熱に強い「アルミ基板」とは?LEDライトに欠かせない放熱の秘密
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電子機器の中に入っている「プリント基板」といえば、緑色のプラスチックのような板をイメージする方が多いでしょう。
しかし、特定の用途では、土台に「アルミ」という金属を使用した特別な基板が使われます。今回は、熱対策の救世主である「アルミ基板」の基本について解説します。
アルミ基板ってどんな基板?
一般的なプリント基板(リジッド基板)は、ガラス繊維と樹脂を固めた「FR-4」という素材を土台にしています。これは安価で丈夫ですが、一つ大きな弱点があります。それは「熱を通しにくい」ということです。
そこで、非常に高い熱を出す部品を載せるために開発されたのが「アルミ基板」です。これは、基板の底面にアルミ板を貼り合わせた構造をしています。
アルミを使う理由は放熱
アルミを採用する最大の目的は、「放熱(熱を逃がすこと)」です。
電子部品、特にLEDやパワー半導体といった部品は、動作中に非常に強い熱を発します。もしプラスチック製の基板にこれらの部品を載せると、熱が基板の中にこもってしまい、部品自体の温度がどんどん上がってしまいます。
部品が高温になると、以下のような問題が起こります。
- 寿命が短くなる
- 性能が落ちる
- 基板が壊れる
アルミは、プラスチック(樹脂)に比べて数百倍も熱を伝えやすい性質を持っています。部品から出た熱をアルミの層が素早く吸い取り、空気中へ逃がしてくれるため、部品を常に「涼しい状態」に保つことができます。これにより、LEDを明るく、かつ長持ちさせることが可能になるのです。
アルミ基板が活躍する場所

アルミ基板はその優れた放熱性能を活かして、高い熱が出る場所で活躍します。
もっとも身近な例は、明るいLED照明です。家庭用のシーリングライトや、店舗で使われる強力なスポットライトの内部には、ほぼ間違いなくアルミ基板が使われています。
また、車のヘッドライトも代表的な例です。夜道を照らすための強力なLEDは凄まじい熱を出しますが、エンジンルームという過酷な環境でも故障しないよう、アルミ基板がしっかりと熱を逃がしています。
多層基板とどっちがいいの?メリット・デメリット比較
基板を選ぶ際、アルミ基板と一般的な多層基板のどちらを使うべきかは、用途によって決まります。それぞれの得意・不得意を見てみましょう。
アルミ基板のメリット・デメリット
主なメリットは、これまで説明した通り「放熱性が極めて高いこと」です。また、金属が土台なので衝撃に強く、割れにくいという特徴もあります。
デメリットは、複雑な回路が作りにくいことです。アルミ基板は構造上、片面(表面)だけに回路を作る「片面基板」として使われることがほとんど。何層にも重なった複雑な配線を通すのには向いていません。
多層基板(FR-4)のメリット・デメリット
メリットは、4層や6層、あるいはそれ以上に層を重ねることで、非常に複雑で高度な回路を小さく作れることです。スマホのように多機能な機器には必須です。
デメリットは、熱がこもりやすいことでしょう。高い熱を出す部品を載せる場合は、ファンで風を送ったり、大きなヒートシンク(放熱板)を別途取り付けたりする必要があります。
つまり、「複雑な計算をするなら多層基板」「とにかく熱が出るものを冷やしたいならアルミ基板」という使い分けが基本になるのです。
熱が心配な製品には「アルミ基板」がおすすめ

アルミ基板は、金属の力を借りて電子部品を守る「熱対策のスペシャリスト」です。
見た目は少し特殊ですが、LED照明や電源機器など、私たちの生活を支える多くの製品の中で、黙々と熱を逃がし続けています。もしあなたが、「この部品、かなり熱くなりそうだな」と心配になるような設計を考えているなら、ぜひアルミ基板を選択肢に入れてみてください。
FAQ
Q:アルミなのに電気でショートしないのはなぜですか?
A:アルミ板の上に直接回路を描くのではなく、アルミと回路(銅箔)の間に「絶縁層」という電気を通さない薄い層を挟んでいるからです。この層が、電気はブロックしつつ、熱だけをアルミに伝える役割を果たしています。
Q:裏側にも部品を載せることはできますか?
A:アルミ基板は裏面がアルミそのもの(金属板)になっているため、部品をはんだ付けすることができません。そのため、すべての部品を表面だけに載せる設計にする必要があります。
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熱に強い「アルミ基板」とは?LEDライトに欠かせない放熱の秘密
電子機器の中に入っている「プリント基板」といえば、緑色のプラスチックのような板をイメージする方が多いでしょう。 しかし、特定の用途では、土台に「アルミ」という金属を使用した特別な基板が使われます。今回は、熱対策の救世主である「アルミ基板」の基本について解説します。 アルミ基板ってどんな基板? 一般的なプリント基板(リジッド基板)は、ガラス繊維と樹脂を固めた「FR-4」という素材を土台にしています。これは安価で丈夫ですが、一つ大きな弱点があります。それは「熱を通しにくい」ということです。 そこで、非常に高い熱を出す部品を載せるために開発されたのが「アルミ基板」です。これは、基板の底面にアルミ板を貼り合わせた構造をしています。 アルミを使う理由は放熱 アルミを採用する最大の目的は、「放熱(熱を逃がすこと)」です。 電子部品、特にLEDやパワー半導体といった部品は、動作中に非常に強い熱を発します。もしプラスチック製の基板にこれらの部品を載せると、熱が基板の中にこもってしまい、部品自体の温度がどんどん上がってしまいます。 部品が高温になると、以下のような問題が起こります。 寿命が短くなる 性能が落ちる 基......
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