I. まず理解する：なぜ厚銅PCBを選ぶのか？（30秒の紹介）
厚銅PCBとは、簡単に言うと、銅箔の厚さが3oz以上（1oz ≈ 35μm）の基板のことです。産業用電源、新エネルギー車、医療機器など、「高出力、高放熱」のシナリオでよく見られます。例えば、新エネルギー車の充電パイルは、高電流のサージに耐える必要があります。通常の薄銅基板は、過熱して焼損しやすいです。厚銅は「回路の高速道路」のように機能し、電流と熱をすばやく放出し、基板の機械的強度（曲げ抵抗、振動抵抗）も向上させます。しかし、厚銅は「厚ければ良い」というわけではありません。不適切な設計は、「放熱の偏り、はんだ付け不良、コストの高騰」などの問題を引き起こす可能性があります。今日は、この核心的な問題、つまり、製造可能性（DFM）を確保しながら、性能要件を満たす方法に焦点を当てます。
II. 厚銅PCB設計の重要な考慮事項（落とし穴を避けるための最初のステップ）
1. 銅箔の厚さの選択: 「厚ければ良い」という考えは避けましょう。重要な原則：電流定格が銅の厚さを決定します。簡略化された式は次のとおりです：許容電流（A）≈ 銅箔の厚さ（oz）× トレース幅（mm）× 0.8（周囲温度≤40℃）。例：3oz銅箔+ 3mm幅のトレースは、約7.2Aの電流に耐えることができ、ほとんどの産業用電源シナリオに十分です。落とし穴：10ozを超える銅は、PCBの曲げや穴あけの困難を引き起こす可能性があります。特別な要件（航空宇宙機器など）がない限り、主流の3〜6ozの仕様を優先してください。
2. トレース設計: 「ネック部の加熱」を避け、スムーズな電流の流れを確保します。トレース幅：厚銅トレースは狭すぎないように！3oz銅箔の場合、推奨される最小トレース幅は≥0.3mm（通常の薄銅の場合は0.1mmで十分です）。電流に応じて幅を比例的に大きくする必要があります（例：10Aの電流を流す6oz銅箔の場合、推奨幅は≥5mm）。
トレースの遷移：急な狭まり/広がり（例：5mmから1mmへの急激な減少）を避けてください。「段階的な遷移」（長さ≥幅の差の3倍）を使用してください。そうしないと、「電流のボトルネック」が形成され、局所的な過熱と焼損を引き起こします。放熱の最適化：高出力デバイス（MOSFETなど）の下では、「銅メッキ+サーマルビア」（ビア径0.8〜1.2mm、間隔2〜3mm）を使用して、熱をすばやくグランド/電源プレーンに伝導させます。
3. ビア設計: 厚銅基板の「致命的な欠陥」—注意してください！ビア径：厚銅板のビア壁の銅層は、銅箔の厚さに合わせる必要があります。標準の0.4mmビア径は、3oz銅箔のメッキには不十分です。最小ビア径≥0.8mm（銅壁の厚さ≥20μm）を推奨します。
ビアの数：高電流パスでは単一のビアを使用しないでください！たとえば、3oz銅箔が5Aの電流を流す場合、ビアが過熱して溶けるのを防ぐために、2〜3つのビアを並列に使用することをお勧めします（各ビアは約2〜3Aの電流に耐えることができます）。
ソルダーレジスト開口部：はんだ付け中にソルダーがビアを詰まらせ、放熱と導電性に影響を与えるのを防ぐために、ビアの周囲に十分なソルダーレジスト開口部（ビア径より0.2〜0.3mm大きい）を設ける必要があります。
III. 厚銅PCBのDFM設計：工場が「手直しを減らして生産」できるようにする
DFM（製造可能性設計）の核心は、「設計は製造プロセスに適応しなければならない」ということです。厚銅PCBのDFMは、「厚銅がもたらすプロセス上の課題」を解決することに焦点を当てています。
1. 銅箔エッチング: 不均一なエッチングを回避します。最小線幅/間隔：3oz銅箔の場合、最小線幅≥0.3mm、最小線間隔≥0.3mm（薄銅の場合は0.1mmで十分）; 6oz銅箔の場合、線幅/間隔≥0.4mmを推奨します。そうしないと、エッチング中に「不正確な線幅」と「短絡」が発生する可能性があります。
2. 開口部付きの銅張り：広範囲の銅張りの場合、「グリッド銅張り」（グリッド間隔2〜3mm、線幅0.2〜0.3mm）を使用して、エッチング中の銅箔の収縮を回避し、PCBの曲げを防ぎます。ソリッド銅張りの場合は、「放熱スロット」（幅0.5mm、間隔10〜15mm）を確保する必要があります。
2. ラミネーションプロセス: 「剥離と気泡」を防ぐために、ラミネーションシーケンスは次のとおりです：厚銅箔は、「外層」または「外層の近く」に配置し、中間にはさまれて放熱を妨げるのを避ける必要があります。多層基板の銅箔の厚さは対称である必要があります（例：トップ層3oz、ボトム層3oz）。そうしないと、ラミネーション後に反りが発生します。基板の選択：高Tg基板（Tg≥170℃）、FR-4 Tg170またはPI基板を優先して、高温はんだ付け中の基板の軟化と剥離を回避します（厚銅板のはんだ付け温度は通常、薄銅よりも10〜20℃高くなります）。
