プリント基板（PCB）の試作という複雑な分野において、適切な基板厚さの選定は、最終製品の性能、信頼性、そしてコストに大きな影響を及ぼす重要な決定事項です。PCB の厚さは、導電性や機械的な堅牢性だけでなく、放熱性や全体的な設計との適合性にも影響します。本ガイドでは、さまざまな PCB 厚さの規格を掘り下げるとともに、特定の用途に対して十分な判断を下すための主要な検討事項を概説します。
標準PCB厚さ
歴史的に、PCB の標準的な厚さは 1.57 mm（0.062 インチ）であり、これは厚さがベークライト板の入手性と結び付いていた時代の名残です。この「歴史的標準」は、幅広い用途において性能と利便性の間で良好な妥協点を実現していることから、現在もなお用いられています。しかし、近年の PCB では、技術的要件の多様化および変化に対応するため、一般的に 0.78 mm（0.03 インチ）から 2.36 mm（0.093 インチ）まで、より広い範囲の厚さが利用可能になっています。
なぜ厚みが重要なのか
PCB の厚さは単なる物理的な特性ではなく、実際の用途において基板がどのように動作するかを左右する要素です。以下は、基板の厚さによって決まる主な検討事項です。
電気的性能PCB の厚さはインピーダンスに影響を与え、高周波設計においては信号の完全性に大きな影響を及ぼします。
機械的強度より厚い基板は機械的強度を高め、物理的なストレスによる破損の可能性を低減します。
熱管理:より厚い基板は放熱性が高く、高電力アプリケーションにおいて極めて重要となる場合があります。
重量とスペースの制約：航空宇宙産業や携帯機器産業など、重量とスペースが最優先となる分野では、最適な板厚の選定は、機械的強度と設計上の制約との間の微妙なトレードオフとなる。
PCB厚さの選定に影響を与える要因
アプリケーションの要件
ご使用の機器の環境と用途を考慮してください。高い負荷がかかるのか、それとも軽量かつコンパクトである必要があるのか。厚いPCBは、物理的な荷重に対して剛性と耐久性を備えており、ヘビーデューティーな用途に適しています。薄い基板は、スペースに余裕がない機器や、柔軟性が求められる場合により適しています。
層数と材料
多層プリント基板誘電体層と銅層の数が多いため、厚くなる傾向があります。プリプレグとコアを組み合わせた厚さは、0.008インチから0.240インチの範囲になります。基板の選択も重要な役割を果たし、基板は電気的特性および熱特性に関してさまざまな性能レベルを有しています。
伝導率とインピーダンス整合
銅層の厚みと品質は、十分な電流の流れと信号の完全性を維持するための重要な要素です。内部層の厚みは通常 1.4 mm から 2.8 mm の範囲であり、外層には 2～3 oz の厚みが使用されます。高速動作では、信号損失と反射を最小限に抑えるために、誘電体の厚みを通じたインピーダンスマッチングが求められます。
熱的および機械的特性
高温環境では、放熱性が高いため、より厚いPCBが望ましいです。また、それらは～からも保護します。ワーピングこれは、特に熱サイクル環境において、より薄い基板では問題となる可能性があります。
製造上の考慮事項
在庫のPCB厚さは、容易に入手でき、設備および製造能力に適合するため、一般的に好まれます。これにより、コスト効率が高くなり、リードタイムも短縮されます。カスタム厚さは、追加の加工が必要となり、コスト増につながるため、予算やプロジェクトのスケジュールに影響を及ぼす可能性があります。
PCB厚さの指定
適切なPCB厚さを決定するために、設計者は設計要件と製造上の可能性を調整しなければなりません。PCB配線幅計算機のようなコンピュータプログラムは、電流負荷、許容温度上昇、および特定の用途におけるインピーダンス要件に基づいて、最適な厚さを算出する際に役立ちます。
カスタム厚さ vs 標準厚さ
全体的な厚さでほとんどの設計には対応できますが、カスタマイズされた厚さが正当化される場合もあります。設備能力や生産スケジュールへの影響を考慮した調整を行うためにも、これらの仕様はできるだけ早い段階でメーカーと共有することが極めて重要です。最適な判断を下すためのポイントは次のとおりです。
お客様の製造設備の能力設計を確定する前に、製造業者が希望する板厚に対応できるかどうかを必ず確認してください。
コストに関する考慮事項カスタム厚さは、ほとんどの場合、標準外の加工を伴うためコストが高くなり、材料費や工数費が増加して予算が膨らむ可能性があります。
リードタイム:カスタムのPCB厚さを採用するとリードタイムが長くなり、試作スケジュールや市場投入までの時間に影響を及ぼす可能性があります。
最終的な考察
あなたの〜のために適切な厚さを選ぶPCB試作本当に重要なのは、あなたのアプリケーションが具体的に何を要求し、何を必要としているかを把握することです。電気的性能、機械的強度、熱的性能、そして製造コストは、いずれも実用的な設計を行ううえで考慮すべき重要な要素です。
PCBCartでは、豊富な業界経験と世界各地の製造拠点ネットワークを活用し、お客様が最適なPCB厚さを選定できるよう支援しています。弊社の製造拠点は、最先端設備を備えた確立された工場であり、厳格な高品質基準を適用することで、すべての基板が正確な仕様と性能パラメータを満たすよう保証しています。設計から製造に至るまで、品質と信頼性を損なうことなく、リードタイムとコストの削減を目指しています。
私たちと提携することで、試作から量産に至るまで、設計が一貫してスムーズに進行し、業界標準を満たし、想定された用途で十分に機能する製品の実現を支援します。変化し続ける今日のテクノロジー環境において、PCB設計を最適化し成功へ導くために、私たちがどのようにお手伝いできるかをご確認ください。
役立つリソース:
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