重銅型PCB:トップメーカー,アプリケーション,産業用

顧客が人間化したイメージ

厚い銅層 (3オンス以上) で定義される重銅PCBは,コンパクトな設計で大きな電流の転送を可能にする高電力電子機器の骨組みです.標準のPCBとは異なり (2oz銅)熱伝導性,機械的強度,電流容量も優れています再生可能エネルギーから航空宇宙まで高電力装置 (電気自動車の充電器,工業用モーター駆動装置など) の需要が急増するにつれて,重銅PCBは重要な技術になりました.厚さ (20オンスまで) とデザインの複雑さにおいて 可能なものの限界を押し広げています.

このガイドは重銅PCBの重要な役割を調査し,主要なメーカー,各産業の主要なアプリケーション,高電力システムに不可欠なものとするユニークな利点500Aの電源インバーターや 頑丈な軍用回路を 設計しているにせよ 重銅技術を理解することで 性能,信頼性,コストを最適化できます

主要 な 教訓
1定義:重銅PCBには3oz (105μm) 以上の銅層があり,極端な電力アプリケーションのために最大20oz (700μm) をサポートする高度な設計があります.
2利点:電流処理能力が向上 (1000Aまで),熱消耗能力が優れている (標準PCBよりも3倍優れている),厳しい環境での機械強度が向上している.
3トップメーカー: LT CIRCUIT,TTM Technologies,AT&Sは重銅生産をリードし,厳格な許容度で3オンスから20オンスまでの能力を提供しています.
4適用:電動車充電,工業機械,再生可能エネルギー,航空宇宙における主要分野である.高電力と信頼性は交渉不可である.
5設計上の考慮: 特殊な製造 (厚銅塗装,制御されたエッチング) と経験豊富な生産者と提携して,空洞や不均等な塗装などの欠陥を避ける必要があります.

重い 銅 の PCB は 何 です か
重銅PCBは,ほとんどの消費者電子機器の1oz2oz (35?? 70μm) 標準を超えた厚銅導体によって定義される.この追加厚さは3つの重要な利点をもたらします:

1高電流容量:厚い銅痕跡は抵抗を最小限に抑え,過熱せずに数百アンペアを運ぶことができます.
2優れた熱伝導性:銅の高熱伝導性 (401 W/m·K) は熱を部品から分散させ,ホットスポットを減らす.
4機械的な耐久性: 厚い銅は痕跡を強化し,振動,熱循環,物理的ストレスに耐えるようにします.

重銅型PCBは 標準板の"厚い"バージョンだけではなく 酸銅塗装,制御されたエッチング,強化ラミネーションなど 専門的な製造技術が必要です均質な厚さと粘着性を確保するために.

重銅PCBメーカートップ
重銅型 PCB の 製造 に は 精度 や 専門 知識 が 必要 で ある の で,正しい 製造 業 者 を 選ぶ こと が 極めて 重要 です.以下 に は 業界 の リーダー たち が 挙げ られ て い ます.
1サーキット
容量: 3ozから 20ozの銅, 4?? 20層の設計,そして緊密な許容量 (銅厚さの±5%).
主要な強み

a. 均質な厚さの銅堆積のための内部酸銅塗装ライン.
10ozの銅でも 5/5mlの痕跡を保持する高度なエッチングプロセス
c.認証:ISO 9001,IATF 16949 (自動車),AS9100 (航空宇宙)
応用:EV充電器,軍事用電源,産業用インバーター

2TTMテクノロジーズ (アメリカ)
容量:3オンスから12オンスまでの銅,大型のボード (600mm × 1200mmまで).
主要な強み

高信頼性の市場 (航空宇宙,防衛) に焦点を当てます.
b.統合された熱管理ソリューション (組み込み熱シンク).
c.迅速な回転 (2〜3週間のプロトタイプ)
応用:航空機の電源配送,海軍システム

3AT&S (オーストリア)
3オンスから15オンスまでの銅,HDI重銅デザイン
主要な強み

a.重銅と細音の痕跡を組み合わせる専門性 (混合信号設計の場合).
持続可能な製造 (100%再生可能エネルギー)
c.自動車用フォーカス (IATF 16949 認証)
適用:電動自動車のパワートレイン,ADASシステム.

