専門のPCBメーカー
プリント基板を選択する場合、厚さは重要な考慮事項です。厚さは、デバイスの仕様を満たすために重要な、導電性や抵抗などの電気特性に影響を与えます。機能性はこの側面に左右されます。これは、PCB が電気的負荷や機械的ストレスの下でどの程度良好に機能するかを決定するためです。
厚さのオプションの範囲を理解し、デバイスの要件に合わせることが重要です。一般用途の標準的な厚さから、高出力またはコンパクトなデバイス向けの特殊な寸法まで、適切な PCB 厚さの選択は、電気的ニーズと物理的制約のバランスを考慮して行われます。
この記事は、PCB の厚さ、PCB の厚さに影響を与える要因、および適切な PCB の厚さを選択する方法について包括的に理解することを目的としています。
PCB の厚さは、プリント基板のすべての層 (基材、銅層、はんだマスク、シルクスクリーンなどの追加層など) を含むプリント基板全体の厚さを指します。この厚さは、基板の機械的強度、コンポーネントとの互換性、熱的および電気的特性に影響を与えるため、PCB 設計の重要な側面となります。
最も広く認識されている標準的な PCB の厚さは 1.6 mm (約 0.063 インチ) です。この厚さは、さまざまな理由からエレクトロニクス業界全体で広く採用されています。
機械的強度と重量: 厚さ 1.6 mm の PCB は、製造時や使用中に取り扱うのに十分な堅牢性と過度に重くないことの間でバランスが取れており、これはポータブル電子機器にとって特に重要です。
スルーホール部品との互換性: その他にもたくさんのグーグルの スルーホール コンポーネントは、この厚さの PCB にうまく適合するリードを使用して設計されています。これにより、コンポーネントを確実に取り付けることができ、リード線が基板を通過して反対側にはんだ付けできる十分な長さになることが保証されます。
製造の容易さ: 1.6 mm の PCB 厚は、厚いまたは薄い PCB よりも製造が容易です。これらは、穴あけ、エッチング、層の位置合わせなどのプロセスで困難を引き起こすことなく、安全な取り扱いと組み立てに十分な材料を提供します。
標準の 1.6 mm 以外の一般的な厚さには、0.8 mm (31 ミル)、1.0 mm (39 ミル)、1.6 mm (63 ミル)、2.36 mm (93 ミル)、および 3.17 mm (125 ミル) があります。 VictoryPCB は、PCB 上のすべてのラミネート層の全体の厚さについて、0.008 インチから 0.240 インチの範囲の標準オプションを提供しており、用途や使用領域に応じて選択できます。
2層PCBの標準的な厚さは1.6mmです。全体の構成には、コア材料 (通常は FR-4) と、このコアの両側の銅層の両方が含まれます。
上の画像は、標準を構成するさまざまな層の具体的な厚さの概要を示しています。 XNUMX層PCB、合計は 1.6 mm (0.062 インチ) になります。画像に示されている詳細情報は次のとおりです。
上部ソルダーマスク: 0.01 mm
最上層 (銅): 0.035 mm
コア（通常FR-4）：1.5mm
最下層 (銅): 0.035 mm
底部はんだマスク: 0.01 mm
最も一般的な厚さは、 4層PCB は 1.6 mm (約 0.063 インチ) です。これは XNUMX 層 PCB に使用されるのと同じ標準的な厚さであり、機械的強度、製造性、コストのバランスにより一般的な選択肢となっています。また、幅広い種類のコンポーネント、特にスルーホールコンポーネントにもよく適合します。
実際、いくつかの製造要因がプリント基板の全体の厚さに決定的な影響を与えます。最終製品が意図した用途の特定の要件を確実に満たすように、設計および製造プロセス中にこれらの要素を慎重に考慮する必要があります。
中心基板はコアまたは誘電体と呼ばれることが多く、PCB 内の絶縁層です。 4 つの導電性銅層を分離します。基板は、熱安定性、柔軟性、コストなどの必要な特性に応じて、FR-XNUMX (最も一般的)、ポリイミド、CEM (複合エポキシ材料) などの材料で作られることがよくあります。
実際、PCB の基板の厚さは用途に応じて大きく異なり、機械的耐久性、熱管理、空間的制約などのさまざまな要件を反映しています。
たとえば、PCB が大きな機械的ストレスにさらされる環境では、約 0.125 インチ (3.2 mm) などのより厚い基板が有益です。この厚さは PCB の構造的堅牢性を強化し、自動車やその他の過酷な用途で一般的な物理的な衝撃や応力に対する耐性を高めます。
