結論
プリント基板とは、電子部品を固定し、銅箔の配線で部品同士を接続するための板です。
回路が複雑になるほど、ユニバーサル基板より効率的に作成できます。
電子工作では、簡単な回路ならユニバーサル基板やブレッドボードでも作れます。
ただし、部品点数が増える場合や表面実装部品を使う場合は、プリント基板を作った方が早く、配線ミスも減らしやすくなります。
概要
プリント基板の基本と、ユニバーサル基板との違い、電子工作で使う理由を解説します。
プリント基板とは
プリント基板とは、絶縁材料の板に銅箔で配線パターンを作ったものです。
未実装のプリント基板（パターンのみの状態）
英語ではPCBと呼ばれます。PCBはPrinted Circuit Boardの略です。電子部品はプリント基板にはんだ付けされ、銅箔パターンを通じて電気的に接続されます。
身近な電子機器の内部にも、多くの場合プリント基板が使われています。
プリント基板の役割
プリント基板の役割は、電子部品を固定し、設計した通りに接続することです。
電子回路では、抵抗、コンデンサ、IC、コネクタなどを決められた位置に配置します。プリント基板を使うと、部品の位置と配線を設計データ通りに再現できます。
同じ回路を複数個作る場合も、プリント基板を使うと品質をそろえやすくなります。
プリント基板とユニバーサル基板の違い
プリント基板は、あらかじめ配線パターンを設計して製造する基板です。
ユニバーサル基板は、穴が並んだ汎用基板に部品を取り付け、ジャンパ線やはんだで配線します。
ユニバーサル基板は手軽ですが、部品点数が増えると配線が複雑になります。配線ミスやはんだ不良も起きやすくなります。
電子工作でプリント基板を使う理由
電子工作でも、回路が複雑になる場合はプリント基板を使う方が作業しやすくなります。
ユニバーサル基板では、部品の足やジャンパ線を使って手作業で配線します。簡単な回路では便利ですが、配線数が増えると確認や修正に時間がかかります。
下手にユニバーサル基板で複雑な配線をするよりも、最初からプリント基板を作った方が早い場合があります。配線パターンを設計データとして作るため、同じ回路を再現しやすく、配線ミスも減らしやすくなります。
プリント基板を作りやすくなった理由
現在は、個人や小規模な試作でもプリント基板を作りやすくなっています。
KiCadなどの無料で使える基板設計CADがあり、回路図の作成から基板レイアウトまで行えます。また、JLCPCBのような基板製造サービスでは、小ロットの基板をネットから注文できます。
以前は、プリント基板の製造は業務用のイメージが強いものでした。現在は、電子工作や試作でも、必要なデータを作成すれば少量から発注できます。
表面実装部品を使う場合はプリント基板が向いている
最近の電子部品は、表面実装部品が主流です。
実装済みのプリント基板（電子部品が搭載された状態）
表面実装部品は、基板の表面にはんだ付けして使う小型部品です。小型で高密度な回路を作りやすい一方、ブレッドボードにはそのまま挿せません。ユニバーサル基板で使う場合も、変換基板や細かい配線が必要になることがあります。
表面実装部品を使う回路では、最初からプリント基板を設計した方が実装しやすくなります。部品のフットプリントを基板上に配置できるため、手配線よりも安定した製作ができます。
プリント基板を作る流れ
プリント基板は、基板設計ソフトでデータを作成してから製造サービスに発注します。
一般的な流れは以下です。
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回路図を作成する
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部品のフットプリントを割り当てる
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基板上に部品を配置する
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配線パターンを設計する
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ガーバーデータとドリルデータを出力する
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基板製造サービスに発注する
基板製造では、設計ソフトのファイルではなく、製造用のガーバーデータとドリルデータを使います。
プリント基板が向いているケース
プリント基板は、再現性や作業効率を重視する場合に向いています。
以下のような場合は、プリント基板の利用を検討します。
· 部品点数が多い
· 同じ回路を複数個作る
· 表面実装部品を使う
· ケースに合わせた形状にしたい
· 配線ミスを減らしたい
簡単な確認用の回路であれば、ブレッドボードやユニバーサル基板でも十分な場合があります。用途に応じて使い分けることが重要です。
まとめ
プリント基板とは、電子部品を固定し、銅箔パターンで部品同士を接続するための板です。
電子工作では、回路が複雑になるほどプリント基板を使うメリットが大きくなります。特に、部品点数が多い回路や表面実装部品を使う回路では、ユニバーサル基板よりもプリント基板の方が作業しやすくなります。
現在は、無料CADや小ロットの基板製造サービスを使えるため、個人の電子工作でもプリント基板を作りやすくなっています。