4ユニミクロン (台湾)
生産能力: 3オンスから10オンスまでの銅 大量生産 (100k+ユニット/月)
主要な強み

a.消費者向け高電力機器のコスト効率の良い大量生産.
b. 信頼性に関する高度試験 (熱循環,振動)
応用:家庭用エネルギー貯蔵システム,スマートグリッド部品

重銅 PCB の 主要 な 利点
重銅PCBは高性能アプリケーションで標準PCBを上回り,信頼性と性能に直接影響する利点を提供します.

1. 高い電流処理
厚い銅の痕跡は抵抗を最小限に抑え (オームの法則),標準の痕跡よりもはるかに多くの電流を運ぶことができる.例えば:

5mmの厚さで 3ozの銅の痕跡は 10°Cの温度上昇で 60Aを運んでいます
同じ幅の標準1オンス線は 30Aの電流の半分しか運ばない.

この機能は,電気自動車の充電器 (300A),産業用溶接器 (500A),データセンターの電源 (200A) に不可欠です.

2優れた熱管理
銅の高熱伝導性 (401 W/m·K) は,重銅PCBを優れた熱分散剤にします.

a.10オンス銅機は,1オンス機よりも3倍早く熱を散布し,部品の温度を20~30°C低下させる.
b.重型銅は熱管と結合して,熱部品 (例えばMOSFET) から冷却平面への効率的な熱経路を作成します.

ケーススタディ: 250Wのソーラーインバーターで 5オンス銅PCBを使用すると 1オンス銅の同じ設計よりも 15°C涼しくなり コンデンサータの寿命は2倍延長されました

3強化された機械的強度
厚い銅は 痕跡を強めて 耐性のあるものにする

a.振動: 3オンスもの銅の痕跡は, 1オンスもの銅の痕跡に対して 10Gに対して, 20Gの振動 (MIL-STD-883H) を破裂することなく生き残ります.
b. 熱循環: 自動車および航空宇宙の使用に不可欠な最小限の疲労で1,000回以上 (-40°Cから125°C) 耐える.
c. 物理的ストレス: 厚い銅パッドは,連接器を繰り返し挿入する (例えば工業用連接器) 損傷に耐える.

4板のサイズを小さくする
重銅は設計者が同じ電流,縮小板のサイズのためにより狭い痕跡を使用することを可能にします

60Aの電流では 10mmの幅の 1ozの痕跡が 必要ですが 5mmの幅の 3ozの痕跡は 50%のスペースを節約します

この小型化はEVの充電器や 携帯機器などの コンパクトデバイスにとって 重要なものです

産業間での応用
重銅型PCBは,高性能と信頼性が重要な分野では変革的です.
1. 再生可能エネルギー
a.太陽光インバーター: パネルからDCをACに変換し,310ozの銅で100~500Aの電流を処理します.
b.風力タービンの制御器:ピッチとヤウシステムを管理し,振動や気温変動に耐えるために512オンス銅を使用します.
c. エネルギー貯蔵システム (ESS): 充電/放電電バッテリーバンク, 100~200A電流に対して 3~5オンス銅を必要とします.

2自動車・電気自動車
a.EV充電ステーション:直流高速充電器 (150~350kW) は高電圧 (800V) 電源経路のために5~10オンス銅を使用する.
b. バッテリー管理システム (BMS): EV バッテリーのバランスセル, 50 〜 100A を処理するために 3 5oz の銅.
c.電源系: 200 500A の電流のために 5 オンスの銅に頼るモーターのために DC を AC に変換するインバーター.

3工業機械
a.モーター駆動:工場でAC/DCモーターを制御する. 60~100A電流のために3oz5ozの銅を使用する.
b. 溶接装置: 高電流 (100~500A) を溶接弧に供給し,10~20ozの銅を必要とします.
c.ロボット工学: 振動による疲労に抵抗する3~5オンス銅の痕跡を持つ 強力な重力ロボット腕.