スマートフォンやウェアラブル技術などのスペースに制約のある用途では、約 0.031 インチ (0.8 mm) から 0.04 インチ (1.0 mm) の範囲のより薄い基板が好まれます。より薄い基板の使用は、これらのデバイスの全体的な体積と重量を最小限に抑えるのに役立ちます。これは、ユーザーの快適さとデバイスの携帯性にとって重要です。
関連資料： 絶縁金属基板 PCB の究極ガイド
誘電体材料として、プリプレグは PCB 内の 2 つのコア間、またはコアと銅箔の間に絶縁を提供します。プリプレグはガラス繊維に樹脂結合剤を浸み込ませ、中間段階まで予備硬化させたものです。 「プリプレグ」という用語は、この予備含浸プロセスに由来しています。通常、使用される樹脂はエポキシベースまたは部分的に硬化したポリイミドで、プリプレグの基礎材料を形成します。
プリプレグ材料は、樹脂含有量に基づいて、高レジン（HR）、中レジン（MR）、スタンダードレジン（SR）の 3 種類に大きく分類されます。ガラス繊維と組み合わされる樹脂の量によって、プリプレグの厚さが決まります。たとえば、グラスファイバーに比べて樹脂の量が多くなり、接着特性や電気絶縁性が向上しますが、厚みとコストも増加します。
PCB 製造におけるプリプレグの厚さには、pp-106 (0.002 インチ)、pp-1080 (0.003 インチ)、pp-2113 (0.004 インチ)、pp-2116 (0.0047 インチ) などのいくつかの標準化された厚さが含まれます。選択は、希望する最終的な PCB の厚さおよびその他の設計仕様によって異なります。
銅層は、PCB コアの表面と多層基板の内部層内に適用されます。銅の厚さは通常、平方フィートあたりのオンスで測定され、厚さに換算されます（1 オンス/平方フィートは約 1.4 ミルまたは 35 ミクロンに相当します）。
銅の厚さは、PCB の厚さに影響を与える製造パラメータの 1.4 つです。標準的な銅の厚さはおよそ 2.8 ～ 1 ミル (2 ～ XNUMX オンス) ですが、この厚さは基板固有の要件に応じて調整されます。材料のニーズと加工上の課題により、銅が厚くなるほど基板も厚くなり、基板の価格も高くなります。
関連資料： PCB の銅の厚さに関する完全ガイド
多層 PCB は、銅トレースと絶縁材料 (FR-4 やポリイミドなど) の複数の層が積み重ねられ、接着されて構成されます。 PCB の層が増えるほど、一般に厚みも増します。各追加層は、銅の層と少なくとも 4 つのプリプレグまたはコア材料の層を追加することを意味します。一般的な多層構成には、6、8、30 層が含まれ、非常に複雑なデバイスでは最大 XNUMX 層を超えます。
より厚い多層 PCB は、穴を正確に開けたりめっきしたりすることが難しいなど、製造性の点で課題を引き起こす可能性があります。さらに、層が追加されるたびに、製造プロセスはより複雑になり、コストが高くなります。設計者は、電子回路の複雑さとデバイス内で利用可能な物理スペースのバランスを取る必要があります。より複雑な回路には通常、より多くの層が必要となり、PCB の厚さが増加する可能性があります。
PCB の厚さは、コスト、パフォーマンス、品質という 3 つの重要な領域に大きな影響を与えます。これらの要素が PCB の厚さにどのような影響を与えるかを理解することは、両方の分野にとって不可欠です。 PCBメーカー そしてその顧客。
PCB の製造コストは、材料の使用量と密接に関係しています。製造業者が指定よりも厚い基板を製造すると、コスト計算に基づいた材料よりも多くの材料が使用され、損失が発生します。逆に、ボードが常に指定よりも薄い場合、顧客は不足を感じて、より少ない材料に対してより多くのお金を払う可能性があります。この材料使用量の差異は、少量の注文では無視できる程度ですが、大規模な生産では財務的に重大になります。
PCB の機械的安定性は、その厚さに直接影響されます。 PCB が薄すぎると、多くの動作環境で一般的な振動などの物理的ストレスによって亀裂が発生しやすくなる可能性があります。この脆弱性は、電子デバイスの重大なパフォーマンス低下や故障につながる可能性があります。一方、PCB が厚すぎると、コンパクトなデバイスに適切に適合しない可能性があり、デバイス構造内での不適切な統合により、組み立ての問題や潜在的なパフォーマンスの問題が発生する可能性があります。
間に PCB製造プロセス、指定された厚さ基準を満たしていない基板は、品質検査中にフラグが立てられ、不合格になる可能性があります。これにより、スクラップ率が増加し、生産コストが増加します。顧客の観点から見ると、合意された仕様から逸脱した PCB を受け取ると、入荷時の品質検査で拒否される可能性があります。厚さの仕様に対するコンプライアンスの度合いが一貫して低いと、メーカーの評判が傷つき、ビジネスの損失につながる可能性があります。
