情報通信技術や家庭用電化製品、産業機器など、多岐にわたる分野の発展に重要な役割を果たしてきた部品がある。それが電子機器内部に組み込まれている電子回路である。そしてこの電子回路を効率よく実装し、安定動作させるための基盤となる部品が存在する。それがプリント基板というものである。電子部品相互の配線を規則的かつ効率的に行い、電子回路全体の信頼性や生産性の向上を実現してきた。
まず、プリント基板は回路構成に従って導電材が印刷された絶縁基材上に電子部品を配置し、はんだ付けを行うことにより電気的な結線を実現している。配線のパターンはあらかじめ設計されており、高密度にかつ正確に回路を形成できる。この構造により大規模な電子回路でも小型化や軽量化が可能となるのが特徴である。さらに、手作業による配線と違い、設計・製造の自動化が進み量産がしやすくなるため、メーカーによる効率的な製造体制が確立しやすくなる。次に、プリント基板の基本的な製造工程について述べる。
まず回路設計ソフトウェアなどを用いて電子回路を設計し、その配線情報を基に基板のパターンデータを作成する。その後、絶縁体であるガラス繊維入り刃樹脂や紙材などで作られた基板に銅箔を積層し、写真現像や化学薬品を使って不要な銅部分を取り除き、期待される導通配線だけを残していく。その後、部品実装用の孔開けなどを行い、最終的に各種コンデンサや抵抗、半導体素子などを基板上に取り付けてはんだ付けする。さらに外観や導通試験など厳密な検査を経て完成品となる。実際のプリント基板には片面、両面、多層などいくつもの種類がある。
単純な家電製品などで使われることが多い片面基板や両面基板に対し、情報処理装置、高速通信機器、自動車制御用電子機器などには多層基板が用いられる。多層基板では内部にも多数の配線層を有するため、非常に高密度な回路の実現が可能であり、機器の高性能化・小型化には不可欠となっている。そして電子回路とプリント基板との関係に着目すれば、前者が論理演算や制御、信号処理、電源供給などの多種多様な機能を果たそうとする場合、安定して精密に回路が構成されているかどうかが信頼性へ直結する。その点、プリント基板は伝送特性や絶縁耐圧、耐環境性、さらにはノイズ対策にも配慮した設計が可能である。そのため、メーカーによっては独自の技術や製造方法で高性能基板の開発に取り組み、それぞれの分野に適した製品を展開している。
また、材料や形成技術に関しても著しい進歩がある。従来型のプリント基板は主にガラス布エポキシ樹脂が用いられることが多いが、今日では耐熱性や絶縁特性を高めるための基材開発も活発だ。超薄型で柔軟性を備えた基板や、折り曲げ可能なフレキシブルプリント基板など、多様なニーズに応じてさまざまな種類の基板が作られている。これらの動向は、スマートフォンやウェアラブルデバイス等の新しい技術への対応はもちろん、長寿命化や安全性能の向上といった要請にも応えている。コスト面での利点も見逃せない。
精密自動機による部品実装やはんだ付け、さらには検査工程の自動化により、一定以上の品質を大量に確保しやすい。これらは大量生産に於けるコストダウンを実現するとともに、不良率低減や量産体制の柔軟化にも貢献する。この点は、各電子機器メーカーのみならず、小規模生産拠点でも活用されている。さらに今後においても、回路の微細化・高密度化が一層進展するものとみられる。それに対応するためには、プリント基板の設計・製造を担う技術者や現場技能者に高い水準の知見と経験が求められる。
基板レイアウトにあたっては、高周波信号伝送時の信号損失抑制やノイズ抑制、熱対策など高度な技術項目を網羅する必要があるためである。総じて、自動車、家電、医療機器、通信機器、産業装置などの分野を問わず、電子回路の機能性・精度・安全性を支えている重要な構成要素がプリント基板となる。あらゆる分野において、メーカー各社の技術とノウハウを凝縮したプリント基板技術の高度化が、これからもさまざまな電子機器のさらなる発展に大きく貢献していくことは間違いない。プリント基板は、電子機器の内部で電子部品同士を効率的・正確に接続する重要な部品であり、情報通信や家電、産業機器など幅広い分野の発展を支えている。絶縁体上に設計された導電パターンを作成し、その上に部品を実装・はんだ付けすることで、高密度かつ小型・軽量な電子回路を実現できるのが特徴である。
製造工程では、設計データに基づいてパターン形成や孔開け、部品実装、検査が自動化されており、量産化やコスト削減に大きく寄与している。基板には片面・両面・多層といったバリエーションが存在し、とくに多層基板は高密度回路や小型化に不可欠なため、情報機器や自動車制御機器などで広く使われる。また、近年では材料や形成技術の進化により、耐熱性や絶縁性の向上はもちろん、フレキシブル基板など新しいニーズにも対応している。高度な信号伝送やノイズ・熱対策が求められる最先端機器では、設計・製造技術者の高い知見と技術が不可欠である。今後もプリント基板技術の高度化が、電子機器の性能・信頼性・安全性向上に大きく貢献していく。