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PCB ＝ Printed Circuit Board、PCBは基板+絶縁+銅箔で構成された基板で、印刷とエッチングのプロセスで回路を製造するので、プリント基板または回路基板と呼ばれています。米国と英国ではPWB（Printed Wire Boardの略称、プリント配線板または配線板）とも呼ばれています。
PCBとは重要な電子部品で、PCBはPCBAボード内の電子部品の支持体で、各種電子部品の回路接続も提供しています。PCBは動作する必要がある容量、抵抗、インダクタンス、ICチップなどのすべてのコンポーネントを1つに接続しているので、PCBをマザーボードやマザーボードとも呼ばれています。
ほとんどの電子機器は、イヤホン、電池、電卓、電灯、家電、パソコン、通信機器、航空機、衛星、自動車、汽船、医療機器など、電気を使う製品はほとんどPCBを使用しなければなりません。
PCBA ＝ PCB ＋ Assembly、言い換えるとPrinted Circuit Board Assemblyになります。つまり、実装されていない部品の光板はPCBで、デバイスを打設したり、各種電子部品を実装したりしているPCBはPCBAです。
図１ PCBとPCBA
➀PCBの起源
1925年に、米国のCharles Ducas（付加法の元祖）は絶縁された基板に配線パターンを印刷し、電気めっきされた配管を用いて配線として導体を作製することに成功した。
1936年に、オーストリア人のポール・エスラー（Paul Eisler）（減成法の元祖）はまずラジオにPCBを採用した。
1943年に、米国人はPCB技術を軍用ラジオに応用した。
1948年に、米国はPCBが商業用途に使用できることを正式に認めた。
1950年に、CCLと積層板の接着強度と耐溶接性の問題が解決され、性能が安定して信頼性があり、工業化大生産を実現し、銅箔エッチング法がPCB製造技術の主流となり、PCBは広く運用され始めたが、現在ではPCBは電子工業において絶対的な支配的地位を占めている。シングルパネルの製造を開始する。
1950年に、片面PCBの生産が開始された。
1960年に、細孔金属化両面PCBの大規模生産が実現した。
1970年に、多層PCBは急速に発展し、高精度、高密度、細線細孔、高信頼性、低コスト、自動化の連続生産の方向に向かって発展してきた。
1980年に、表面実装技術（SMT）はプラグインPCBの代わりになり、生産の主流となった。超高層PCBと高密度相互接続HDI PCBは急速に発展している。
1990年に、パッケージ技術はさらに扁平パッケージ（QFP）から球珊配列パッケージ（BGA）へと発展し、PCBはより小さな路線へと発展し始めた。
21世紀に入ると、高密度のBGA、チップレベルパッケージ、有機積層板データがPCB基板であるICパッケージ基板が急速に発展した。
PCBは単層PCBから両面PCB、多層PCB、フレキシブルPCB、ソフトハード結合板−剛フレキシブル結合PCB、金属PCB、セラミックスPCBなどに発展しました。そして依然としてそれぞれの発展傾向を維持しています。高密度、高精度、細孔径、細線、小ピッチ、高信頼性、多層化、高速伝送、軽量、薄型化の方向に発展し続けているため、体積の縮小、コストの低減、性能の向上を続けています。同時に生産面では、生産性を高め、コストを下げ、汚染を減らし、多品種、小ロット生産を調節する方向に発展しました。PCB回路基板は将来の電子機器の発展プロジェクトにおいて、依然として強い生命力を維持しています。
②PCBの役割
PCBが登場する前は、電子部品間の相互接続は電線直接接続によって完全な回線を構成していました。PCBは集積回路などの各種電子部品を固定して組み立てるために機械的支持を提供します。集積回路などの各種電子部品間で配線と電力接続（信号伝送）または電力絶縁を実現します。特性インピーダンスなど、必要な電力特性を提供します。
電子機器はPCBを採用した後、同類のPCBの一致性のため、それによって人工配線の誤りを回避し、そして電子部品の自動挿着あるいは貼付、自動はんだ、自動検査を実現することができ、電子機器の品質を保証し、労働生産性を高め、コストを下げ、修理を容易にしました。
PCB回路基板は集積回路などの各種電子部品の固定、組立の機械的支持を提供することができ、集積回路などの各種電子部品間の配線と電力接続または電気絶縁を完成し、要求される電力特性、例えば特性インピーダンスなどを提供し、自動半田付けに抵抗半田付けパターンを提供し、部品の挿着、検査、修理に識別文字と図形を提供することができます。
