プリント基板上の銅配線は電子信号を伝送し、コンポーネントとデバイス間で電力を分配します。. この複雑な導電経路ネットワークにより、基板上のすべての機能要素が調和して動作することができます。. PCB を設計する際の最も重要な設計上の決定事項の 1 つは、トレースに適切な PCB 銅の厚さを決定することです。. 記事上で, PCB で使用される一般的な銅の厚さを詳しく見ていきます, 厚い銅を使用することが高電力アプリケーションで有利である理由について説明する, 特定の回路要件と制約に合わせて最適な回路基板の銅の厚さを選択する際に設計者が考慮する必要がある重要な要素について説明します。. 飛び込みましょう.
PCB で使用される一般的な銅の厚さ
銅の厚さは、表面に積層された銅箔の重量を指します。 PCB基板, オンス/平方フィートで表される (オンス/フィート2). 一般的な重みの範囲は次のとおりです。 0.5 オンスから 3 オズ:
0.5-1 オンスの銅の厚さ: 極薄の銅箔です。 0.0007 厚さインチ. 軽量化に使用, 狭い配線間隔と薄い基板プロファイルが必要な低電流 PCB. 最小配線サイズと間隔は非常に小さく、銅の厚さは 1 オンスです。.
1-2 オンスの銅: 一般的な PCB 設計における標準的で最も一般的な銅の重量. 電熱性能と製造容易性のバランスを提供します。. ほとんどの中程度の複雑さの PCB に適しています.
3 オンスの銅: 重い銅の PCB とみなされる. 大電流電源回路に十分な堅牢性を備えています, 過熱や電圧降下が問題になる前に、トレースあたり最大約 8 ～ 10A まで処理できます。. 安定性と信頼性が向上します.
PCB に重い銅を使用する理由?
重い銅箔を使用すると PCB コストが増加します, 高電力回路設計に最適な重要な利点があります。:
- トレースを過熱させることなく、より大きな電流を処理します – 銅が厚いほど抵抗が低くなります, 過剰な抵抗加熱を発生させずに、より多くの電流を流すことができます。. これにより、過熱による損傷が防止されます.
- 大電流時のトレース間の電圧降下が低い – 厚い銅配線により、配線長に沿った不要な電圧降下が低減されます。, 信号と電力が PCB 全体に正しいレベルで確実に供給されるようにする.
- 熱拡散と熱管理の改善 – 銅は優れた熱伝導体です. 重い銅はヒートスプレッダーとして機能します, ホットスポットから熱を素早く伝導し、より広い領域に熱を分散させて放散します。. これにより、高温でも適切な回路動作が可能になります。.
- 高温や繰り返しの熱サイクルに耐えます – 厚い銅は熱質量と伝導率が高いため、薄い箔と比較して、高温や繰り返しの加熱/冷却サイクルによる損傷に対してはるかに耐性があります。.
- 削減します EMI 細いトレースと比較して – 同じ電流の場合、薄いトレースと比較して、厚いトレースは電磁干渉の生成が少なくなります。, AC抵抗が減少するため. この EMI の削減は EMC コンプライアンスにとって有益です.
- 全体的な信頼性と製品寿命の延長 – 優れた電流容量, 熱性能, と耐久性 重い銅のPCB 信頼性と使用可能な製品寿命を向上させる, 特に要求の厳しい高電力環境では.
PCB の銅の厚さを選択する方法?
特定の設計に最適な PCB 銅厚を選択するには、相互に関連するいくつかの要素を考慮する必要があります:
- 現在のレベル – 各トレースで予想される最大電流によって、過熱を避けるために必要な最小の厚さが決まります。. 例えば, 5Aを超える配線には通常、2オンス以上の厚い銅が必要です. 厚みを電流に合わせる.
- 層の数 – より多くの銅層を備えた PCB により、全体的により薄い銅の使用が可能になります, 電流は複数の層に分割できるため. A 2-レイヤーボード 多くの場合、同じ電流の場合、4 層または 6 層の基板と比較して、より厚い 2 オンスの銅が必要になります。.
- ターゲットトレース抵抗 – 他のすべてが等しい場合、抵抗が低いほど厚い配線が必要になります. 抵抗目標を満たすために、必要な配線幅でのさまざまな厚さの単位長さあたりの抵抗を計算します。.
- 料金 – 厚い銅材料は本質的に薄い材料よりもコストが高くなります. 予算に合わせてコストの増加と電気的性能の利点を比較検討します。.
- 製造限界 – 2オンスを超える厚い銅には特別な処理装置が必要な場合があります. 達成可能なトレース解像度にも影響します, トレース間の間隔, と登録精度. メーカーの能力に問い合わせる.
- 熱負荷 – PCB 内の全体的な熱消費を慎重に計算して、銅が過熱することなく熱を拡散して吸収できるようにします。. 周囲温度と空冷/液体冷却のオプションを考慮する.
最終的な考え
PCB 設計で最適な銅の厚さを選択することは、予想される電流負荷を徹底的に分析する必要がある複雑なバランス作業です。, 放熱特性, 製造可能性の制限, 材料費とのトレードオフ. 優れた電流容量と熱性能を備えたより重い銅の重量には、基板の寸法と費用の増大という代償が伴います。. PCB 設計者は、トレース銅の厚さをアプリケーションの電気的ニーズおよび制約に慎重に一致させる必要があります。, 相互に依存するすべての設計要素を考慮しながら. 情報に基づいたトレース厚さの決定, 利用可能な予算と製造能力の範囲内でボードのパフォーマンスを最大化できます。. お問い合わせ 次の PCB の理想的な銅重量を決定するのに支援が必要な場合.
