定義は厚みではなく重量
銅厚は1平方フィートあたりの箔の重量で、業界では 1 oz を約 35 µm として換算します。つまり 1 oz はおよそ 35 µm、3 oz は約 105 µm、20 oz は約 700 µm です。内外層のいずれかに 3 oz 以上の銅を持つ基板が、厚銅として扱われます。
呼び名そのものより、それが意味する内容が重要です。抵抗、放熱、エッチングの挙動はどれも導体の断面に従い、その断面が薄い箔でなくなった時点で工程を変えなければなりません。
公差も定義の一部
厚銅の配線は断面が矩形ではありません。エッチングが上部の角を侵食し、めっきが析出形状を丸め、厚みはパネル内のパターン密度で変わります。導体の幅、間隔、厚みに ±20 % の公差が付くのはそのためで、断面を切って初めて分かるのではなく、図面に明記されます。
この1つの数字が、設計の難しさの大半を説明します。105 µm の層では ±20 % は幅でおよそ ±21 µm、標準的な最小値で描いた細い間隔を埋めるのに足る量です。
基板上で変わること
- 最小寸法。微細配線層では 0.06 mm のライン／スペースが使えますが、厚銅層の最小値は銅厚で決まり、DFM で合意します。
- 熱の経路。銅は約 401 W/m·K で熱を伝え、積層材の1桁上です。厚銅は発熱部品の下で熱を横方向に広げます。
- 平坦性。片面だけの厚銅は積層中にパネルを反らせます。設計が許す範囲で対称に組み、反りとねじれは 0.7 % に保ちます。
- 実装。厚いパッドは熱を蓄えるため、サーマルリリーフとリフロープロファイルは増えた熱容量に合わせて設定します。
重量がコストに見合う用途
厚銅は、基板が電流経路の一部になる場面に現れます。スイッチング電源とコンバータ、モータードライブとインバータ、溶接・めっき装置、太陽光マイクロインバータ、48 V の車載機器です。産業制御、再生可能エネルギー、自動車のページで、それぞれの用途を詳しく説明しています。
厚銅基板の見積り
Gerber 一式に、層ごとの銅厚、各ネットに流れる電流、周囲温度と許容上昇、仕上がり板厚、数量を添えてお送りください。この5項目がスタックアップを決めます。これらが欠けた厚銅の見積りは推測にしかなりません。公開している限界は厚銅プリント基板と製造対応能力にあり、試作は1〜3日で流します。
