重い銅の PCB |厚い銅 | PCB 銅 PCB 表面仕上げ

プリント基板 (PCB) の世界では、表面仕上げの選択は電子デバイスの全体的なパフォーマンスと寿命にとって非常に重要です。表面処理により保護コーティングが施され、酸化を防止し、はんだ付け性を向上させ、PCB の電気的信頼性を高めます。一般的な PCB タイプの 1 つは厚い銅 PCB で、高電流負荷を処理し、より優れた熱管理を提供する能力で知られています。しかし、よく生じる質問は、「厚い銅 PCB をさまざまな表面仕上げで製造できるか?」というものです。この記事では、厚い銅 PCB に利用できるさまざまな表面仕上げオプションと、適切な仕上げを選択する際の考慮事項について説明します。

1.重量銅PCBについて学ぶ

表面仕上げのオプションを詳しく調べる前に、厚い銅 PCB とは何か、およびその特有の特性を理解する必要があります。一般に、銅の厚さが 3 オンス (105 μm) を超える PCB は、厚い銅 PCB とみなされます。これらのボードは、大電流を流し、効率的に熱を放散するように設計されているため、パワー エレクトロニクス、自動車、航空宇宙アプリケーション、および高電力要件を必要とするその他のデバイスに適しています。厚い銅 PCB は、標準 PCB よりも優れた熱伝導性、高い機械的強度、低い電圧降下を実現します。

2.厚銅PCB製造における表面処理の重要性:

表面処理は、銅のトレースとパッドを酸化から保護し、信頼性の高いはんだ接合を確保する上で重要な役割を果たします。これらは露出した銅と外部コンポーネントの間のバリアとして機能し、腐食を防止し、はんだ付け性を維持します。さらに、表面仕上げにより、コンポーネントの配置やワイヤボンディングプロセスに平坦な表面を提供できます。厚い銅 PCB の正しい表面仕上げを選択することは、その性能と信頼性を最適化するために重要です。

3. 厚銅 PCB の表面処理オプション:

熱風はんだレベリング (HASL):
HASL は、最も伝統的でコスト効率の高い PCB 表面処理オプションの 1 つです。このプロセスでは、PCB を溶融はんだの槽に浸し、熱風ナイフを使用して余分なはんだを除去します。残ったはんだは銅の表面に厚い層を形成し、銅の表面を腐食から保護します。 HASL は広く使用されている表面処理方法ですが、さまざまな要因により、厚い銅 PCB には最適な選択ではありません。このプロセスに伴う高い動作温度は、厚い銅層に熱応力を引き起こし、反りや層間剥離を引き起こす可能性があります。
無電解ニッケル浸漬金めっき (ENIG):
ENIG は表面処理としてよく選ばれ、優れた溶接性と耐食性で知られています。これには、無電解ニッケルの薄層を堆積し、次に銅の表面に浸漬金の層を堆積することが含まれます。 ENIG は平坦で滑らかな表面仕上げを備えており、ファインピッチ部品や金ワイヤボンディングに適しています。 ENIG は厚い銅 PCB にも使用できますが、大電流や熱の影響から適切に保護するには、金層の厚さを考慮することが重要です。
無電解ニッケルめっき 無電解パラジウム浸漬金 (ENEPIG):
ENEPIG は、優れたはんだ付け性、耐食性、ワイヤボンディング性を提供する高度な表面処理です。これには、無電解ニッケルの層、次に無電解パラジウムの層、最後に浸漬金の層を堆積することが含まれます。エネピグは耐久性に優れ、厚い銅基板にも適用可能です。頑丈な表面仕上げが施されているため、高出力アプリケーションやファインピッチコンポーネントに適しています。
浸漬錫 (ISn):
浸漬錫は、厚い銅 PCB の代替表面処理オプションです。 PCB を錫ベースの溶液に浸し、銅の表面に錫の薄い層を形成します。浸漬錫は優れたはんだ付け性と平坦な表面を提供し、環境に優しいです。ただし、厚い銅 PCB に浸漬錫を使用する場合の考慮事項の 1 つは、酸化と大電流に対する適切な保護を確保するために錫層の厚さを慎重に制御する必要があることです。
有機はんだ付け性保存剤 (OSP):
OSP は、露出した銅表面に有機保護コーティングを作成する表面処理です。はんだ付け性が良く、コストパフォーマンスに優れています。 OSP は低電力から中電力のアプリケーションに適しており、電流容量と熱放散の要件が満たされている限り、厚い銅の PCB にも使用できます。厚い銅の PCB に OSP を使用する場合に考慮すべき要素の 1 つは、有機コーティングの追加の厚さであり、これは全体的な電気的および熱的性能に影響を与える可能性があります。

4. 重量銅 PCB の表面仕上げを選択する際に考慮すべきこと: 重量銅 PCB の表面仕上げを選択する場合

銅製 PCB の場合、考慮すべき要素がいくつかあります。

電流容量:
厚い銅の PCB は主に高電力アプリケーションで使用されるため、大きな抵抗や過熱を生じることなく高電流負荷に対応できる表面仕上げを選択することが重要です。 ENIG、ENEPIG、浸漬錫などのオプションは、通常、高電流アプリケーションに適しています。
熱管理:
厚い銅 PCB は、優れた熱伝導性と放熱能力で知られています。表面仕上げは、熱伝達を妨げたり、銅層に過剰な熱応力を引き起こしたりしてはなりません。 ENIG や ENEPIG などの表面処理には薄い層があり、多くの場合、熱管理に役立ちます。
はんだ付け性:
表面仕上げは、信頼性の高いはんだ接合とコンポーネントの適切な機能を確保するために、優れたはんだ付け性を提供する必要があります。 ENIG、ENEPIG、HASL などのオプションにより、信頼性の高いはんだ付け性が実現します。
コンポーネントの互換性:
選択した表面仕上げと、PCB に実装される特定のコンポーネントとの互換性を考慮してください。ファインピッチコンポーネントや金線ボンディングには、ENIG や ENEPIG などの表面処理が必要な場合があります。
料金：
PCB 製造においてコストは常に重要な考慮事項です。さまざまな表面処理のコストは、材料コスト、プロセスの複雑さ、必要な設備などの要因によって異なります。パフォーマンスと信頼性を損なうことなく、選択した表面仕上げのコストへの影響を評価します。

厚い銅 PCB は高出力アプリケーションに独自の利点をもたらし、その性能と信頼性を最適化するには適切な表面仕上げを選択することが重要です。HASL などの従来のオプションは熱の問題により適切ではない場合がありますが、特定の要件に応じて ENIG、ENEPIG、浸漬錫、OSP などの表面処理を検討できます。厚い銅 PCB の仕上げを選択するときは、電流容量、熱管理、はんだ付け性、コンポーネントの互換性、コストなどの要素を慎重に評価する必要があります。賢明な選択を行うことで、メーカーはさまざまな電気および電子アプリケーションにおける厚銅 PCB の製造と長期的な機能を確実に成功させることができます。