PCB と PCBA: 違いは何ですか、どのように選択しますか?

PCBと PCBA エレクトロニクス業界では、PCBとPCBAは最もよく使われる2つの用語があります。違いはたった1文字ですが、それぞれ異なる意味を表します。PCBの正式名称は「Printed Circuit Board（プリント回路基板）」で、電子部品が組み込まれていない空の基板を指します。PCBAは「Printed Circuit Board Assembly（プリント回路基板アセンブリ）」の略で、様々な部品が組み込まれ、特定の機能を実現できる基板を指します。PCBAはPCBをベースに構築されています。このブログでは、PCBとPCBAをそれぞれ個別に紹介し、その違いを詳しく比較していきます。

PCB とは何ですか?

PCB（プリント回路基板）は、非導電性材料で作られた薄く平らな基板です。電子部品の機械的支持と電気的接続の基盤として機能します。 PCB基板通常はガラス繊維やエポキシ樹脂などの非導電性材料で作られており、表面に銅の導電性経路をエッチングまたは印刷することができます。これらの銅経路はトレースと呼ばれ、様々なものを電気的に接続します。 回路基板部品 PCB にはんだ付けされています。

PCB にはどのような種類がありますか?

導電性銅層の数に応じて、次のように分類できます。

片面PCB 絶縁基板の片面のみに銅のトラックを備えており、基本的な回路に対して低コストでシンプルなソリューションを提供します。

両面PCB 基板の両面に導電性トラックがあるため、単層 PCB よりもコンパクトな設計が可能になります。

多層PCB 複数の銅層を接合することで、より高密度で複雑な回路を実現できます。高度な電子機器に最適で、高速信号伝送が可能です。

使用される材料の違いにより、プリント回路基板は金属PCB、 fr4 基板、セラミックPCBなど。

PCBの種類についてさらに詳しく知るには、 fさらに読む: PCBにはいくつの種類があるか

PCBA とは何ですか?

PCBA（プリント回路基板アセンブリ）とは、必要なすべての電子部品を空のPCB（プリント基板）にはんだ付けし、組み立てられた基板が完全な機能回路となることを指します。また、部品を回路基板に取り付けるプロセスも指します。

3つのメイン PCB A組み立てる メソッド

ほとんどのPCBAメーカーがPCBアセンブリに採用している方法は3つあります。以下に簡単にご紹介します。

表面実装技術 (SMT)

SMTは、直接マウントできる自動化されたプロセスです。 表面実装部品 穴あけ加工をすることなく、PCB表面に実装できます。これらのSMT部品は小型で高密度実装が可能であり、回路基板をコンパクトにすることができます。

スルーホール技術 (THT)

THTは、ピン付きの部品をPCBのドリル穴に挿入する工法です。その後、突き出たリード線を反対側にはんだ付けします。これらのTHT部品は大型で、手作業による組み立てが必要です。

混合技術

混合技術は、SMTとTHTの利点を組み合わせたものです。小型SMTと大型の THTコンポーネント 同じ PCB 上にあります。

PCB と PCBA の違いは何ですか?

PCBとPCBAはしばしば同じ意味で使われますが、電子機器製造における異なる段階を表します。両者の混乱を解消するために、ここでは5つの主な違いについて詳しく説明します。

1. 構成 および機能

PCB は主に次の 4 つの層で構成されています。

• S基板 l昨日 通常は FR-4 で作られており、剛性と絶縁性を兼ね備えています。
• 薄い銅箔層 基板に接合され、信号の導電経路を形成します。
• Thはんだマスク層 はんだ付け可能な開口部を露出させたまま、短絡や腐食を防ぐ保護ポリマーコーティングです。
• シルクスクリーン層 印刷されたラベルには、組み立てとコンポーネントの配置手順が記載されています。

