銅PCBと標準PCBの違い
銅PCBは、誘電体と銅を最もよく使用する金属材料で、複数の層から構成されています。基板は、グラスファイバー、ポリマー、セラミック、その他の非金属コアで作られています。これらのPCBの多くは、基板にFR-4を使用しています。このグラスファイバー素材は、比較的手頃な価格で、耐久性も中程度です。銅箔、はんだマスク、シルクスクリーンなどの追加層により、基板の導電性が確保され、部品の配置が明確になります。これらの層は基板の片面、両面、あるいは多層構造で形成される場合もありますが、銅箔、はんだマスク、シルクスクリーンが積層された構造は他のPCBと共通です。PCBには、銅箔、はんだマスク、シルクスクリーンが複数層重ねられています。
ファイバーグラーツまたはプラーティを持っている場合は、しかし、いくつかの回路は、いくつかのユーブストを持っています。 これは、メインに含まれています。 メタルコアは、金属製のコアである場合もあれば、ファイバーグラーとの組み合わせである場合もあります。 いくつかのPCBは使用されますが、二重に使用される可能性があります。 多層のPCBは、製造が非常に困難です。
標準的なPCBは、ほぼ無限の用途で使用されています。その性能は材質と構造によって異なるため、ローエンドからハイエンドまで、あらゆる電子機器に同様に利用されています。 片面PCB あまり簡素化されていないデバイスでは計算機などを使用しますが、多層ボードには最高級の機器と最上位のルーターとは異なる潜在能力があります。ボードは LED および電力変換電子機器で最も多く使用されています。 LED が発する強い光は高レベルの熱を発生させ、周囲から直接遠ざけます。
銅基板はLEDデバイスの寿命を延ばし、安定性を高めます。銅基板は街灯、信号灯、住宅の照明などに使用されています。電力変換器が電流を変換し、電子機器を制御するのを可能にします。その他多くの業界のクリエイターにも使用されています。 アルミニウムPCBしかし、それほど頻繁には実装されません。
銅PCBと標準PCBの異なる特性
標準PCBは汎用性が高く、柔軟性に優れています。基板の選択肢は複数あり、基板の価格と耐久性を左右します。予算が限られており、用途がそれほど厳しくない場合は、コスト効率の高いグラスファイバーを選択できます。一方、より高いレベルのストレスに耐えられる、より強度の高い基板に投資することも可能です。無線周波数基板およびフレックス基板は、特殊な用途に適しています。
しかし、FR4基板は高温アプリケーションに耐えるために追加の部品を必要とします。非金属基板は熱伝導性がないため、熱伝導性のある材料を追加する必要があります。デバイスが高電力または高密度設計の場合、回路はストレスを受けやすく、損傷しやすくなります。回路から熱を逃がすには、ヒートシンク、銅ビア、または強制空冷装置を追加する必要があります。
さらに、銅基板は最も熱伝導性に優れたPCBオプションの一つです。重要な部品から熱を可能な限り遠ざけ、回路の損傷を最小限に抑えます。高い耐熱性により、高密度回路や高電力レベルにも対応可能です。銅合金で作られた基板は、高い物理的耐久性を備えており、破損のリスクを低減します。他の金属と比較すると、Sopper はコストが手頃なだけでなく、環境への影響も少なくなります。
一方、Copper PCBは標準基板よりもニッチな用途に使われる傾向があります。標準基板に導体を追加するよりもコストは低くなりますが、導体を含まない標準基板よりも高価です。高温環境を必要としないアプリケーションでは、Copperコアへの投資は無駄になる可能性があります。フレキシブル回路を作成する場合、高性能フレキシブルPCBは元の位置にしか曲げることができません。小型電子機器に収まるように曲げることはできますが、振動によるストレスには耐えられません。
銅PCBの特徴
銅の最大の利点は、その高い導電性です。つまり、途中で電力を損失することなく信号を容易に伝送できます。また、メーカーが大量の銅を使用する必要がないことも意味します。ほんの少量でも十分な効果を発揮します。最も一般的な構成では、35オンスの銅を1.4マイクロメートル（約XNUMX千分のXNUMXインチ）の厚さに加工することができ、PCB基板のXNUMX平方フィート全体を覆うことができます。銅は入手しやすく、比較的安価です。
