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PCBブログ - 重銅PCBの利点

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重銅PCBの利点

2023-05-13
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Author:iPCB

重銅PCBは、回路性能を向上させるためのさまざまな機能を提供するため、さまざまな製品に広く使用されています。これらのPCBは変圧器、放熱器、インバータ、軍事設備、太陽電池パネル、自動車製品、溶接設備、配電システムなどの大電力設備に広く使用されている。


重型銅PCB


重型銅PCB


じゅうどうPCB構造

標準プリント基板(PCB)は、両面または多層にかかわらず、銅エッチングとめっきプロセスを組み合わせた方法で製造されている。回路層は薄い銅板から始まり(通常、平方フィートあたり0.5オンスから平方フィートあたり2オンスの間)、それをエッチングして不要な銅を除去し、電気めっきを行って銅の厚さを増やし、平面、配線、パッド、電気めっきスルーホールに適用する。FR 4やポリイミドなどのエポキシ樹脂基板を用いて、すべての回路を積層して完全なパッケージを作成します。


重銅回路を用いた回路基板も同様に製造されているが、印刷回路基板は高速/階段めっきや差動エッチングなどの専用エッチングとめっき技術を用いている。歴史的には、重い銅の特徴は厚い銅被覆積層板材料をエッチングすることによって完全に形成され、痕跡側壁の不均一で許容できないアンダーカットをもたらした。電気めっき技術の進歩により、電気めっきとエッチングの結合により重銅特性を形成することができ、それによって直線的な側壁と無視できるアンダーカットを形成することができる。


重銅PCBの構造は回路基板に以下の利点を持たせる

1.熱歪に対する耐性を高める。

2.キャリア能力を高める。

3.コネクタ位置とPTH穴の機械的強度を増加させる。

4.特殊材料を用いてその潜在力(すなわち高温)PCBを十分に利用し、回路故障がない。

5.回路の同一層上に複数の銅分銅符号を集積することにより製品サイズを低減する

6.厚い銅めっきビアは、基板を介してPCBからより高い電流を送り、外部ヒートシンクに熱を伝えるのに役立ちます。

7.ジャンパ接続にはコネクタが重要です。しかし、コネクタは通常、従来のPCBでのメンテナンスが困難である。意外なPCBの強度が低いため、コネクタ領域は通常機械応力の影響を受けるが、重銅PCBはより高い強度を提供し、より高い信頼性を確保している。


電気銅めっき回路により、回路基板製造業者は、電気めっき孔及びスルーホール側壁上の銅厚を増加させることができる。現在では、PCBと標準機能銅を1枚のプレートに混ぜることができます(PowerLinkとも呼ばれます)。その利点としては、層数の削減、低インピーダンス電力分布、より小さな敷地面積、潜在的なコスト削減が挙げられる。一般に、大電流/大電力回路及びその制御回路は、個別の回路基板上に個別に製造される。厚い銅めっきは、高電流回路と制御回路の集積を可能にし、高密度で簡単なPCB基板構造を実現する。重銅機能は標準回路にシームレスに接続することができる。


重銅印刷回路基板の恩恵を受ける業界には、軍事、国防、自動車、太陽電池パネル、溶接設備メーカー、および現在発生している複雑な熱を処理できる必要があるその他の回路基板の産業が含まれています。もう一つの重銅産業は工業制御である。重厚な銅めっきスルーホールは、熱を外部放熱器に伝えるのに最適です。効率的な配電はPCBの高い信頼性を確保するために重要であり、重い銅はそれを実現することができる。


重銅は革新的ではありません。ポリ塩化ビフェニルでは長い間使用されており、武器制御などの軍事的・国防的応用の厳しい要求に耐えることができるからです。主流の電子製品メーカーは部品から熱を伝達することをますます要求しているが、重金属はますます多くの非軍事用途で一般的になっている。


電気めっきとエッチング技術を用いて大型銅板を製造し、貫通孔と電気めっき孔の側壁上の銅の厚さを増加させた。回路基板が製造中に複数回循環すると、めっき孔はより弱くなり、重銅の添加はこれらの孔を強化する。重銅製の回路基板は、1つの回路基板上に高電流、高電力、制御回路を実現することができる。


重銅PCBは各層4オンス以上の銅で製造されている。4オンス銅PCBは商業製品の中で最も一般的である。銅の濃度は平方フィートあたり200オンスまで達することができる。重銅PCBは、高電力伝送を必要とする電子製品や回路に広く用いられている。さらに、これらのPCBが提供する熱強度は申し分ない。多くの用途では、特に電子製品では、高温は敏感な電子部品に深刻な損傷を与え、回路性能に深刻な影響を与えるため、熱範囲は極めて重要である。


重銅PCB製造

標準的なPCB製造方法のように、重い銅PCB製造にはより正確な加工が必要です。

従来の重銅PCBは時代遅れの技術を用いて製造されており、PCB上のトラッキングとアンダーカットが不均一になり、効率が低下している。しかし、今日では、現代の製造技術は、微細切断と最小のアンダーカットをサポートしている。


重銅プリント板の熱応力処理品質

回路を設計する際には、熱応力などの要素が重要であり、エンジニアはできるだけ熱応力を除去しなければならない。

時間が経つにつれて、PCB製造プロセスが発展し、熱応力を処理できるアルミニウムPCBなどの各種PCB技術も発明された。回路を維持すると同時に、電力予算、放熱性能、環境保護設計を最大限に削減し、重銅PCBデザイナーの利益に合致する。電子部品の過熱は、故障を招き、生命にも危険を及ぼす可能性があり、危険管理は無視できない。


放熱品質を実現する伝統的なプロセスは、外部放熱器を使用して、放熱器を加熱部品に接続することである。放熱が不足しているため、加熱部品は高温に近い。これらの熱を消散させるために、ヒートシンクは部品の熱を消費し、周囲の環境に伝達する。一般的に、これらのヒートシンクは銅またはアルミニウムで作られています。これらのヒートシンクの使用は開発コストを上回るだけでなく、より多くのスペースと時間が必要です。その結果、重銅PCBに近い放熱能力もなかったにもかかわらず。


重銅PCBでは、放熱器は、外部放熱器を使用するのではなく、製造中に回路基板に印刷される。より多くの外部ヒートシンクスペースが必要なため、設置の制限は少ない。

回路基板にヒートシンクをめっきし、任意のインタフェースや機械コネクタを使用するのではなく、導電性貫通孔を使用して熱源を接続するため、熱を迅速に伝達することができ、放熱時間を高めることができます。他の技術に比べて、放熱貫通孔は銅を用いて開発されているため、重銅PCBにおける放熱貫通孔はより多くの放熱を実現することができる。また、電流密度が改善され、表皮効果が最小化される。


重銅PCBは、一般に、電力電子機器または環境に悪影響を受ける可能性のある機器に使用されています。より厚い配線はより大きな耐久性を提供することができ、配線の長さや幅をでたらめなレベルに増やすことなく、配線により大きな電流を流すことができるようにすることもできます。