PCBA は、以下を含む完全な機能ユニットです。

• PCB ベースとして機能し、コンポーネントをインストールする準備ができています。
• 電子部品 コンデンサ、トランジスタ、抵抗器などは、それぞれさまざまな目的のために SMT または THT を使用して基板に取り付けられます。
• 形跡 電気信号を伝送するための PCB 表面上の薄い導電チャネルです。
• ビア 多層 PCB 内のさまざまな層をリンクし、それらの間で信号を伝送できるようにするために PCB に開けられた小さな穴です。
• はんだ paste 電気的および機械的な結合を形成します。

2. 製造プロセス 必要な機械

PCB と PCBA のもう 1 つの大きな違いは、製造プロセスです。

PCB 製造プロセス

PCB製造は、 むき出しの回路基板 製造工程は通常自動化されており、専用の機械を用いて高精度を特徴としています。

• 設計者は、レイアウトの設計を支援するために PCB 設計ソフトウェア (Altium、Cadence など) を使用します。
• 不要な銅はエッチング装置によって除去され、トレースを形成し、銅層はラミネーションプレスによって基板に適用されます。
• CNC ドリル マシンとレーザー ドリルは、基板上にビアとスルーホールを作成します。

PCBA 製造プロセス

PCBAは、PCBを起点として電子部品を実装します。この組み立て工程は手作業または自動で行われ、部品を効率的に実装するためには様々な機器が必要となります。

• はんだペースト プリンターは、正確な量のはんだペーストを PCB パッドの上に塗布します。
• 自動高速ピックアンドプレースマシンは、ロボットアームを使用して SMD コンポーネントを高精度に適用します。
• リフロー炉は、制御された温度プロファイル内ではんだペーストを溶融し、強固な接合部を形成します。ウェーブはんだ付け装置は、スルーホール部品の実装に使用されます。

3. 欠陥

PCBとPCBAの製造プロセスは異なるため、発生する可能性のある欠陥も異なります。PCBには、銅箔の過剰または欠落、エッチングの過剰または不足、ドリル穴の欠落、断線、ショートなどの欠陥が発生する可能性があります。PCBAには、部品の欠落または位置ずれ、はんだの過剰、はんだブリッジなどの欠陥が発生する可能性があります。

4. テスト

ベアPCBは、組み立て前に電気検証を受ける必要があります。フィクスチャテストでは、特殊なベッド・オブ・ネイル（爪状）フィクスチャとプローブを用いてPCB上のテストノードに正確に接続し、回路をテストします。このフィクスチャはPCBパッドのテストにも使用でき、より効率的なテスト手法となります。フライングプローブテストでは、可動式のフレキシブルプローブを用いてテストポイントに接触させます。

PCBAは、部品、はんだ付け、機能性、そして長期的な信頼性を検査する必要があります。インサーキットテスト（ICT）は、治具を通してPCB部品を検出し、製造上の欠陥を容易に確認するために用いられます。フライングプローブテストもPCBAの検出に使用できます。機能テストは、PCBAの実際の動作条件をシミュレートし、正常に動作するかどうかをテストします。エージングテストは、長期にわたる定期的な動作をシミュレートし、耐久性と安定性を評価します。過酷環境テストでは、組み立てられた基板を極端な温度、湿度、落下、振動にさらします。

5. 生産時間 および 費用

PCB製造は、一般的にPCBアセンブリに比べて費用対効果と時間効率に優れています。PCBは設計が簡単で材料費も抑えられるため、コストが低く抑えられます。一方、PCBAは部品コストが高く、組み立て工程に労働集約的な作業が必要となります。さらに、部品の統合と広範なテストが必要となるため、PCBAのリードタイムは長くなります。