PCBは複雑な配線の代わりに、回路の各素子間の電力接続を支援することができます。この役割は、電子製品の組み立てや溶接作業を簡単にするだけではありません。また、従来の配管配線作業量を効果的に削減し、労働者の労働強度を軽減することができます。
PCBは機械全体の体積を縮小し、製品のコストを削減する。効果的に電子機器の品質と信頼性を向上させた。PCBはまた、標準化された実際のパイプラインを実現し、生産機械化と自動化を実現することができます。
③PCBの分類
1、PCBの応用分類による
民生用PCB（消費類）：玩具、カメラ、テレビ、音響機器、携帯電話、電灯、家電などに使用されるPCB。
工業用PCB（装備類）：セキュリティ、自動車、コンピュータ、通信機、計器、計器、工業コントローラなどに使用されるPCB。
軍用PCB：宇宙、宇宙、レーダー、軍艦、軍用通信設備などに使用されるPCB。
2、PCB基板の材質による分類
紙ベースPCB：フェノール紙ベースPCB、エポキシ紙ベースPCBなど。
ガラス布基PCB：エポキシガラス布基PCB、ポリテトラフルオロエチレンガラス布基PCBなど。
合成繊維PCB：エポキシ合成繊維PCBなど。
有機薄膜基材PCB：ナイロン薄膜PCBなど。
セラミック基板PCB。
鉄基板、アルミニウム基板、銅基板などの金属コアベースPCB。
炭化水素PCB。
セラミック粉末PCB。
PTFE、Teflon、テフロン、ポリテトラフルオロエチレンPCB。
3、PCB構造による分類
構造PCBによって、剛性PCB、フレキシブルPCBと剛性フレキシブル結合板に分けることができる。
図１ 剛性PCB、フレキシブルPCB及び剛性フレキシブル結合板
4、PCB層数による分類
層数PCBによって、単板、二板、多層板、HDI板（高密度配線板）に分けることができる。
＊シングルパネル-1枚板
単板とは、回路基板の一方の面（溶接面）のみに配線され、すべての部品および部品番号、文字表示などが他方の面（部品面）に配置されている回路基板を指します。
単板の最大の特徴は安価で、製造技術が簡単であることです。しかし、一方の面でしか配線できないため、配線が困難で、布が通じないことが起こりやすいため、比較的簡単な回路にのみ適用されます。
＊デュアルパネル-デュアルPCB
2枚のパネルは絶縁板の両面に配線され、一方の面がトップとなり、他方の面がボトムとなる。上部と下部は穴を通して電力接続されている。
通常、2層PCB上の部品は最上位に配置される。しかし、回路基板の体積を小さくするために、2層に部品を入れてもよい場合がある。2層基板の特徴は、手頃な価格で配線が容易で、現在の通常のPCBでよく使われているタイプです。
＊多層PCB回路基板
2層以上のPCBを総称して多層回路基板と呼ぶ。多層板にはPCBの項層と下層に回路配線があり、内層には回路引き廻しがある。現在一般的に使用されている多層PCBは、通常4層〜20層以内である。
＊HDI PCB
HDIは高密度相互接続の意味であり、HDI PCBはマイクロブラインドを用いても埋め込み穴技術の一種の線路分布密度と比較的高いPCBを指す。現在、携帯電話のマザーボードで使用されているPCBはほとんどHDI PCBです。
④PCBの構造
PCBは主に銅被覆板（Copper Clad Laminates、CCL）、半硬化シート（Prepreg、PPシート）、銅箔（Copper Foil）、ソルダーマスク（ソルダーマスクとも呼ばれる）、文字層からなります。同時に、回路基板を走行する銅線が露出している銅箔を保護し、溶接効果を保証するために、PCBの表面処理を行い、銅箔の酸化を防止する必要があります。
＊銅被覆板（CCL）
複合銅箔積層板（CCL）は、複合銅箔板または銅被覆板と略称され、銅被覆板はエポキシ樹脂などを融合剤としてガラス繊維布と銅箔を圧着したものです。銅被覆板はPCBを製造するための基材で、誘電体層（樹脂、ガラス繊維）及び高純度の導体（銅箔）の両方からなる複合材料です。
1960年になってようやくホルムアルデヒド樹脂銅箔を基材とした片面PCBを製造し、それを蓄音機、録音機、ビデオレコーダーなどの市場に投入した専門メーカーがあり、その後、両面貫通孔銅めっき製造技術が台頭したため、耐熱性、サイズが安定したエポキシガラス基板が大量に応用されてきた。現在多く使われているのはFR4、FR1、CEM3、セラミック板、テフロン板などです。