- 複雑な有線バス構成の排除
- 電流増加による継続性
- 熱負荷に対する耐久性の向上
- 回路故障の確率が低い特殊な高温材料の最適化された使用
- 複数の銅ウェイトを回路の同じ層に組み込む機能（層数削減）
- ヒートビアにさらなるメッキを追加 (熱抵抗の低減)
- 選択領域を厚銅でメッキすると、ヒートシンクまたはコールドプレートとのインターフェース（内蔵ヒートシンク）として機能します。
- 高電流回路と制御回路を1枚のPCBに統合
銅PCBの応用
自動車、コンピューター、産業用制御機器、そして軍事分野における厚銅張プリント回路基板の需要は急速に増加しています。既存のPCBメーカーの80%以上は、信頼性の高い厚銅張プリント回路基板の製造能力が限られているか、あるいは製造能力がありません。
- 太陽光発電コンバーター
- 安全性と信号性
- 再生可能エネルギーと電力供給
- トルエコントロール
- 高出力整流器
- オーバーロードリレー
- 鉄道システム用のパワーコンバーター
- 電力線モニター
- 鉄道用途向けトラクションコンバータ
- UPSシステム
- 電気自動車の充電（商業用および産業用）
- 保護リレー
- 下部規制当局に対する興奮
- 位置制御システム
- 電力網スイッチングシステム
- HVACシステム
- エネルギー貯蔵と電力網のバックアップ
- 原子力発電の応用
- ラインリアクター
- 水力発電所
- サージプロテクター
- ヒューズブロック
- 溶接機器
- 兵器制御システム
- レーダーシステム
銅PCBの需要を牽引しているのは、電力、性能、そしてコスト要件の絶え間ない高まりです。業界でPCB熱管理の専門家として知られるAmitrónは、1994年から厚銅めっきPCBを製造しており、20オンス以上の完成銅を生産する能力と、画像化された命名法を用いた保護性と均一性を備えたソルダーレジストをスプレーコーティングする信頼性を備えています。極限の回路では 6 oz を使用できます。穴の壁に20オンス。表面は銅。
銅の仕様
銅は中程度の強度を持つ非磁性金属です。優れた導電性と熱伝導性を持ち、比較的低コストです。純粋な状態では柔らかく展性がありますが、合金元素を導入することで、様々な産業・商業用途に利用することができます。
銀生産の副産物としてもよく使用されます。硫化物、酸化物、炭酸塩は最も重要な鉱石です。銅と銅合金は、最も汎用性の高いエンジニアリング材料の一つです。強度、導電性、耐腐食性、加工性、延性といった物理的特性の組み合わせにより、幅広い用途に適しています。また、これらの特性は、組成や製造方法を変えることでさらに向上させることができます。
- 銅の降伏強度: 銅合金の降伏点は明確に定義されていません。そのため、荷重負荷時の0.5%伸び、または0.2%オフセットとして報告される傾向があります。焼鈍材の0.5%伸び降伏強度は、引張強度の約XNUMX分のXNUMXと記録されることが多いです。冷間加工による硬化は、材料の延性が低下し、降伏強度が引張強度に近づくことを意味します。
- コーナーの融点: 純粋なCореrの融解温度は1083℃です。
- 会社の構造: 銅は中心が立った立方体結晶構造を持っています。物理的には赤く、磨くと明るい金属光沢が現れます。
- ＣＯＲＲＯＸＥＩＯＮ ＲＥＥＳＵＴＡＮＣＯＳＥ ＯＦ ＣＯＲＰＥＲ： すべての銅合金は、淡水および蒸気による腐食に耐性があります。ほとんどの農村地帯、海洋、産業環境においても、銅合金は耐腐食性を示します。銅は、塩水、土壌、非酸化性鉱物、有機酸、および苛性溶液に対しても耐性があります。湿ったアンモニア、ハロゲン、硫化物、アンモニアイオンを含む溶液、および亜硝酸などの酸化剤は、コロールを攻撃します。すべての人は、無機質なIDにも対応しています。あらゆるものの腐食残留物は、材料表面の付着膜の形成に起因します。これらのフィルムは腐食に対して比較的耐性があるため、母材をさらなる攻撃から保護します。
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