電子機器の基本構造を支える要素として、多層基板や片面、両面基板などの各種基板がある。これらの中で特に用途が広いものは、絶縁性素材の板に導電性パターンが形成された電子回路の集積基板である。電子部品同士を安定して接続する役割を担い、設計通りに信号伝送や電源供給を行うことができる。これにより、手作業で配線するよりも遥かに高密度かつ正確な回路の構築を実現できる。プリント基板の構造を大まかに説明すると、主にガラス繊維で強化された樹脂板などの絶縁層が基盤となり、その上に銅箔を貼り付けパターンを作ることで電子回路が形成される。
電子部品は、はんだ付けにより基板と電気的・物理的に強固に接続される。近年では、指示精度を要求される分野で多層構造が当たり前となり、複雑かつ大量の信号伝達経路を効率的に配置することが可能となっている。そのためスマートフォンやパソコン、各種電子制御装置など幅広い分野の機器で不可欠な存在となっている。製造においては、基材選定、レイアウト設計、パターン形成のいずれもが重要である。まず、想定する環境や用途、想定電力等をもとに基板の素材や厚みが選定される。
それから、設置する電子部品の配置やパターンをCADソフトなどで設計する。その後パターン形成として一般的に用いられる方法は、銅箔が貼られた基材に感光性樹脂を塗布し、設計図に基づき紫外線で回路パターンを露光するというフォトリソグラフィ技術である。その後エッチング処理により不要な銅を溶解し、最終的に設計通りの回路パターンが残る仕組みとなる。全工程が終わると、その上に電子部品がはんだ付けされ、自動実装機を用いれば大量生産時にも高い生産性と安定品質を保つことができる。コスト面においても、同じ回路の大量生産時には手作業より遥かに低コスト・高精度となり、納期や価格が要求される現場を支えている。
従来は片面基板が主流だったが、現在では回路の密度向上や実装面積の削減のために両面や多層基板が導入されている。これにより、多くの電子部品を小型な基板内部に配置できるようになった。国内外の各種メーカーでは、注文者の要望に応じて試作や量産など様々なサービスを提供している。製品の開発初期段階では、基板サイズやパターン変更が頻繁に発生するため、柔軟に対応できるところが重要となる。精度や品質、納期の厳守なども重視され、高精度な技術力や生産管理のノウハウが求められる。
電子回路専業の設計メーカーや、基板だけでなく設計・製造・実装・検査までを一貫して行うメーカーもあり、それぞれの特徴や強みを持っている。とくに技術の高度化に伴い、微細パターン技術や多層化技術、さらには柔軟な基材を使用したフレキシブル基板の需要も高まっている。このような新技術は、通信機器や医療機器、航空宇宙分野などでも活用され、今後さらに多様な技術が基板の分野に取り入れられていくと考えられる。電子回路基板の品質は、最終製品の性能や安定稼働にも直結するため、最新技術を採用した検査体制も各種メーカーで強化されている。目視では判別できない微細な不良を発見するため、全自動検査装置による短絡や断線、組付けミスなどのチェックが行われる。
試験装置によって通電試験も行われ、設計通りに電気的な接続ができているかを確認できる。これらの工程をクリアしなければ、安心して最終製品の出荷に至ることはない。また、基板設計では熱対策も重要視される。電子回路の動作時には発熱が避けられないため、放熱特性の高い素材や、銅箔厚みの調整などで温度上昇を抑制する工夫が施される。基板のレイアウトによっては放熱処理以外にもノイズ対策、信号伝送速度や高周波特性の確保も重要な設計要素となる。
そのため、設計者は部品配置からパターン設計、層間接続の設計手法に至るまで総合的な視点が要求される。これらの理由から、現代の製造業では、電子回路の効率的な設計と基盤が相互に連携しなければ製品競争力の維持向上は難しい。多様化したニーズに対応した基板加工の専門性と、積極的な新技術導入によって、今後もメーカー各社の技術競争は続いていくであろう。電子機器には多層基板や片面、両面基板など様々なタイプの基板が使用されており、特に絶縁素材に銅箔でパターンを形成したプリント基板は、電子回路の構築に不可欠な存在となっている。これにより手作業と比べて高密度かつ精密な回路が可能となり、スマートフォンやパソコンをはじめ幅広い電子機器に利用されている。
プリント基板はガラス繊維強化樹脂などの絶縁層に銅箔でパターンを作成し、部品をはんだ付けして接続される。製造工程では設計や素材選定、パターン形成が重要で、フォトリソグラフィやエッチングといった技術が駆使される。大量生産時には自動実装機が活用されコストや品質の面でも優位性が高い。近年は回路の密度向上や小型化のため多層基板の採用が進み、フレキシブル基板など新しい技術も医療・航空宇宙など専門分野で需要が高まっている。品質管理も厳格化され、自動検査装置による不良検出や通電試験が導入されている。
設計段階では発熱やノイズ、高周波特性、放熱などにも配慮が必要であり、総合的な設計力が求められる。こうした高度化・多様化した要求に応えるため、各メーカーは技術開発や生産体制を強化しており、今後も一層の技術競争が続くと予想される。