアリングにより、個々のボードが大きなパネル化されたボードから分離されます。
ステップ14：最終品質検査
電気的、視覚的、および機械的な検査により、出荷前にボードが仕様を満たしていることを確認します。
5種類のPCB製造技術
それでは、DIY からプロフェッショナル生産まで、プリント回路基板を製造するためのさまざまな手法について説明します。
- 多孔板と実験用プレート
PCB製造の最も簡単な方法は、いわゆる「実験用プレート」を使用することです。これは硬質紙またはエポキシ樹脂（GRP）製のPCBで、2.54mm（XNUMX/XNUMXインチ）ピッチで穴が開けられています。銅箔は、パッドまたはストリップとしてこれらの穴の周囲に配置されています。これにより、より小さな回路を迅速に構築できます。部品は銅箔のない面に挿入し、反対側からはんだ付けします。接続には細いワイヤーや撚線を使用できます。しかし、このタイプのプリント回路基板は、長期的には満足のいくものではありません。見た目があまりにも「手工芸品」のようです。
- 回路基板のフライス加工
別の選択肢 PCB製造サービス 銅張基板を用意し、その上に導体トラックを加工します。ドリルスタンドと小型で高速回転するドリルがあれば十分です。対応する導体トラックは、フリーハンドで加工することも、先端が尖った小型カッターを用いてストッパーで加工することもできます。その後、部品用の穴を開けます。
この方法は、乗用車の照明灯のような長く直線的な導体トラックには有効ですが、より複雑なPCB基板ではすぐに限界に達してしまいます。さらに、フリーハンドでパスを加工するにはかなりの技術が必要です。そのため、電動XYテーブルを備えたフライス盤をお持ちでない限り、この方法はごく限られた用途にしか利用できません。
- エッチング回路基板
PCBエッチング 基板から銅を選択的に除去して回路パターンを形成するプロセスです。まず、回路レイアウトを設計し、銅ラミネート基板上にマッピングします。次に、耐水性インクやトナーなどのレジスト材を使用してパターンを保護し、基板をエッチングする準備をします。基板をエッチング液に浸し、レジストで保護されていない不要な銅を除去します。その後、レジストを除去し、はんだマスクを塗布します。最後に、穴を開けて PCB を完成させます。エッチングにより DIY 試作が可能になりますが、手作業ではパターン幅と生産量に限界があります。製造においては、より高度なフォトリソグラフィープロセスにより、レイアウトを正確に基板上に転写します。次に、エッチングによりレイアウトに従って銅を選択的に除去し、高品質の回路基板を効率的に製造します。
- トナー転写方式
トナー転写法では、レーザープリンターを用いてコート紙に鏡像のレイアウトを印刷します。次に、トナーをアイロンで熱圧着し、洗浄した銅板に転写することで、エッチング用のレジストパターンを形成します。あるいは、雑誌の紙とマニキュアの除光液を溶剤として用いて、化学的にトナーを転写することも可能です。どちらの方法も、愛好家が自宅で細い配線を持つ精密なプリント基板を製作することを可能にします。その後、基板をエッチングして露出した銅を除去し、必要な配線部分をトナーで保護します。
- プロフェッショナルPCB製造サービス
PCBを自分で作る代わりに、設計ファイルを専門のPCBメーカーに送ることもできます。彼らはフォトリソグラフィーなどの高度なプロセスを用いて、非常に微細な機能を備えたプロ仕様の基板を製造します。詳細なプロセスは上記に記載されています。これは、大量生産や複雑な多層基板に最適です。これは、高品質で量産グレードのPCBを製造するために産業グレードのプロセスを使用する専門企業が提供するサービスです。これらのサービスは、大量生産や、精度と信頼性の高いPCBが求められる場合に適しています。
要約すると、最初の 3 つは家庭用 PCB 製造技術であり、トナー転写はアマチュアの方法であり、専門的な製造サービスは工業プロセスを使用して生産グレードの PCB を製造するために使用されます。
PCB 製造の標準は何ですか?
- IPC 規格
IPC (Association Connecting Electronics Industries) は、PCB 製造を含む電子機器製造業界の標準を定める主要な組織です。 IPC標準 さまざまな側面をカバーする PCB設計、 製造、組立。関連するIPC規格には、IPC-A-600、IPC-2221、IPC-6012などがあります。
- UL認証
アンダーライターズ・ラボラトリーズ（UL）は、PCBが安全性と性能基準を満たしていることを確認するための認証サービスを提供しています。消費者向け電子機器や電気製品などの重要な用途に使用されるPCBには、UL認証が求められることがよくあります。
- ISO規格
国際標準化機構 (ISO) には、ISO 9001 や ISO 14001 など、PCB 製造に関連するさまざまな規格があります。これらの規格は、PCB 製造における品質管理、環境責任、プロセス管理を扱っています。
- RoHSおよびREACH準拠
欧州連合（EU）のRoHSやREACH規則といった規制では、PCBや電子製品における特定の有害物質の使用が制限されています。これらの規制への準拠は、世界中のPCB製造にとって極めて重要です。
- J-STD規格
JEDEC（Joint Electron Device Engineering Council）は、PCBアセンブリやはんだ付けなど、エレクトロニクス業界に関連する規格を発行しています。J-STD-001とJ-STD-002は、はんだ付けのプロセスと要件を規定した規格の例です。
信頼できるPCBメーカーと提携する
プリント基板の製造は非常に複雑なプロセスであり、些細なミスでも企業にとって大きな損失につながる可能性があります。そのため、PCB製造パートナーをお探しの際は、確かな実績を持つメーカーを選ぶことが賢明です。MOKO Technologyは、PCBの製造と組み立てにおいて20年近くの実務経験を有し、優れた製品を提供するだけでなく、迅速な納期にも誇りを持っています。ぜひお気軽にご相談ください。 届く 今すぐ PCB サービスの見積もりを依頼してください。
