プリント基板（PCB）の起源：130年の進化史

PCBは歴史上最も偉大な発明の一つです。その歴史は130年以上前まで遡ります。

産業機械は調整と改良を重ねながら進化し続けました。その結果、初期のPCBと現代の設計を比較することはほぼ不可能です。

しかし「始まりを知らねば、行き先もわからない」の言葉通り、発端、コンセプト、発明者たちを辿っていきます。

準備はいいですか？始めましょう。

PCBの歴史

ドイツの科学者アルバート・ハンソンは、よりシンプルな電気経路の実現を目指した先駆者の一人です。彼の発明は現代のPCBとは異なりますが、デバイス創出への道を開きました。

出典: LeaderTelegram

1903年、電話交換盤改良のためのデバイス特許を出願。導線を平面に接合し導電片を配置したベア基板で、スルーホール構造と導体を備えていましたが、現代的な前駆体は欠けていました。

1927年、アメリカの発明家チャールズ・デュカスがPCB史に大きな一歩を刻みます。ステンシルで基板に直接導線を印刷し、導電インクを塗布。絶縁面上に電子経路を形成することが目的でした。驚くべきことに、現代のPCBに近いデバイスを完成させました。

出典: Encyclopedia

デュカスは基板実現後も、複数基板を接続して多層化する可能性を模索。そのアイデアを具現化したのがパウル・アイスラーです。彼がPCB発明の最大の功労者とされる所以です。

出典: Wikipedia

オーストリアからイギリスへ移住後、印刷業界でのバックグラウンドを活かし、電子回路を基板に印刷するアイデアを具現化。手作業のはんだ付けという労働集約的工程から解放されました。彼のPCBの初適用はラジオで、第2次世界大戦中に英米で重宝されました。

PCB進化のタイムライン

1925年

アメリカの発明家チャールズ・デュカスが木製平面基板に導電材料を描画。初の基板設計特許を取得。

1936年

オーストリアの発明家パウル・アイスラーが最初のPCBを製作。ラジオセットに採用。

1943年

アイスラーがより高度なPCB設計を特許取得。非導電基板上の銅箔に対して回路をエッチングする方式。

1944年

第2次大戦中、英米が共同で近接信管を砲弾・機雷・爆弾に搭載。

1948年

米軍がPCB技術を一般公開。全体的な技術発展を促進。

1950年代

トランジスタが市場に登場。電子機器が小型化し、PCB搭載が容易に。信頼性が向上。

1950年代〜1960年代

片面に部品実装、もう片面に印刷識別という両面基板へ進化。亜鉛めっき、コーティング、耐食材料で劣化防止。

1960年代

シリコンチップ/ICが電子設計に登場。1チップに数万個の部品集積が可能に。信頼性・電力・速度が大幅向上。IC導体を収容するため基板層数増加。IC小型化に伴い基板も小型化、はんだ接続が困難に。

1970年代

PCB（プリント基板）とPCB（ポリ塩化ビフェニル＝有害化学物質）の略称混同で健康懸念と混乱が発生。科学者たちがPWB（プリント配線板）へ改称。1990年代に化学物質PCBが淘汰されるまでこの呼称が続きました。

1970年代〜1980年代

銅回路のはんだ付け容易化のため、薄膜ポリマー材料のソルダーマスクを開発。隣接パターンのブリッジ防止と回路密度向上を実現。その後、フォトイメージアブルポリマーコーティングが開発。回路に直接塗布・乾燥・露光現像が可能になり、さらなる高密度化を達成。これがPCB標準製造法となりました。

1980年代

表面実装技術（SMT）が新実装技術として登場。当初は全部品にリード線があり、スルーホール実装が必須で、孔が貴重な配線スペースを占有していました。

出典: Wikimedia Commons

SMT部品が製造標準となり、孔なしでパッドにはんだ付け。スルーホール部品に置き換わり業界標準に。信頼性・性能・機能が向上し、製造コスト削減を実現。

1990年代

CAM/CAD（コンピュータ支援製造・設計）ソフトの普及で基板サイズが継続縮小。機械設計がPCB設計の自動化に貢献。

出典: Wikimedia Commons

複雑設計の容易化、軽量・小型部品対応、微細接続による更なる小型化・高密度化を実現。

2000年代

複雑性・互換性・高層数・軽量化のすべてを満たす段階へ。フレキシブル回路と多層基板設計により、より小型・低コストなPCBで高機能化を実現。

現代のプリント基板

化学物質PCBの時代は終わり、業界ではPWBとプリント基板を併用可能ですが、一般的なのはプリント基板です。

最新のイノベーションはリジッドフレックスPCB。硬質基板の剛性・複雑性とフレキシブル基板を融合。複合層構造により薄型・小型化し、狭小・異形スペースへの実装が可能になりました。

PCBの未来

フォトリソグラフィや従来の真空蒸着パターニングなど多段階手順で基板印刷が可能に。

出典: Researchgate

魅力的ですが、高コスト・高温処理・有害廃棄物という課題も。業界は革命期を迎えており、3Dプリント基板が現実のものに。

出典: Wikimedia Commons

研究機関は「グリーンPCB」を予測。紙プリント基板の登場が期待されます。小型電子機器への需要が、より小型・大容量基板への設計シフトを加速。3D成形プラスチック基板、埋め込み部品、集積チップ、PoP（Package on Package）の普及も見込まれます。これらがPCB産業の持続的成長を牽引するでしょう。

総括

WellPCBは長年のPCB製造実績を持ち、品質提供の約束を果たし続けています。最新PCB技術を採用し、複雑で時間のかかるリジッドフレックスPCBもフレキシブル部分を丁寧に扱い、品質保証テストで業界基準を超える品質を実現。

最新設備と総生産面積10,000㎡を擁し、月産2〜32層PCBで10,000品種・30,000㎡の供給能力を備えています。

プロジェクトに最適なPCBをお探しなら、ぜひご相談ください。