PCBとPCBAの用途

家電 – スマートフォンからテレビまで、PCB と PCBA は今日ではほぼどこにでも存在し、日常的に使用されるデバイスに組み込まれています。

車載エレクトロニクス – 電気自動車の普及に伴い、PCBとPCBAは不可欠な主要部品となり、バッテリー管理や自動運転などにおいて大きな役割を果たしています。

産業用制御 – PCBとPCBAは、機械システムの「心臓部」として機能し、電力と制御機能を提供します。スマートセンサー、ダイナミックモータードライブ、プログラマブルロジックコントローラー（PLC）などで広く使用されています。

医療機器 – 医療分野において、機器の精度と信頼性は極めて重要です。シンプルな心拍モニターから複雑なMRIスキャナー、高精度の外科用器具まで、すべては高品質のPCBとPCBAに依存しています。

航空宇宙・防衛 – これは非常に厳しい分野であり、PCBとPCBAは極めて厳格な品質基準と技術基準を満たす必要があります。これらは、コックピット計器からミサイル誘導システムまで、様々な重要な電子システムに使用されています。

IoTデバイス – IoTの急速な発展は、スマートホーム、ウェアラブルデバイス、産業用センサーにおけるイノベーションを加速させています。その中核を成すのは、これらのIoTデバイスの正常な動作を静かに支える小型PCBとPCBAです。

PCB と PCBA: PCB を使用する場合と PCBA を使用する場合

さまざまな状況で推奨されるオプションは次のとおりです。

いつ 　 PCB：

• 後から構築するための基礎となる回路基板のみが必要な場合は、PCBが適している可能性があります。PCBはカスタマイズと部品統合の柔軟性を実現します。
• 少量の試作にはベア PCB が適しています。
• 自分で選択するコンポーネントが少ないシンプルな DIY プロジェクトの場合、PCB はプロトタイピングの柔軟性を提供します。

PCBを使用する場合A:

• 部品の調達やはんだ付けをすることなく、すぐに使える電子部品アセンブリが必要な場合は、PCBAが最適です。PCBAはデバイスに直接組み込むことができます。
• スケジュールが厳しい複雑なプロジェクトの場合、開発を加速し、組み立て時間を節約するには、PCBA が最適な選択肢となる可能性があります。
• PCBA は規模の経済性を備えているため、大量生産に最適です。

最後の言葉

PCBとPCBAの違いを理解することは、エレクトロニクス業界で働く方にとって非常に重要です。これらの違いは、生産、調達、設計、コスト管理など、多くの要素に影響を及ぼします。今後のプロジェクトで専門家のサポートが必要な場合は、またPCBとPCBAのどちらが必要かを判断する際にも、ぜひご相談ください。

PCBとPCBAに関するよくある質問

PCB、PCA、PCBA はそれぞれどう違うのでしょうか?

PCA（プリント回路基板アセンブリ）はPCBAの別名ですが、あまり使われません。PCA（またはPCBA）は電子部品が実装されたPCBであり、PCBはむき出しの回路基板です。

この試験は mPCBとPCBAを作る m製造業者 r信頼できる?

以下の条件を満たすサプライヤーを検索:

• UL、IPC、ISO などの業界認定を受けたメーカーを選択してください。
• SMT、テスト (AOI、X 線)、DFM フィードバックなどの確立された技術的能力を備えています。
• 遅延なく時間通りに納品することをお約束します。

自分で PCB 上のコンポーネントを組み立てることはできますか?

はい！試作品の製作や回路基板の修理であれば、自分で組み立てることができます。必要なのは、熟練したスキルと、はんだごて、はんだ、ピンセット、フラックスなどの必要な工具です。

PCB 製造で一般的に使用される材料は何ですか?

ここでは、さまざまなタイプの PCB に適した、一般的に使用される材料をいくつか紹介します。

• FR-4: 最も一般的な材料で、標準 PCB に低コストのソリューションを提供します。
• ポリイミド: フレキシブル PCB またはリジッドフレックス PCB に最適で、高い熱安定性と柔軟性を提供します。
• PTFE: 誘電率が低く、信号損失が低減されるため、特に RF およびマイクロ波アプリケーションに適しています。