プリント基板（ PCB ）は、電子部品の支持構造として、また電気接続の媒体として機能する重要な電子部品です。電子印刷技術を用いて製造されるため、「プリント」回路基板と呼ばれています。PCBは、電子産業において不可欠な部品の一つです。デジタル時計や電卓といった小型機器から、コンピュータ、通信機器、軍事兵器システムといった大型システムまで、ほぼすべての電子機器が、集積回路やその他の電子部品を電気的に接続するためにプリント基板を使用しています。
プリント基板は、絶縁基板、接続ワイヤ、および電子部品の組み立てと半田付け用のパッドで構成され、導電経路と絶縁ベースの両方の役割を果たします。複雑な配線を置き換えることで、様々な部品間の電気接続を実現し、組み立てと半田付けのプロセスを簡素化し、従来の配線方法に伴う作業負荷を軽減し、労働強度を大幅に低減します。さらに、プリント基板はデバイス全体のサイズを縮小し、製品コストを削減し、電子機器の品質と信頼性を向上させます。製品の一貫性が高く、設計を標準化できるため、生産における機械化と自動化が容易になります。また、完全に組み立てられ、テスト済みのプリント基板は独立したスペアパーツとして使用できるため、製品全体の交換とメンテナンスが容易になります。
プリント基板は、もともと紙を基材とした銅箔積層板で作られていました。1950年代に半導体トランジスタが登場して以来、プリント基板の需要は急増しました。集積回路の急速な発展と普及により、回路密度と複雑さが増した小型電子機器が実現し、プリント基板の継続的な革新が求められるようになりました。現在、プリント基板の種類は、片面基板から両面基板、多層基板、フレキシブル基板へと進化しています。その構造と品質は、超高密度化、小型化、高信頼性へと向上しています。新しい設計手法、材料、製造プロセスが次々と登場しています。近年では、プリント基板向けの様々なCAD（コンピュータ支援設計）ソフトウェアが業界で広く採用され、専門のプリント基板メーカーでは、機械化・自動化された生産が手作業の工程を完全に置き換えています。
層数による分類
回路層の数に応じて、プリント基板は片面基板、両面基板、多層基板に分類されます。一般的な多層基板は通常4層または6層ですが、より複雑な基板では数十層になることもあります。プリント基板の主な分類は以下の3種類です。
片面ボード
片面基板（シングルサイド基板）は、片面に部品が集中し、反対側に導電性配線が配置されています（または、片面に配線と表面実装部品が配置され、反対側にスルーホール部品が配置されています）。配線が片面にしか存在しないため、このタイプのプリント基板は片面基板と呼ばれます。回路設計に厳しい制約があるため（配線は交差できず、それぞれ別の経路を通らなければならない）、片面基板は通常、初期の回路設計でのみ使用されます。
両面ボード
両面基板は両面に配線が施されており、両面間の適切な電気接続が必要です。ビアと呼ばれるこれらの接続部は、金属で満たされたりコーティングされたりした小さな穴で、両面からの配線を接続できます。両面基板は片面基板の2倍の表面積を持ち、片面設計における配線の絡まり（インターリーブ）の問題を解決します（ビアを介した接続が可能になるため）。両面基板は、片面基板で一般的に扱われる回路よりも複雑な回路に適しています。
フレキシブル基板、リジッドフレキシブル基板
多層基板（マルチレイヤーボード）は、複数の片面基板または両面基板を利用することで、配線可能な領域を拡大します。例えば、4層基板は、内層として両面基板を、外層として2枚の片面基板で挟む構成、または内層として2枚の両面基板を、外層として2枚の片面基板を用いる構成となります。これらのプリント基板は、絶縁性接着剤で挟み込まれ、設計要件に従って相互接続されます。層数は必ずしも独立した配線層の数を示すものではありません。特殊なケースでは、基板の厚さを制御するために空の層が追加されることがあり、層数は通常偶数で、最外層の2層を含みます。ほとんどのマザーボードは4～8層で構成されていますが、技術的には、PCBは100層近くまで拡張可能です。ハイエンドのスーパーコンピュータでは、多層構造のマザーボードがよく使用されますが、現在では標準的なコンピュータのクラスタでそのようなシステムを代替できるため、超多層基板はあまり一般的ではなくなってきています。プリント基板の各層は密接に統合されているため、実際の層数を識別するのは難しいが、マザーボードを注意深く観察すれば、その情報を知ることができる。
フレキシブル基板、リジッドフレキシブル基板
フレキシブル基板、リジッドフレックス基板は、リジッド回路基板とフレキシブル回路基板に分類されます。一般的に、最初の画像に示すPCBはリジッドPCBと呼ばれ、0.2番目の画像に示す黄色の接続部分はフレキシブルPCBと呼ばれます。直感的な違いは、フレキシブルPCBは曲げられることです。リジッドPCBの一般的な厚さは、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm、2.0mm、0.2mmです。フレキシブルPCBの一般的な厚さは0.2mmで、部品のはんだ付けのために裏面に厚い層が追加されており、その厚さは0.4mmからXNUMXmmの範囲になります。これらの詳細を理解することで、構造エンジニアは設計時に空間的な基準を得ることができます。リジッドPCBの一般的な材料には、フェノール樹脂紙ラミネート、エポキシ樹脂紙ラミネート、ポリエステルグラスファイバーラミネート、エポキシ樹脂グラスファイバーラミネートなどがあり、フレキシブルPCBの一般的な材料には、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素化エチレンプロピレンフィルムなどがあります。
