PCBの厚さの選び方

まず、電子製品の世界では、PCBはしばしば「心臓」と呼ばれ、すべてを接続する重要な部品として基板厚みは重要なパラメータとなります。PCBの厚みが適切に選択されるかどうかは、最終的な電子製品の性能、安定性、信頼性に直接影響します。

PCB厚みの選択プロセスは、製品の応用シナリオ、基板材料、銅層の数など、様々な要因の影響を受けます。したがって、PCB厚みを選択する際には、これらの要因を総合的に考慮する必要があります。

異なるPCB厚みの特性と応用

最も一般的に使用されるPCB厚みは、0.4 mm、0.6 mm、0.8 mm、1.0 mm、1.2 mm、1.6 mm、2.0 mmです。厚みの異なるPCBは、回路性能に異なる影響を与えます。

超薄型PCB（0.6 mm未満）

超薄型PCBは軽量で柔らかく、曲げやすいため、スペース効率が求められる製品に適しています。例えば：

• スマートフォンとタブレット
• ウェアラブルデバイス
• ロボット
• ノートパソコン
• ドローン

これらの製品は非常に薄く軽いPCBを必要とするため、超薄型厚みのPCBを使用することで要件を満たすことができます。しかし、超薄型PCBは相対的に耐荷重能力が弱く、重い部品を必要とする応用には適していません。

中薄型PCB（0.6～1.6 mm）

中薄型PCBは厚みと耐荷重能力の良好なバランスを持ち、コンピューターマザーボードや家電制御基板など、幅広い電子製品に適しています。中板の剛性と安定性は適度であり、ほとんどの応用シナリオに適しています。他の厚みと比較して、中板の価格は比較的低く、経済的です。JLCPCBでは、 0.8mmから1.6mmの厚みのPCBは$2から始まります。

電子業界におけるFR-4基板の最も一般的なPCB厚みは1.6 mm（約62 mil）で、標準厚みとしても知られています。これは通常、民生用電子機器、スマートホーム、産業制御などの一般的な応用に使用されます。これらの応用は特に高い機械的強度や導電特性を必要としないため、デフォルトの厚みで十分と考えられています。

厚型PCB（1.6 mm以上）

厚型PCBは高い耐荷重能力と剛性を提供し、高出力および重い部品の搭載を必要とする電子製品に適しています。厚型PCBは過酷な環境下での使用にも適しています。これらの応用には：

•    産業制御基板
•    自動車回路基板
•    航空宇宙
•   鉄道輸送

これらの応用は高い機械的強度と耐久性を持つPCBを必要とします。

また、外形寸法が大きなPCBにも使用され、通常の厚みのPCBでは変形や曲がりが生じ始めます。しかし、厚型基板は比較的高価で加工が困難です。

PCB厚みに影響する主要な要因：

1. PCBの層数：回路基板の銅層が多いほど、通常厚みが大きくなります。

2. 信号タイプ： 高出力信号を伝送する回路基板は通常、厚い銅層と広い配線を必要としますが、低電力環境の回路基板は薄くすることができます。

3. 材料選択： 異なる材料は異なる厚み特性を持ち、材料の選択は回路基板の厚みに影響を与えます。

4. 動作環境： 過酷な環境（例：高振動や機械的ストレス）では、薄型またはフレキシブル基板が最適な選択肢ではない場合があります。しかし、厚い銅配線は熱容量が大きく放熱性に優れており、大電流や温度変動に適しています。

5. 銅厚み：PCBの全体厚みは、持つ銅層の厚みの影響を受けます。2オンスまたは3オンスの銅のような厚い銅層は、薄い銅層と比較して全体厚みに大きな影響を与えます。1オンスの銅よりも大きく寄与します。

6. 特殊要件： 高密度基板や独特な環境で使用される回路基板など、特定の応用ではカスタマイズされた回路基板厚みが必要となる場合があります。

適切なPCB厚みの選び方

PCBタイプを選択する際には、回路基板の厚みが応用要件に適しているかどうかを考慮する必要があります。一般的に、PCBの厚みを選択する際には、以下の要因を考慮すべきです：

応用要件と性能要件の明確化：PCB厚みを選択する前に、応用性能要件、様々なシナリオ、および部品耐荷重要件を明確に理解することが重要です。これにより、選択した厚みが製品の特定要件を満たすことが保証されます。

回路基板の安全性： 回路基板が高電圧または大電流を処理する必要がある場合は、安全な動作と適切な絶縁距離/クリープ距離を確保するために、厚いPCBを推奨します。

回路基板の機械的特性： 回路基板が高い機械的影響に耐える必要がある場合は、その機械的強度を確保するために厚いPCBを選択することが推奨されます

製造コスト：PCBが厚いほど、製造コストが高くなります。したがって、PCBを選択する際には、製品性能を確保しながら、製造技術の成熟度とPCB厚みのコストも考慮することが重要です。

一般的に、カスタムPCB層厚みを受け取るまでの納期は、異例の厚み仕様のため長くなることが予想されます。

結論：

適切なPCB厚みを選択することは、最適な基板性能と信頼性を確保する上で重要な要因です。エンジニアの応用要件、コスト、製造能力などの要因を考慮に入れ、JLCPCBはPCB製造業者として、1層から20層までのPCB生産をサポートし、0.7mmから2.5mmまでの厚み範囲を提供しています。エンジニアは特定の要件に基づいて適切な厚みを選択できます。標準的なFR-4が必要か、特殊な材料が必要かにかかわらず、JLCPCBは特定の厚み要件を満たすカスタマイズソリューションを提供できます。

PCB厚み選択のFAQ

1. 標準的なPCB厚みは何ですか？

回答：電子業界におけるFR-4基板の最も一般的なPCB厚みは1.6 mm（約62 mil）で、標準厚みとしても知られています。これは一般的な民生用電子機器、スマートホームデバイス、産業制御で広く使用されています。

2. 超薄型PCB（0.6 mm未満）を選択すべきタイミングは？

回答：超薄型PCBは、スマートフォン、タブレット、ウェアラブルデバイス、ノートパソコン、ドローン、ロボットなど、最小限のスペースと軽量設計が必要な応用に最適です。しかし、耐荷重能力が低く、重い部品には適していません。

3. PCB厚み選択に影響する主な要因は何ですか？

回答：主な要因には、層数、信号タイプ（高出力信号には厚い基板が必要）、材料選択、動作環境（過酷な条件では厚い基板が有利）、銅厚み（厚い銅は全体厚みを増加させる）、高密度設計などの特殊要件が含まれます。

4. 厚型PCB（1.6 mm以上）を選択する理由は？

回答：厚型PCBは高い機械的強度、優れた耐荷重能力、大きな耐久性を提供し、高出力部品、産業制御基板、自動車電子機器、航空宇宙、変形に抵抗する大型外形基板に適しています。

5. 動作環境はPCB厚みの選択にどのように影響しますか？

回答：高い機械的ストレス、振動、または極端な温度の過酷な環境では、より良い安定性と耐久性のために厚型PCBが好まれます。超薄型またはフレキシブル基板はこのような条件に耐えられない場合があり、厚い銅は大電流時の放熱性も改善します。