現在、最も広く用いられているエッチング法によるPCBは、複素銅箔板に選択的にエッチングを行い、所望のラインパターンを得る。複素銅箔板はPCB全体にわたって主に導電、絶縁、支持の3つの方面の機能を提供している。PCBの性能、品質、製造コストは、複素銅箔板に大きく依存します。
ガラス繊維布は銅被覆板の原材料の一つで、ガラス繊維糸から紡績され、銅被覆板のコストの約40%（厚板）または25%（薄板）を占めています。ガラス糸は珪砂などの原料から窯の中で液状に焼成され、極微な合金ノズルを通じて極細ガラス糸に引き延ばし、さらに数百本のガラス糸を巻き合わせてガラス糸にした。窯の建設投資は巨大で、一般的には億の資金が必要で、一度火をつけたら24時間休まず生産しなければならず、退出に入るコストは巨大です。
＊半硬化シート（プリプレグ Prepeg）
半硬化シートはPPシートとも呼ばれ、多層板生産における主要なデータの1つで、主に樹脂と強化データから構成され、強化データはガラス繊維布（ガラス布と略称する）、紙基と複合材料などのいくつかのタイプに分けられます。多層PCBを作製するために用いられる半硬化シート（粘着シート）の多くは補強データとしてガラスクロスを用いています。処理されたガラスクロスを樹脂ペースト液に浸漬し、熱処理してプリベークしたシートデータを半硬化シートと呼びます。半硬化シートは加熱加圧下で軟化し、冷却後に硬化します。
ガラスクロスは経方向、緯方向の組織長のスパン数が異なるため、せん断時に半硬化シートの経緯方向に注意する必要があり、一般的に経方向（ガラスクロスがカールする方向）を生産板の短辺方向として抽出し、緯方向を生産板の長辺方向として、板面の平らさを確保し、生産板が熱を受けた後のねじれ変形を防止します。
＊銅箔-回路層
銅箔は回路基板の下地層上に沈殿した薄い、連続した金属箔であり、PCBの導電体として絶縁層に接着されやすく、エッチング後に回路パターンを形成する。
一般的な工業用銅箔は圧延銅箔（RA銅箔）と電解銅箔（ED銅箔）の2つの種類に分けることができる。
圧延銅箔は比較的に良好な延性などの特性を有し、初期の軟板の製造工程で使用された銅箔である。
電解銅箔は圧延銅箔より製造コストが低いという利点がある。
銅箔：銅箔は銅被覆板のコストに占める比重が最も大きい原材料であり、銅被覆板のコストの約30%（厚板）または50%（薄板）を占めているため、銅の値上げは銅被覆板の値上げの主な駆動力である。
＊ソルだーレジスト層
ソルダーレジスト層とは、PCB上にソルダーレジストインクがある部分を指す。
ソルダーレジストインクは通常緑色であり、赤、黒、青などを採用することが少ないので、PCB業界ではよくソルダーレジストインクを緑油または緑漆と呼び、ソルダーレジスト層はPCBの永久保護層で、防湿、防食、防カビ、機械的擦傷などの役割を果たすことができ、同時に部品が不正な場所に溶接されることを防ぐことができる。
＊キャラクタレイヤ
文字は文字層であり、PCBのソルダーレジスト層の上の層にはなくてもよく、一般的に注釈に使用されています。
一般的に、PCBAの取り付けやメンテナンスなどを容易にするために、PCBボードの上下面には、部品のラベルや公称値、部品外郭形状やメーカーロゴ、製造年月日など、必要なロゴパターンや文字コードなどが印刷されています。
＊PCB表面処理
ここでいう「表面」とは、電子部品や他のシステムとPCB上の回路との間に電力接続を提供するPCB上の接続点、例えばパッドや接触接続の接続点を指す。裸銅自体の溶接性は良いが、空気に曝すと酸化されやすく、汚染されやすいので、裸銅の表面に保護膜を被覆する。
一般的なPCB表面処理技術としては、鉛噴霧スズ、鉛フリー噴霧スズ、有機コーティング（Organic Solderability Preservatives、OSP）、沈金ENIG、沈銀、沈錫、金メッキ指などがあり、環境保護法規の整備が進むにつれて、鉛噴霧スズのある技術は徐々に使用禁止されており、現在PCBメーカーが生産しているPCBのほとんどはRoHSプロセスに適合し、一部のPCBはハロゲンフリーPCBプロセスに適合している。
図１ PCBの構造
以上、PCBとは何か説明しましたか。電子製品はPCBを採用した後、PCBの一致性のため、人工配線の誤りを避けることができ、電子部品の自動挿入または取り付け、自動溶接と自動検査を実現し、それによって電子製品の品質を保証し、労働生産性を高め、コストを下げ、メンテナンスを容易にします。そのため、PCBは現在の電子製品の中で不可欠な部品となっています。
