1オンス銅の厚さ | PCBの厚さ

銅の厚さを適切に選択すると、プリント基板の性能が向上し、寿命が延びることをご存知ですか？厚さの選択を誤ると、電流が不足してプロジェクトが誤動作するリスクがあります。では、1オンスの銅の厚さとは一体何を意味するのでしょうか？これは、PCBの電力処理、放熱、そして効率的な動作に影響を与えるため、エンジニア、設計者、そしてメーカーにとって必須の用語です。プロジェクトに適切な銅の厚さを選択するには、まず1オンスの銅の厚さについて学び、その定義、測定方法、そして重要な選択基準を網羅したこの説明をご覧ください。PCB設計の初心者でも、より深く学びたい方でも、以下のセクションを読んで1オンスの銅の厚さの要点を理解してください。

1オンスの銅とは何ですか?

名前の通り、1オンスの銅の厚さは、1平方フィート（約35平方メートル）に薄い銅層を敷き詰めることを意味します。計算すると、0.035オンスの銅の厚さは1.4ミクロンに相当し、XNUMXミリメートルとXNUMXミルの両方に相当します。

変換と基本事項を理解したところで、標準的な1オンス銅板を誰が使うのか疑問に思うかもしれません。通常、FR4などのベース材料の最上層として使用されます。なぜでしょうか？それは、過度の抵抗負荷なしに、低～中電流の伝送に十分な導電性を回路に提供するためです。

さらに、1オンスの銅箔を使用することで、デバイス内部の温度上昇を抑えながら電流を流すことができるという利点があります。一般的に、1オンスの厚さでめっきされた1mmの銅箔は、わずか4℃の温度上昇で少なくとも10アンペアの電流を流すことができます。

1オンスの銅の厚さはどれくらいですか?

数学的に言えば、1オンスの銅は基本的に0.035mmです。なぜそうなるのか疑問に思われる方のために、簡単に説明します。

1オンス/平方フィート つまり、1 オンスの銅が XNUMX 平方フィートの面積を覆うことになります。

厚さを計算するには:

● 銅の密度は 8.96 g /cm³.

● 1オンス（oz）= 28.3495グラム.

● 1平方フィート = 929.03cm².

● 厚さの計算式を使用する:

次に、値を入力します。

1オンスの厚さ以外にも、様々なバリエーションがあります。例えば、広く使用されている銅の厚さは以下の通りです。

● 1オンスの銅 = 0.035 mm (35 µm)

● 2オンスの銅 = 0.070 mm (70 µm)

● 3オンスの銅 = 0.105 mm (105 µm)

わかりやすくするために、さまざまな銅の厚さと、それらをミリメートル、マイクロメートル、ミルに変換する方法を説明した銅の厚さ表を以下に示します。

1オンス銅の主な特性

プリント基板（PCB）に使用される1オンス銅は、厚さと導電性のバランスが取れており、ほとんどの標準的な用途に適しています。1オンス銅の主な特性を見てみましょう。

1. 導電率

1オンス銅は電気伝導性に優れているため、回路設計に大きなメリットをもたらします。例えば、1オンス銅はPCBトレース上で最大20アンペアの電流を確実に流すため、設計の正常な動作を保証します。この点において、銅の機能性を左右するXNUMXつの主な要因は何でしょうか？

1. 電流容量

2. トレース幅

3. 抵抗と温度変化の量

2.熱伝導率

1オンス銅のもう一つの重要な特性は、非常に柔軟で、優れた熱伝導性を持つことです。PCBは、熱を放散し、過酷な動作条件下でも熱安定性を維持するのに銅を効果的に利用しています。1オンスの厚さでも十分な放熱性があり、PCBを熱過負荷から守ります。また、PCBの厚みによって、これらの部品は非破壊温度範囲内に保たれます。

3. 機械的堅牢性

適切なPCBの厚さを選択する際の主な基準は、機械的安定性です。1オンスの銅を選択することで、回路性能を強化すると同時に、耐久性の高い設計のための機械的強度を確保できるため、安心してご使用いただけます。この素材は、柔軟性を維持しながら、物理的な力にも確実に耐える性能を備えています。さらに、1オンスの銅厚の基板を使用することで、デバイスは高い腐食や錆にも耐えることができます。ただし、追加の保護対策として、はんだマスクと無電解めっきを施す必要があります。

4. コスト効率と汎用性

経済的な観点から見ると、1オンス銅はPCB製造における安価な代替品です。優れた性能と手頃な価格を兼ね備えており、多くの産業用途で標準的な選択肢となっています。1オンス銅は、信号伝送、電力供給、接地システムに使用できる万能素材であり、あらゆる業界のPCB設計者が抱える様々なニーズに応えます。

1オンス銅と他の銅の重量

それでは、さまざまな銅の重量と、その通貨容量および用途を比較してみましょう。

1オンス銅を使用したPCB設計の考慮事項

1オンス銅箔のPCBで最高の性能、効率、信頼性を実現するには、特定の要件を満たす必要があります。これらの設計ニーズに対応するには、トレース設計、耐熱性、層構造、製造限界を評価する必要があります。以下に、留意すべき主要な設計側面を示します。