3. はんだ付けプロセス: 厚銅に適した「高熱伝導率」デバイスの選択：厚銅にはんだ付けすると熱が逃げにくく、はんだが溶けてしまうため、「高出力パッケージ」（TO-220、D2PAKなど）を優先して、小型パッケージデバイスを厚銅にはんだ付けすることを避けてください。パッド設計：厚銅のパッドは、通常のパッドより0.2〜0.3mm大きくする必要があります。たとえば、0805抵抗器のパッドは通常0.8×1.2mmですが、厚銅の場合は、強力なはんだ接合を確保するために1.0×1.5mmを推奨します。リフローはんだ付けパラメータ：厚銅はより多くの熱を吸収するため、リフローはんだ付け温度を適切に高くし（薄銅よりも5〜10℃高く）、保持時間を10〜15秒長くして、「コールドはんだ接合」を回避します。
4. コスト管理: DFM（製造可能性設計）の隠れた価値—過剰設計の回避：たとえば、高電流が不要な領域では1〜2oz銅箔を使用し、重要なパスでのみ厚銅を使用して材料コストを削減します。標準化された寸法：可能な限り、工場標準の基板厚さ（例：1.6mm、2.0mm）を使用します。特別な基板厚さ（例：3.0mm以上）は、処理の難易度とコストを増加させます。早期のコミュニケーション：設計前にPCBメーカーとプロセス能力（例：最大銅厚、最小穴径、エッチング精度）を確認して、完成後に製造できない設計を回避します。
IV. まとめ：
厚銅PCB設計：「3つのコア要素」
銅の厚さと電流のマッチング：厚さを盲目的に増やすことは避けてください。電流要件に応じて、主流の3〜6ozの仕様を選択してください。詳細によるリスク軽減：段階的なトレース遷移、並列ビア、および準拠したトレース幅/間隔。DFMの優先順位：設計中にエッチング、ラミネーション、およびはんだ付けプロセスを考慮して、手直しを減らします。厚銅PCB設計は複雑に見えるかもしれませんが、「電流伝導」と「プロセス互換性」の2つのコア要素を把握することで、ほとんどの落とし穴を回避できます。
I. まず理解する：なぜ厚銅PCBを選ぶのか？（30秒の紹介）
厚銅PCBとは、簡単に言うと、銅箔の厚さが3oz以上（1oz ≈ 35μm）の基板のことです。産業用電源、新エネルギー車、医療機器など、「高出力、高放熱」のシナリオでよく見られます。例えば、新エネルギー車の充電パイルは、高電流のサージに耐える必要があります。通常の薄銅基板は、過熱して焼損しやすいです。厚銅は「回路の高速道路」のように機能し、電流と熱をすばやく放出し、基板の機械的強度（曲げ抵抗、振動抵抗）も向上させます。しかし、厚銅は「厚ければ良い」というわけではありません。不適切な設計は、「放熱の偏り、はんだ付け不良、コストの高騰」などの問題を引き起こす可能性があります。今日は、この核心的な問題、つまり、製造可能性（DFM）を確保しながら、性能要件を満たす方法に焦点を当てます。
II. 厚銅PCB設計の重要な考慮事項（落とし穴を避けるための最初のステップ）
1. 銅箔の厚さの選択: 「厚ければ良い」という考えは避けましょう。重要な原則：電流定格が銅の厚さを決定します。簡略化された式は次のとおりです：許容電流（A）≈ 銅箔の厚さ（oz）× トレース幅（mm）× 0.8（周囲温度≤40℃）。例：3oz銅箔+ 3mm幅のトレースは、約7.2Aの電流に耐えることができ、ほとんどの産業用電源シナリオに十分です。落とし穴：10ozを超える銅は、PCBの曲げや穴あけの困難を引き起こす可能性があります。特別な要件（航空宇宙機器など）がない限り、主流の3〜6ozの仕様を優先してください。
2. トレース設計: 「ネック部の加熱」を避け、スムーズな電流の流れを確保します。トレース幅：厚銅トレースは狭すぎないように！3oz銅箔の場合、推奨される最小トレース幅は≥0.3mm（通常の薄銅の場合は0.1mmで十分です）。電流に応じて幅を比例的に大きくする必要があります（例：10Aの電流を流す6oz銅箔の場合、推奨幅は≥5mm）。
トレースの遷移：急な狭まり/広がり（例：5mmから1mmへの急激な減少）を避けてください。「段階的な遷移」（長さ≥幅の差の3倍）を使用してください。そうしないと、「電流のボトルネック」が形成され、局所的な過熱と焼損を引き起こします。放熱の最適化：高出力デバイス（MOSFETなど）の下では、「銅メッキ+サーマルビア」（ビア径0.8〜1.2mm、間隔2〜3mm）を使用して、熱をすばやくグランド/電源プレーンに伝導させます。
