あらゆる電子機器の要となる部品に、電子部品が固定されつつ配線されている板状の部材がある。それがプリント基板である。電子回路を構成するため、絶縁性を有した樹脂素材、紙などの基材上に、微細な金属配線やランドが形成される。従来は手作業による配線が主流だったが、大量生産や小型化など時代の変化と技術革新を背景に、次第に印刷技術が導入されて量産化が進んだ。今や家電や通信機器、オートメーション機器、産業用ロボット、医療機器など多彩な分野で欠かせない重要な要素技術となっている。
全体の構造としては、基材となる板の表裏両面、あるいは内部層に設けられた微細配線により、各種電子部品の端子をはんだで固定・接合して、電気的回路を形成する。部材や形状、配線のパターン、層数は用途や設計要求によって多種多様で、構造的にも奥行きがある。配線パターンは今やコンピュータ設計が不可欠であり、複雑化する回路構成に対応して電子設計自動化ツールの活用が一般的となった。プリント基板は一般的に片面、両面、多層基板に分類される。片面基板は比較的単純な回路に適し、コストや大量生産に優れる。
両面基板は部品密度を高めつつ、複雑な回路や大きな機能性を持たせることができる。そして高密度・信頼性を求められる分野で用いられるのが多層基板である。多層基板は絶縁層を挟みつつ、4層、8層など複数の配線層が重ねられることで、半導体パッケージとの接続や微細化した回路などを実現する。こうしたプリント基板の性能や用途は、使用される部材によっても決定づけられる。絶縁基材は一般的にガラス繊維強化樹脂や紙材料、さらには高性能品ではセラミックスなどが用いられる。
銅箔を貼り合わせ、不要部分をエッチングによって除去することで精密な配線パターンが作り出されている。加えて表面処理やはんだ付け性の向上を目的とした特殊加工、多湿や熱への耐性確保のための防湿・耐熱処理なども欠かせない。さらにプリント基板メーカーの役割は、単なる製造だけにとどまらない。電子機器の設計段階から、どうすればサイズや性能、コストパフォーマンスのバランスが取れるかを提案し、共同で設計に取り組む例が増えている。小型化や軽量化、さらには今日的な課題となっている省エネ設計や、高速高周波対応など多様化する要求に応えるため、技術水準と工程管理は絶え間なくレベルアップしている。
また製造ラインの自動化、高度な検査・品質保証技術の充実も重要であり、量産から一品生産まで柔軟に対応できるかどうかがメーカーの競争力を左右している。半導体とプリント基板は切っても切れない関係にある。半導体チップはそのままでは外部と電気的に接続できないため、何らかのパッケージへと実装される。そのパッケージを機器内部へ組み込む土台、すなわち半導体を搭載し、入出力の端子を接続する媒体として、プリント基板が活用されるのである。特に情報機器や通信分野、医療や車載分野の発展とともに、微細化・高密度化・高速化といった半導体技術の進化が進んでおり、それを下支えするプリント基板の技術にも熱い視線が注がれている。
たとえば微細な半導体パッケージを高密度に実装できるビルドアップ基板や、高周波信号の損失や干渉を極力防ぐための材料選定など、用途と性能に応じて様々な設計ノウハウと生産技術が駆使されている。その一方で、市場からはより短納期、高品質、小ロットや多品種など幅広い需要への柔軟な対応も求められるようになっている。今後はさらに機能集約化や設計自動化、エコロジー対応の進展も予想される。また、基板製造に使われる材料のリサイクルや、鉛フリーはんだの採用による環境負荷低減、より安全性と安定性を伴った生産プロセスの構築なども避けて通れない課題となっている。半導体産業の将来動向や、世界規模のサプライチェーン変化にも影響されやすいため、長い目で見たときにもプリント基板のメーカー戦略には大きな意味が持たれている。
電子技術の心臓部ともいえるプリント基板は、半導体との精密な組み合わせが不可欠であり、そのためには設計段階からの高度な連携と、各メーカー間のノウハウ共有も重要である。高機能な電子機器に寄与するだけでなく、持続可能な社会づくりに向けた選択肢としても、プリント基板技術の進化は今後も注目の的となるだろう。