適切な PCB の厚さを選択することは、基板の機能、信頼性、製造プロセス、およびアプリケーションに影響を与える重要な決定です。 PCB には、PCB の厚さに基づいて、薄い PCB、厚い PCB、極厚い PCB の 3 つのタイプがあります。ここでは、さまざまなアプリケーションのニーズに基づいて適切な PCB の厚さを選択する方法についてのガイドを示します。
厚さの範囲： 15.7 ミル (0.4 mm) ～ 39.4 ミル (1.0 mm)。
特徴と用途: 薄型 PCB は軽量で柔軟性があるため、スペースが貴重な小型電子デバイスに最適です。薄型 PCB は、スマートフォンやタブレットなどのポータブル電子機器、スマートウォッチなどのウェアラブル デバイス、または柔軟性と最小限の重量が重要なその他の家庭用電子機器に使用します。これらの PCB は、洗練されたプロファイルを維持し、製品の全体重量を軽減するのに役立ちます。
厚さの範囲： 62 ミル (1.6 mm) から 93 ミル (2.4 mm)、場合によってはそれより厚い場合もあります。
特徴と用途: PCB が厚いと機械的強度と耐久性が向上し、基板が物理的ストレスを受ける可能性がある、またはより高い電力密度を処理する必要がある、より要求の厳しい環境に適しています。耐久性の向上が必要な産業機械、パワーエレクトロニクス、堅牢な民生用機器には、より厚い PCB を選択してください。これらのボードは機械的衝撃に耐えるのに適しており、実質的な熱管理が必要なアプリケーションに適しています。
厚さが次を超えています: 93 ミル (2.4 mm)、バックプレーン PCB などの一部の基板の厚さは 400 ミル (10.16 mm) です。
特徴と用途: 非常に厚い PCB は通常、PCB が多数の接続と高電力コンポーネントをサポートする必要がある重要なインフラストラクチャや特殊な機器で使用されます。これらは、非常に堅牢で重大な熱負荷を管理できる必要があるサーバー バックプレーン、通信機器、大規模テスト ボードで一般的です。
基板材料の誘電率と PCB の厚さは、基板の特性インピーダンスを決定するため、重要です。 伝送ライン。 PCB の厚さは導電層間の距離を変化させ、単位長さあたりの静電容量とインダクタンス、つまりインピーダンスに影響を与えます。信号反射を最小限に抑え、正確な信号伝送を確保するには、PCB 全体で一貫したインピーダンスが不可欠です。設計者は、高周波コンポーネントおよびシステムのインピーダンス要件を満たすために、正確に計算およびシミュレーションを行う必要があります。
高周波回路では、信号の減衰が懸念されることがあります。 PCB が厚くなると誘電損失が増加し、信号品質の低下につながる可能性があります。ここでは、基板材料の選択が重要になります。なぜなら、高価であるにもかかわらず、高周波での性能が優れている標準 FR-4 よりも、ロジャースやテフロンなどの損失正接が低い材料が好まれるからです。
PCB を厚くすると、電磁干渉 (EMI) に対するシールドが向上し、EMI に敏感なデバイスや高ノイズ環境で動作するデバイスにとって有益です。ただし、EMI シールドを強化するために厚みを増やすことの利点と、重量の増加や製造プロセスの複雑さなどの潜在的な欠点を比較検討する必要があります。複数のグランド層、シールドエンクロージャ、または特殊な EMI シールドコーティングを使用するなどの追加の方法が効果的な代替手段となる可能性があります。
高周波アプリケーションでは発熱量が増えるため、効果的な熱管理が重要です。厚い PCB は熱放散に役立ちますが、熱負荷を効果的に管理するにはサーマル ビアまたはヒート シンクを組み込むことが必要な場合があります。
高周波PCB 一貫したインピーダンスと信号損失の最小化に不可欠な厳しい公差を維持するには、製造における精度が必要です。これには、正確なトレース幅と間隔を維持するためのエッチングプロセスの正確な制御が含まれます。
正確な仕様を満たす PCB をお探しですか? VictoryPCB は、専門知識と精度を組み合わせてお客様のニーズに合わせた高品質の回路基板を提供する専門の PCB メーカーです。高周波アプリケーション、コンパクトなデバイス、または電力集約的な動作のいずれの場合でも、VictoryPCB は、必要な厚さ、耐久性、および性能基準に適合する PCB を製造する能力を備えています。今すぐ VictoryPCB に連絡して見積もりを入手してください sales@victorypcb.com.
