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2020/08/04

EAGLE入門 第一章【セットアップ】 プリント基板とは

これから何回に分けてプリント基板設計ソフトEAGLEの使い方を解説していきたいと思います。


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プリント基板とは、絶縁性のある基材もしくは絶縁処理を施した基材の上に、銅や銀パラジューム等の導体で回路配線を描いた電子部品実装コンポーネンツです。


(1)基板材料
・紙フェノール

紙を主原料としフェノール樹脂を含浸させたもの。プリント基板製造において穴あけは工数(時間=お金)のかかる作業であるが、紙フェノールではドリルを使わず金型プレスによって効率よく穴あけができる。主に民生用の片面基板に使われる。湿気を吸って反ることがあるので注意が必要。

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・ガラスコンポジット

複数のガラス繊維を組み合わせエポキシ樹脂を含浸させたもの。ガラスエポキシより安価で紙フェノールより特性が良い

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・ガラスエポキシ

ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたもの。ある程度の強度はあるものの、サイズが大きくなると反りが発生する。その場合はスティフナー(補強材)が必要になる。

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・その他

高周波回路で使われるテフロン、ハイブリッドICに使われるセラミック、フレキシブル基板に使われるポリイミド等がある。


(2)層数
・片面基板

民生品でよく使われる。銅箔が片面だけにしかないのでパターン設計に工夫が必要である。ジャンパー線が使われることも多い。銅箔が剥がれないようにランド径は大きくする。

・両面基板

基材の両面に回路配線したもの。部品を搭載する面を部品面、半田付けする面をハンダ面と呼ぶ。部品面とハンダ面はスルーホール(内部の面をメッキし導通を持たせた穴)を使って接続する。

・多層基板

回路配線が行われた基材を複数層接着したもの。表裏の配線面を外層、内部の配線面を内層と呼ぶ。内層は後から手直し(カットやジャンピング)ができない。4層板では内層を電源グランド層として使うのが一般的である。


(3)スルーホール、ランド、パッド
・スルーホール

電子部品の足(端子)を挿入して半田付けをする為の穴。穴の内側はメッキされていて導通がある。電子部品を実装せず層間の導通だけに用いられるものをビアと呼ぶ。

・ランド

スルーホール(電子部品の足(端子)を挿入する穴)の周囲に設けられた半田付け用の銅箔面。又は、ビアの穴周囲に設けられた銅箔面

・パッド

チップ部品の端子を半田付けするための銅箔面。


下図は、ランド、ビア、パッドが使われているプリント基板の例です。

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(4)ソルダーレジストとシルク
・ソルダーレジスト

フロー方式の半田付け(電子部品の乗ったプリント板を溶けたハンダ槽の上を通し一括して半田付けする方式)でよけいなハンダが付かないように樹脂系の塗料を塗る。塗料の色は緑が一般的である。値段は高くなるが赤や青、黒も選べる。


赤色のレジストを塗った基板

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青色のレジストを塗った基板

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緑色のレジストを塗った基板

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・シルク

部品の外形や極性、部品番号、基板名称等を印刷する。線幅や文字サイズに気をつけないとはっきり見えないことがあるので注意が必要。


(5)プリント板の製造工程

プリント基板の製造は下記の工程で行われます。ガラスエポキシ基材の上に銅箔が貼ってある両面基板の例です。

・ドリル加工(スルーホール用の穴あけを行う)
・メッキ処理(穴にメッキを施しスルーホールを形成する)
・パターンの形成(感光剤の上にパターンを露光し現像する)
・エッチング(不必要な銅箔を落としパターンのみを残す)
・ソルダーレジストの塗布
・シルク印刷
・ドリル加工(取り付け穴等ノンスルーホールの穴あけ)
・ルーター加工(外形を整える)
・検査

 

 

 






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