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プリント回路基板とは

2020-06-02

回路基板とは

プリント回路基板(例、プリント回路基板、PCBまたはプリント配線基板、PWB)-表面および/または内部に電子回路の導電性回路を形成する誘電体基板。 プリント回路基板は、さまざまな電子部品の電気的および機械的接続用に設計されています。 プリント回路基板上の電子部品は通常、はんだ付けによって導電性パターンに接続された要素を接続するためにはんだを通して見つけられます。

表面実装とは異なり、プリント回路基板はホイルでできており、完全に固体の絶縁ベース上に配置されています。 プリント回路基板には、出力または平面コンポーネントを取り付けるための取り付け穴とパッドが含まれています。 さらに、プリント回路基板には、基板の異なる層にある箔部分を電気的に接続するためのスルーホールがあります。 保護コーティング(「はんだマスク」)とマーキング(補助図面と設計文書のテキストによる)は、通常、ボードの外側から適用されます。

導電性パターンの層の数に応じて、プリント回路基板は次のように分類されます。
片面(OPP):誘電体シートの片面に1層の箔のみが取り付けられています。
両面(DPP):2層フォイル。
多層(MPP):ボードの両側だけでなく、箔付き誘電体の内層にもあります。 多層プリント回路基板は、複数の片面または両面基板を結合することによって得られます。
設計機器の複雑さと取り付け密度が増すにつれて、ボード上の層の数も増えます。
プリント回路基板の基本は誘電体であり、最も一般的に使用される材料はガラス繊維と木目調塗料です。 さらに、プリント回路基板の基板は、誘電体(例えば、陽極酸化アルミニウム)でコーティングされた金属基板、およびトラックが適用される銅箔であり得る。 このようなプリント回路基板は、電子部品から熱を効率的に除去するためにパワーエレクトロニクス機器で使用されます。 この場合、回路基板の金属ベースはヒートシンクに接続されています。 マイクロ波範囲で260°Cまでの温度で動作するプリント回路基板の材料として、ガラス繊維強化フルオロプラスチック(FAF-4Dなど)とセラミックが使用されます。 フレキシブルボードは、ポリイミド材料(カプトンなど)でできています。

回路基板を作るためにどのような材料を使用しますか

Printed circuit board

 

回路基板の製造に使用される最も一般的で手頃な材料は、GetinaxとFiberglassです。 Getinax紙には、テキスタイル用のベークライトペイントとエポキシガラス繊維が含浸されています。 絶対にグラスファイバーを使用します!

箔状ガラス繊維は、ガラス繊維でできたシートにエポキシ樹脂系接着剤を含浸させ、両面に35μm厚の電解箔を敷き詰めたものです。 最高許容温度は-60ºСから+105ºСです。 非常に高い機械的および電気的絶縁特性を備えており、切断、穴あけ、スタンピングに非常に適しています。

ガラス繊維は主に片面または両面に使用され、厚さは1.5 mm、銅箔の厚さは35ミクロンまたは18ミクロンです。 厚さ0.8mmの片面ガラス繊維と厚さ35μmの箔を使用します(理由については以下で詳しく説明します)。

自宅でプリント基板を作る方法

ボードは、化学的および機械的方法で作ることができます。

化学的方法を使用する場合は、ボード上の痕跡(塗装)があるはずのホイルに保護成分(ワニス、トナー、塗料など)を塗布します。 次に、銅箔を「腐食」するが保護部品には影響を与えない特殊な溶液(塩化第二鉄、過酸化水素、およびその他の溶液)に回路基板を浸します。 その結果、銅は保護組成物に残ります。 続いて保護化合物を溶剤で除去し、完成したボードを保持します。

機械的方法では、メス(手動製造用)またはフライス盤を使用します。 特別なカッターがアルミホイルをスロットに入れ、最終的にアルミホイルを残しました-島に必要なパターン。

フライス盤とフライス自体は高価で、リソースもほとんどありません。 したがって、この方法は使用しません。

Making a printed circuit board

最も簡単な化学的方法は手動です。 リソグラフペイントはボード上にトラックを描き、溶液をエッチングします。 この方法では、非常に細いトラックを持つ複雑な回路基板を製造することはできません。したがって、そうではありません。

Making a printed circuit board

ボードを製造する次の方法は、フォトレジストを使用することです。 これは非常に一般的な手法であり(プレートは工場でこのように製造されます)、家庭でよく使用されます。 インターネット上には、この技術を使った回路基板の製造方法を紹介する記事や方法がたくさんあります。 非常に優れた再現性のある結果が得られます。 ただし、これは私たちの選択ではありません。 主な理由は、非常に高価な材料(フォトレジスト、時間の経過とともに劣化する)、およびその他のツール(UV、ラミネーター)です。 もちろん、自宅で回路基板を大量生産できる場合(フォトレジストは比類のないものになります)、習得することをお勧めします。 フォトレジスト装置と技術により、回路基板上にスクリーン印刷と保護フィルムを製造できることも注目に値します。

