PCB 製造に銅箔が使用されるのはなぜですか?

プリント基板は、ほとんどの電気機器に欠かせない部品です。今日のプリント基板は、基板、トレース、はんだマスク、シルクスクリーンなど、複数の層から構成されています。プリント基板において最も重要な材料の一つは銅であり、アルミニウムや錫などの他の合金ではなく銅が使用される理由はいくつかあります。

PCB は何からできていますか?

PCBアセンブリ会社によると、PCBは基板と呼ばれる物質で作られており、これはエポキシ樹脂で強化されたガラス繊維でできています。基板の上には銅箔の層があり、両面または片面のみを接着することができます。基板が完成すると、メーカーは部品をその上に配置します。抵抗器、コンデンサ、トランジスタ、ダイオード、回路チップなどの高度に特殊化された部品とともに、はんだマスクとシルクスクリーンを使用します。

PCB に銅箔が使用されるのはなぜですか?

PCBメーカーが銅を使用するのは、銅が優れた電気伝導性と熱伝導性を持っているためです。電流がPCBに沿って流れる際、銅は熱によるPCBの他の部分への損傷や負荷を防ぎます。アルミニウムや錫などの他の合金を使用すると、PCBが不均一に加熱され、正常に動作しない可能性があります。

銅は、電気信号を基板全体に伝送できるため、電力損失や遅延の問題がなく、好んで用いられる合金です。熱伝達効率が高いため、メーカーは基板の表面に従来のヒートシンクを設置することができます。銅自体も効率が高く、1オンスの銅で1平方フィート（約1.4000分の1インチ、つまり35マイクロメートルの厚さ）のPCB基板を覆うことができます。

銅は自由電子を持ち、原子から原子へと速度を落とすことなく移動できるため、優れた導電性を持っています。銅は極めて薄い層でも厚い層と同様に効率性を維持するため、少量の銅でも大きな効果を発揮します。

PCBに使用される銅およびその他の貴金属
多くの人はPCBを緑色だと認識しています。しかし、PCBの外層は通常、金、銀、赤の3色です。また、PCBの内外には純銅が使用されています。回路基板上のその他の金属は様々な色で表示されています。金層が最も高価で、銀層が次に高価で、赤層が最も安価です。

PCBにおける金めっきの使用
プリント基板上の銅

金メッキ層は、コネクタの破片や部品パッドに使用されます。浸漬金層は、表面原子の変位を防ぐために存在します。この層は単に金色であるだけでなく、本物の金でできています。金は非常に薄いですが、はんだ付けが必要な部品の寿命を延ばすのに十分な量です。金は、はんだ付け部分が経年劣化で腐食するのを防ぎます。

PCBにおける浸漬銀の使用
銀はPCB製造に使用されるもう一つの金属です。金めっきよりも大幅に安価です。銀めっきは接続性にも優れ、基板全体のコストを削減できるため、金めっきの代わりに使用できます。銀めっきは、自動車やコンピューター周辺機器に使用されるPCBでよく使用されます。

PCBにおける銅張積層板
浸漬銅の代わりに、クラッド銅が使用されます。これはPCBの赤い層で、最も一般的に使用される金属です。PCBは銅をベースメタルとして作られており、回路を効果的に接続し、相互に通信するために不可欠です。

PCB では銅箔はどのように使用されますか?

銅は、銅張積層板から配線に至るまで、PCBにおいて様々な用途に使用されています。銅はPCBが適切に機能するために不可欠です。

PCB トレースとは何ですか?
PCBトレースとは、その名の通り、回路が通る経路のことです。トレースには、銅線、配線、絶縁材のネットワークに加え、基板上で使用されているヒューズや部品も含まれます。

トレースを理解する最も簡単な方法は、道路や橋を想像することです。車両を通行させるには、少なくとも2台の車両を通行できる幅が必要です。圧力で潰れない程度の厚さも必要です。また、走行する車両の重量に耐えられる素材で作られている必要があります。しかし、トレースは自動車ではなく電気を運ぶために、これらすべてをはるかに小さな規模で行っています。

PCBトレースのコンポーネント
PCBの配線は複数の部品で構成されています。基板が適切に機能するためには、それぞれが様々な役割を担う必要があります。配線の働きを助けるために銅が使用され、PCBがなければ、私たちはどんな電気機器も存在し得ません。スマートフォン、ノートパソコン、コーヒーメーカー、自動車のない世界を想像してみてください。もしPCBに銅が使われていなかったら、まさにそのような世界が実現していたでしょう。

PCBトレース厚
PCBの設計は基板の厚さによって決まります。厚さはバランスに影響を与え、部品間の接続を維持します。

PCBトレース幅
配線幅も重要です。これは部品のバランスや接続には影響しませんが、基板の過熱や損傷を防ぎながら電流を流し続けるために重要です。

PCBトレース電流
PCBトレース電流は、基板が部品や配線を通して電気を送るために必要不可欠なものです。銅はこれを促進し、各原子の自由電子が基板上で電流をスムーズに流します。

PCBに銅箔が貼られている理由

PCBの製造プロセス
PCBの製造プロセスはどれも同じです。会社によってスピードは異なりますが、使用するプロセスと材料はほぼ同じです。手順は以下のとおりです。

グラスファイバーと樹脂で基礎を作る
基礎の上に銅層を置く
銅パターンを識別して設定する
お風呂でボードを洗う
PCBを保護するためにはんだマスクを追加します
シルクスクリーンをPCBに貼り付ける
抵抗器、集積回路、コンデンサ、その他の部品を配置してはんだ付けする
PCBをテストする

PCBが適切に機能するには、高度に特殊化された部品が必要です。PCBの最も重要な要素の一つは銅です。この合金は、PCBが組み込まれる機器の電気伝導に不可欠です。銅がなければ、電気を通すための合金がないため、機器は動作しません。