1. トレース幅と電流容量

通常、トレース幅は、デバイスが過熱することなく安全にどれだけの電流を流せるかを決定します。1オンスの銅箔の場合、IPC-2221規格に基づくトレース幅計算ツールを使用すれば、十分な容量を簡単に確認できます。それでもまだ不安な場合は、大まかな内訳を以下に示します。1オンスの銅箔に1mm幅のトレースを配線した場合、3.2℃の温度上昇で約10Aの電流を流すことができます。さらに、トレース間隔も重要な役割を果たします。特に高電圧設計では、トレース間隔を適切に維持することで、短絡やアーク放電を防止できます。

2. シグナルインテグリティ

高速回路を扱う場合、1オンスの銅は信号品質と伝送路の安定性の両方に影響を与えます。高性能RFコンポーネントを製造する場合、設計者はトレース寸法と誘電体材料がインピーダンスにどのような影響を与えるかを検討する必要があります。このような場合、均一な銅層は全体にわたって安定した性能結果をもたらします。

3. 多層PCBスタッキング

1オンス厚の銅箔を使用することで、PCBの性能や耐久性に影響を与えることなく、多層配線が可能になります。1オンス厚の銅箔を用いた適切な層配置により、PCBの揺れを防ぎ、高品質なパフォーマンスを維持できます。例えば、4層積層を行う場合は、以下の手順で可能です。

1. トップレイヤー（信号）

2. グランドプレーン

3. 電源プレーン

4. 最下層（信号）

4. エッチングに関する考慮事項

通常、エッチング工程は、電気経路を形成する不要な銅を除去するために行われます。そのため、1オンスの銅を使用する場合は、以下の点に留意する必要があります。

1. PCBメーカーが問題なく扱えるトレース寸法を使用してください。許容仕様よりも細いトレースは、断裂したり、許容値を超えて強度が弱くなったりする可能性があります。

2. 銅の厚さが配線の横方向の侵食幅にどの程度影響するかを示すエッチング係数を推定します。1オンスの銅の場合、標準的なエッチング係数は通常約2:1です。

3. 製造プロセスのニーズを満たすために、トレース幅を最終的なサイズよりも広く設計します。

5. ビアデザイン

ビアはPCBの層間接続に役立ちますが、不要な抵抗も生じさせるため、設計上の注意が必要です。そのため、1オンスの銅箔を使用する場合は、各層を接続するためにめっきスルーホール（PTH）方式を使用する必要があります。重要な領域やグランド導体の周囲に多数のビアを配置することで、EMIシールドと冷却性能を向上させ、電気ループを低減することもできます。

PCB 設計において銅の厚さが重要なのはなぜですか?

選択した銅の厚さによって、デバイスのトレースが処理できる総電流が決まります。厚い銅設計は、基板の過熱を防ぎながら電力を安定させます。高出力レベルで1/XNUMXオンス厚のような薄い銅層は、システム設計においてコンポーネントの過熱やシステム効率の低下につながります。逆に、最高周波数で動作する高出力回路では、動作温度を安全に保つために十分な放熱効果を得るために、XNUMXオンス厚を超えるソリッド銅層が必要です。

PCBの銅重量を増やすことで、日常的な歪みや回路破損につながる可能性のある極端な力に対する製品の耐性が向上します。高周波信号経路の銅厚を増やすことで、信号劣化を防ぎ、損失の低減と安定した経路特性によって電気抵抗レベルを維持します。設計者は、プリント回路基板に適したPCB厚を選択することで、理想的な電気接続を実現し、規格に準拠した設計を構築できます。IPC-2221規格では、特定の用途において信頼性の高い性能を確保するために、銅厚の最小値を定めています。

PCBに適した銅の厚さを選択する方法

プリント基板設計における銅箔の厚さは、基板の性能と耐久性を左右するだけでなく、プロジェクトの予算にも影響します。銅箔の厚さはオンス/平方フィートで表され、PCBの電流処理能力と熱伝導効率を決定します。適切な選択を行うには、以下の点に留意してください。

1. まず、PCB に必要な機能を分析します。

プリント基板の用途を検討してください。産業機器や電源機器では、高電流動作時の過熱を防ぐため、より厚い銅箔が必要となります。小型電力機器では基板上の銅箔の使用量が少なく、信号処理機器では銅箔の使用量が少ないという状況が続いています。

2. 熱管理を考慮する

銅の層を厚くすることで、極端な温度環境や過酷な動作条件下で動作する電子機器の放熱効率が向上します。銅を厚くすることで、回路基板の正常な動作を維持し、部品への損傷を防ぎます。

3. コストと実現可能性のバランスをとる

銅の厚みを増やすことで性能が向上すると、製造価格と製造難易度の両方に悪影響を及ぼします。プロジェクトにおいて、銅の厚みを増やすメリットが費用増加に見合う価値があるかどうかをご確認ください。

4. 設計仕様書を参照する

銅箔の厚さは、PCB設計のトレースサイズとギャップ要件に合わせてください。製造業者と協力し、製造能力に適合し、既存の業界ルールに準拠したPCBの厚さを選択してください。

結論

最適な銅の厚みを選ぶには、予算の範囲内で性能要件を満たすことが重要です。ほとんどのアプリケーションは、基本的な1オンス銅の標準規格で効率的に動作します。より高い電力と周波数の性能が求められる設計では、仕様を満たすためにより厚い銅層が必要です。プロジェクトに1オンス銅が必要な場合は、今すぐお電話ください。最適な価格見積もりをご提供いたします。