3. ビア設計: 厚銅基板の「致命的な欠陥」—注意してください！ビア径：厚銅板のビア壁の銅層は、銅箔の厚さに合わせる必要があります。標準の0.4mmビア径は、3oz銅箔のメッキには不十分です。最小ビア径≥0.8mm（銅壁の厚さ≥20μm）を推奨します。
ビアの数：高電流パスでは単一のビアを使用しないでください！たとえば、3oz銅箔が5Aの電流を流す場合、ビアが過熱して溶けるのを防ぐために、2〜3つのビアを並列に使用することをお勧めします（各ビアは約2〜3Aの電流に耐えることができます）。
ソルダーレジスト開口部：はんだ付け中にソルダーがビアを詰まらせ、放熱と導電性に影響を与えるのを防ぐために、ビアの周囲に十分なソルダーレジスト開口部（ビア径より0.2〜0.3mm大きい）を設ける必要があります。
III. 厚銅PCBのDFM設計：工場が「手直しを減らして生産」できるようにする
DFM（製造可能性設計）の核心は、「設計は製造プロセスに適応しなければならない」ということです。厚銅PCBのDFMは、「厚銅がもたらすプロセス上の課題」を解決することに焦点を当てています。
1. 銅箔エッチング: 不均一なエッチングを回避します。最小線幅/間隔：3oz銅箔の場合、最小線幅≥0.3mm、最小線間隔≥0.3mm（薄銅の場合は0.1mmで十分）; 6oz銅箔の場合、線幅/間隔≥0.4mmを推奨します。そうしないと、エッチング中に「不正確な線幅」と「短絡」が発生する可能性があります。
2. 開口部付きの銅張り：広範囲の銅張りの場合、「グリッド銅張り」（グリッド間隔2〜3mm、線幅0.2〜0.3mm）を使用して、エッチング中の銅箔の収縮を回避し、PCBの曲げを防ぎます。ソリッド銅張りの場合は、「放熱スロット」（幅0.5mm、間隔10〜15mm）を確保する必要があります。
2. ラミネーションプロセス: 「剥離と気泡」を防ぐために、ラミネーションシーケンスは次のとおりです：厚銅箔は、「外層」または「外層の近く」に配置し、中間にはさまれて放熱を妨げるのを避ける必要があります。多層基板の銅箔の厚さは対称である必要があります（例：トップ層3oz、ボトム層3oz）。そうしないと、ラミネーション後に反りが発生します。基板の選択：高Tg基板（Tg≥170℃）、FR-4 Tg170またはPI基板を優先して、高温はんだ付け中の基板の軟化と剥離を回避します（厚銅板のはんだ付け温度は通常、薄銅よりも10〜20℃高くなります）。
3. はんだ付けプロセス: 厚銅に適した「高熱伝導率」デバイスの選択：厚銅にはんだ付けすると熱が逃げにくく、はんだが溶けてしまうため、「高出力パッケージ」（TO-220、D2PAKなど）を優先して、小型パッケージデバイスを厚銅にはんだ付けすることを避けてください。パッド設計：厚銅のパッドは、通常のパッドより0.2〜0.3mm大きくする必要があります。たとえば、0805抵抗器のパッドは通常0.8×1.2mmですが、厚銅の場合は、強力なはんだ接合を確保するために1.0×1.5mmを推奨します。リフローはんだ付けパラメータ：厚銅はより多くの熱を吸収するため、リフローはんだ付け温度を適切に高くし（薄銅よりも5〜10℃高く）、保持時間を10〜15秒長くして、「コールドはんだ接合」を回避します。
4. コスト管理: DFM（製造可能性設計）の隠れた価値—過剰設計の回避：たとえば、高電流が不要な領域では1〜2oz銅箔を使用し、重要なパスでのみ厚銅を使用して材料コストを削減します。標準化された寸法：可能な限り、工場標準の基板厚さ（例：1.6mm、2.0mm）を使用します。特別な基板厚さ（例：3.0mm以上）は、処理の難易度とコストを増加させます。早期のコミュニケーション：設計前にPCBメーカーとプロセス能力（例：最大銅厚、最小穴径、エッチング精度）を確認して、完成後に製造できない設計を回避します。
IV. まとめ：
厚銅PCB設計：「3つのコア要素」
銅の厚さと電流のマッチング：厚さを盲目的に増やすことは避けてください。電流要件に応じて、主流の3〜6ozの仕様を選択してください。詳細によるリスク軽減：段階的なトレース遷移、並列ビア、および準拠したトレース幅/間隔。DFMの優先順位：設計中にエッチング、ラミネーション、およびはんだ付けプロセスを考慮して、手直しを減らします。厚銅PCB設計は複雑に見えるかもしれませんが、「電流伝導」と「プロセス互換性」の2つのコア要素を把握することで、ほとんどの落とし穴を回避できます。