4航空宇宙・防衛
a. 航空機の電源配給: 50 〜 200A に 5 オンスの銅を使用して 115V AC/28V DC 電源を配給する.
b.軍用車両:装甲車両システム (通信,武器) は,頑丈な信頼性のために10~15オンス銅に依存します.
c. 衛星電源システム: ソーラーパネルのエネルギーを管理し,真空条件で2050Aを処理するために3oz5ozの銅を使用します.

製造 の 課題 と 解決策
重銅PCBの生産は標準PCBよりも複雑で,特化した解決策を必要とするユニークな課題があります.

1. 均一 塗装
課題: 厚い縁や穴を避けながら 広い面積で均質な銅厚さを達成する
溶液:酸銅塗装で,電流密度の制御と定期的な振動で均質な堆積を確保する.

2エッチング 精度
難題: 厚い 銅 を 切断 さ れ ない 状態 で 切る (余計 に 痕跡 の 側 を 除去 する)
解決策: 制御されたエッチング剤 (例えば銅塩化物) と正確なタイミング,およびAOIによるエッチング後の検査.

3層状の整合性
課題: 厚い銅層と基板の間の断層防止
溶液:高圧ラミネーション (400~500 psi) と,水分を除去するために銅製のプレベッキング.

4熱力ストレス
課題: 厚い銅と基板の間の膨張差は,加熱中に起こります.
解決法:CTEが少ない基板 (例えば,セラミックで満たされたFR-4) を使用し,熱リレエフを用いて設計する.

重銅型PCBの設計に関するベストプラクティス
性能を最大化し 製造上の問題を回避するには,以下のガイドラインに従ってください.

1.Trace Width を最適化する: IPC-2221 計算を使用して,電流と温度上昇の大きさの痕跡を使用します.例えば,100A の痕跡には 5oz の銅で 8mm の幅が必要です.
2溶接中に熱圧を減らすために,パッド接続に"ネックダウン"を追加します.
3. プラテッド・トゥー・ホール (PTH) を使用する: 厚い銅層を収納するのに十分な大きさ (≥0.8mm) のバイアスを確保する.
4. 容量指定: 重要な電源経路に対して,銅厚さ容量 ± 5% を要求する.
5製造者との早期協力: 設計中にLT CIRCUITのようなサプライヤーを巻き込み,製造可能性 (例えば10ozの銅の最小痕跡/スペース) を解決します.

よくある質問
Q: 重銅PCBの最小の痕跡/空間は?
A: 3オンス銅では5/5ミリ (125/125μm) が標準です. 10オンス銅では8/8ミリが典型ですが,LT CIRCUITのような先進メーカーでは6/6ミリを達成できます.

Q: 重銅PCBは鉛のない溶接と互換性がありますか?
A:はい,しかし,厚い銅は熱シンクとして作用します.適正な濡れを保証するために,溶接時間を20~30%増加します.

Q: 重銅PCBは標準PCBよりも どれくらい高いですか?
3オンス銅PCBは 1オンスPCBより30~50%高く 10オンス+のデザインは 専門加工により2~3倍高いのです

Q: 重銅PCBはHDI技術で使用できますか?
A: そうです.AT&Sのような製造者は,HDI重銅型設計を提案しています.混合信号 (電力+制御) システムのために,マイクロビヤと厚銅を組み合わせています.

Q: 重銅PCBの最大動作温度は?
A:高Tg基質 (180°C+) で,低温150°Cで125°Cまで信頼性のある動作をします.

結論
重い銅PCBは 高性能電子機器に不可欠です 再生可能エネルギーや自動車産業や産業革命を推進します失敗が選択肢でないアプリケーションでは 置き換えられないものになります.

LT CIRCUIT のようなトップメーカーと提携することで 厚い銅塗装の専門知識と厳格な品質管理を組み合わせて エンジニアはこれらのボードを活用して より効率的でコンパクトな,電力密度が増加し続けると (例えば800Vの電気自動車,1MWのソーラーインバーター),重銅PCBは高電力設計の礎石であり続けます.未来を形作る技術が実現する.