インターネット上の何百万もの記事が、この技術を使用して回路基板を作成する方法を説明しています。 ただし、このテクノロジーには多くの欠点があり、直接の実践が必要であり、拡張するのに長い時間がかかります。 つまり、それは感じられなければなりません。 支払いは初めて表示されませんが、1回おきに取得されます。 多くの改善があります-ラミネーターの使用(手直しが必要-通常は不十分な温度)は非常に良い結果を達成することができます。 特別なホットプレスを構築する方法もありますが、これらはすべて特別な機器を必要とします。 LUTテクノロジーの主な欠点:

過熱-経路が広がる-ますます広くなる

過熱-紙に残った痕跡

紙がボード上で「揚げ」られ(浸しても放置しにくい)、その結果、トナーが損傷する可能性があります。 インターネット上にはたくさんの情報があります。

多孔質トナー-紙を取り除いた後も、トナーに微細な細孔が残っています-ボードもそれらを通してエッチングされます-へこみが発生します

結果の再現性-今日は素晴らしい、明日は悪い、そして良い-安定した結果を得るのは難しい-トナーを加熱するには厳密に一定の温度が必要であり、ボードに一定の圧力をかける必要があります。

ちなみに、このように板を作ることはできません。 私は雑誌とコート紙の両方でこれをやろうとしました。 その結果、彼は回路基板を破壊しました-過熱のために過熱した銅。

何らかの理由で、他のトナー転写方法(コールドケミカル転写法)に関する情報はインターネット上にほとんどありません。 トナーはアルコールには溶けないが、アセトンには溶けるという事実に基づいています。 したがって、アセトンとアルコールの混合物を選択してもトナーが柔らかくなるだけの場合は、紙からボードに「接着」することができます。 私はこの方法が本当に好きで、すぐに報酬を受け取ります-最初のボードの準備ができています。 しかし、100%の結果をもたらす詳細な情報が見つからなかったことが後で発見されました。 子供でも余裕のある方法が必要です。 しかし、2回目は取締役会が機能せず、必要な材料を選ぶのに長い時間がかかりました。

その結果、一連の長期的な対策を講じた結果、100%でなくても95%に達する可能性のあるすべての成分が選択されました。 最も重要なことは、このプロセスが非常に単純であり、子供たちが完全に独立して支払うことができるということです。 これが私たちが使用する方法です。 (もちろん、あなたはそれを理想的にし続けることができます-それがあなたにとってよりうまくいくなら、書いてください)。 この方法の利点:

すべての試薬は安価で手頃な価格で安全です

他の道具は必要ありません(鉄、ランプ、ラミネーター-何もありませんが-鍋が必要です)

回路基板を破壊する方法はありません-回路基板はまったく熱くなりません

用紙が自然に残ります-トナー転写の結果が表示されます-変換は実行されません

トナーに穴がない(紙で密封されている)ので、キムチはありません

1-2-3-4-5を実行すると、常に同じ結果が得られます-ほぼ100%の再現性

始める前に、必要なボードと、この方法を使用して自宅で何ができるかを見てみましょう。

木質パネルの基本要件
マイクロコントローラー上にデバイスを作成するために、最新のセンサーとマイクロ回路を使用します。 マイクロチップはますます小さくなっています。 したがって、次のボード要件を満たす必要があります。

ボードは両面にする必要があります(通常、単一のボードを分離することは非常に困難です。自宅で4層のボードを作成することは非常に困難です。マイクロコントローラーには、干渉から保護するために接地層が必要です)

トラックの厚さは0.2mmである必要があります-このサイズで十分です-0.1mm以上です-しかし、酸洗いがある可能性があり、溶接時にパスが残ります

トラック間の間隔(0.2mm)は、ほとんどすべてのスキームに適しています。 ギャップを0.1mmに減らすと、トレースのマージと回路基板の短絡の監視の難しさがいっぱいになります。

製造が複雑になるため、保護マスクやスクリーン印刷は使用しません。独自の回路基板を作成する場合は必要ありません。 同様に、インターネット上にはたくさんの情報があります。 必要に応じて、自分で「マラフェット」を作成できます。

回路基板を騙すことはありませんが、これも不要です(100年製造しない限り)。 保護のため、ニスを使用します。 私たちの主な目標は、自宅でデバイスの回路基板を迅速、効率的、安価に製造することです。

これが完成したボードの外観です。 私たちの方法で作られました-距離0.2で0.25と0.3を追跡します

 

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