大電流基板の開発における以外な落とし穴
大電流基板を開発・設計する際に着目するポイントについて
モーター基板や産業機器向け電源、あるいは車載用基板など昨今は大電流基板と呼ばれるような厚銅基板や放熱基板を使った開発品が増えてきました。 通常のプリント基板で1Aの電流を流す場合には、銅箔厚35μm と 幅1mm で計算することが多いため、開発時にはどうしても銅箔厚と幅だけに目が行ってしまいがちです。 しかし、大電流基板を開発 設計する際には、これ以外にも様々なポイントに配慮しなければ、大きなトラブルに繋がりかねません。 では一体どういったポイントに着目すればいいのでしょうか。 今回は話をよりご理解して頂けるよう、下記にある詳細情報の図のような、4層基板で外層銅箔厚35μm 内層銅箔厚300μmの基板を題材にして説明して参りたいと思います。 この基板で100Aの電流を長そうとしたケースを考えます。 この場合のパターン幅は、 1外層 L1面 L4面 銅箔厚35μmなので、パターン幅1mmで電流1A 100Aでは100mmのパターン幅が必要 2内層 L2面 L3面 銅箔厚が300μmなので、パターン幅1mmで電流10A 100Aでは10mmのパターン幅が必要
基本情報
ここまではどなたでもご理解頂けるかと思いますし、必要な電流値に対して銅箔厚と幅が不足して発生するトラブルはごく稀です。 問題は、外層⇔内層で電流を流す層を切り替えるときに発生しがちです。 100Aの電流を外層から内層などに層を切り替える為には、上記のようにビアを打つ必要がありますが、直径0.5mmのビアの場合に流せる電流は0.5A程度なので、単純計算で200個必要になります。 このビアの切り替えし部分でビアの数が不足すると、電流許容量が減るので、その分、異常発熱の原因となり、最悪の場合、基板が焦げたりする原因となります。 また、今回の題材のように外層と内層の銅箔厚が異なる場合に、ビアを打つことに加えて注意しなければいけないことがあります。 それは、内層から外層へ電流を切り替える際の銅箔厚の違いで発生してしまうことがあります。
価格帯
納期
用途／実績例
今回の事例の基板では、内層は銅箔厚300μmなので、100Aを許容するパターン幅は10mm程度となります。しかしビアに流れる電流値と数に気を取られて、配線層を内層から外層へ切り替えた後もパターン幅を10mmのまま配線をしてしまうと、非常に危険です。 外層は銅箔厚35umなので、パターン幅10mmで許容できる電流量は10Aであるため、単純にパターン幅が90[mm]不足し、異常発熱を起こしてしまいます。 このコラムを読んで下さっている方々は基板開発のプロの方々ですので、こんな単純なこと？と思われるかも知れませんが、実際にこうしたトラブルが発生し、ご相談を受けることもあります。ご自身で開発・設計されるケース・外注先にパターン設計を任せているケース、様々あると思いますのでいま一度チェックされることをお勧め致します。 なお、アート電子では厚銅基板を使った大電流基板の開発･設計を得意としております。もしお困りの案件がございましたら、お気軽にご相談ください。
詳細情報
関連動画
カタログ（8）
カタログをまとめてダウンロード
この製品に関するニュース（5333）
-
放熱基板 設計・実装サービス
車載・産業機器用のインバータ回路・モータ回路・照明用回路・電源回路等に使用される放熱基板のことならアート電子にお任せください。放熱基板の性能を最大化させると同時にコストを最小化させるよう、放熱基板の開発・設計に精通した当社エンジニアがお客様をサポート致します。
-
厚銅基板 設計・実装サービス 2000μmまでの大電流基板
最大銅箔厚2000μmに対応！ 厚銅基板ならお任せください。 世の中に流通している厚銅基板のほとんどは銅箔厚300μm程度までですが、 アート電子では銅箔厚2000μmまでの厚銅基板に対応することが可能です。 大電流・パワー系基板を、設計～実装～組立まで一貫対応。 アート電子では、10Aを超える大電流基板やパワー系基板を、厚銅基板の仕様ご提案･ 選定から回路設計・パターン設計～実装～組立まで一貫対応することが可能です。 お客様のニーズに合わせて厚銅基板の仕様をご提案 厚銅基板は理論上、銅箔を厚くすれば発熱量が抑えられますが、その分コストも上昇して しまいます。従って、厚銅基板の採用・設計にあたっては、最小パターン幅とクリアランスを 最適化することと同時に、放熱に対する各種対策（バスバー、ヒートシンクなど）との組み合わせを、 試作段階から量産も考慮しながら最適化していく必要があります。
-
ノイズ対策ハンドブック 無料プレゼント
ノイズ対策を考慮した高品質な電子回路の開発・設計を行う技術者のための 情報サイトノイズ対策ドットコムでは、ノイズに関するノウハウを一冊にまとめたハンドブックをプレゼントしております。ハンドブック無料プレゼントまたはお問い合わせについては、下記フォームにご入力の上、送信願います。 https://www.noise-counterplan.com/inquiry/ なお、お問い合わせは24時間お受けしておりますが、回答は当社営業時間内での返信とさせていただきます。 お問い合わせの内容により、回答までにお時間をいただく場合がございますので、予めご了承ください。
-
ノイズ対策チャンネル開設
ノイズ対策を考慮した高品質な電子回路の開発設計を行う 技術者のためのYouTubeチャンネルです。 具体的な事例を不定期に動画配信致します。
-
アルミ・アルミコア基板
車載・産業機器用のインバータ回路・モータ回路・照明用回路等に使用されるアルミ・アルミコア基板のことならアート電子にお任せください。アルミ・アルミコア基板の性能を最大化させる放熱基板の開発・設計に精通した当社エンジニアがお客様をサポート致します。構想・仕様さえお聞かせ頂ければ、最適なアルミ・アルミコア基板を選定します。
取り扱い会社
1．行動 組織化による、理想的な分担作業を構築、大幅な効率UP，どんな短納期にも低価格で対応。通信設備の充実により、遠方のお客様でも迅速な対応を致します。 両面基板 最短実働1．5日 4層基板 最短実働2?3日（製作実稼働日） 2．信頼 お客様第一主義。 3．技術 当社独自の設計基準書。大手セットメーカー、基板メーカーにも利用されています。定期的に、講師を招いて行う勉強会により、確実な技術のUP，充実を図っています。 デジタルはもとより、アナログ回路・高速回路の設計が可能です。お客様の指定以外は、マニュアルによる設計。マニュアル配線による設計ノウハウが充実しています。 お客様の依頼によっては、回路設計からサポート致します。最新鋭の設備環境により、効率的な技術力の提供が可能です。
