印刷回路基板（ 電子化 ）を設計する際、PCBの厚さはプロジェクトの成功を左右する重要な要因の一つです。PCBの厚さとは、最下層から最上層までのすべての銅層、基材、プレグ、半田レジスト、および表面処理を含めた基板全体の高さを指します。適切な厚さを選定することは電子製品の設計において極めて重要であるため、設計を進める前にその用途に合った適切な厚さを検討し、テストすることが不可欠です。
以下のPCB厚さガイドでは、PCBの厚さ規格、基板の厚さに影響を与える要因、PCBの厚さが電気的・熱的・機械的性能に与える影響、および特定のニーズに基づいて適切な厚さを選択する方法について包括的に紹介しています。2層基板用の標準的なPCB厚さが必要な場合でも、多層基板向けのカスタム厚さオプションを検討している場合でも、このガイドにより、製造、組立、使用目的の要件を満たすプロジェクトが保証されます。
PCBの厚さとは、すべての積層された層を含めたPCB基板全体の厚さを指します。PCBの厚さを理解することは、すべてのPCB設計者および製造者が習得しなければならない基本中の基本です。
構造的完全性：適切なPCBの厚さは、回路基板が機械的耐久性の期待に応えることを保証します。より厚いPCBは曲がりや破損が生じにくく、特に大型の基板や機械的ストレスを受ける基板において極めて重要です。
電気的性能：PCBの厚さは、高周波またはRF用PCBにおいて特に顕著ですが、信号伝送やインピーダンス制御に影響を与えます。銅層間の誘電体の厚さは、インピーダンス制御された配線において極めて重要です。
熱管理：より厚い基材および増加した銅箔の厚さは、放熱効率を向上させます。
製造および組立：標準化されたPCBの厚さは、製造および組立プロセスの最適化を助け、コネクタ、はんだ付け技術、および筐体との互換性と安定性を確保します。
用途への適応性：大形コネクタや大電流電源アプリケーションを含むシナリオでは、しばしばより厚いPCB材料が必要とされます。
基板の全体的な厚さは、設計におけるすべての材料層の厚さが組み合わさった結果です。
銅箔層：
銅の厚さは通常、1平方フィートあたりのオンス（oz）で測定されます。一般的な銅厚（1oz、2oz、3ozなど）は、配線の電流容量と導体の厚さに直接影響を与えます。
誘電体のコアおよびプレグ：
コア材料（例：FR4、ポリイミド）の選択とプレグの厚さは、全体の厚さを決定するだけでなく、電気的性能や熱的特性にも大きく影響します。
半田レジストの厚さ：
通常0.05mm未満ですが、半田レジストの存在は全体の厚さをわずかに増加させ、はんだ接合部の信頼性において極めて重要な役割を果たします。
表面処理工程：
ENIG（無電解ニッケル浸金）、HASL（熱風フラックス leveling）、OSP（有機はんだ付け性保持剤）のいずれであっても、これらのプロセスによる厚みの増加は数マイクロメートル程度にすぎません。しかし、はんだ付け性の確保において極めて重要であり、特にピッチが細かい、または高周波用途における厚み管理では特に重要な意味を持ちます。
レイヤー |
典型的な厚さ (mm) |
影響 |
銅箔 |
0.018–0.105 |
電流、信号の完全性 |
プレグレグ |
0.06–0.20 |
誘電体、接合層 |
コア（FR4） |
0.2–1.6 |
基板の剛性、絶縁 |
はんだマスク |
0.015–0.05 |
保護、厚みへの影響は最小限 |
表面仕上げ |
<0.01 |
はんだ付け性、厚みへの影響は最小限 |
PCB厚み（mm） |
インチ |
標準使用 |
0.4 |
0.016 |
スマートカード、フレックスPCB、超小型デバイス |
0.8 |
0.031 |
コンパクトな民生機器、IoT、ウェアラブル機器 |
1.0 |
0.039 |
モバイル、一般民生用、バランスの取れた設計 |
1.6 |
0.063 |
2層PCBおよびほとんどの剛性PCBのデフォルト |
2.0 – 2.4 |
0.079–0.094 |
自動車、産業用制御、堅牢な基板 |
3.2+ |
0.126+ |
電源／LED用PCB、厚手の高電力設計 |
銅箔の厚さは信号処理能力や電力処理性能に直接影響するため、あらゆるPCB厚さガイドにおいて不可欠な核心要素です。
銅厚の定義
基板の各側面における銅層の厚さを指し、通常はオンス毎平方フィート（oz/ft²）で測定されます。例えば、1オンスの銅厚は約35マイクロメートルであり、これはPCB製造で最も一般的に使用される基準単位です。
コアの影響
銅箔の厚さは、トレースの電流容量を決定するだけでなく、最小トレース間隔、基板全体の厚さ、および熱管理効率にも直接影響します。
一般的な仕様と用途
• 1oz (35µm) – 標準的な信号線および電源トレース。民生用電子機器で広く使用されています。
• 2oz (70µm) – 高電流および電源用PCB。より広いトレース幅と強化された放熱経路を備えています。
• 3oz (105µm) – 高電力回路、LEDドライバー、サージ負荷に耐えるように設計された厚銅PCB。
銅の厚さ |
μm |
典型的な用途 |
基板厚さへの影響 |
半オンス |
18 |
超微細ピッチ、RF、HDI |
最小限 |
1オンス |
35 |
一般的な用途、2層PCB |
最も一般的な厚さ |
2オンス |
70 |
電力、熱、ノイズ耐性 |
著しい増加 |
3オンス以上 |
105–210 |
電力、サージ、大容量インバーター用 |
特殊用途向けの最厚仕様 |
PCB厚さに関するガイドには、PCBの最適な厚さを決定する主要な変数についての詳細な分析が不可欠です。設計における適切な厚さを選定する際は、以下の重要な要素に注目してください。
PCBの厚さは設計における重要な電気的および物理的特性に直接影響します。
応用 |
典型的な厚さ |
なぜこの厚さなのか？ |
スマートウォッチ、IoTセンサー |
0.6 – 1.0 mm |
小型化のための薄型設計、軽い取り扱いのみ想定 |
一般的な民生品（スマートフォン、タブレット） |
1.0 – 1.6 mm |
強度、信号、製造の容易さのバランスを最適化 |
パワーエレクトロニクス、産業用基板 |
2.0 – 2.4 mm |
高電力、頑丈で、熱および電流に耐える |
高電力LED照明 |
3.2 mm 以上 |
放熱性能を最大化、厚銅仕様 |
カスタムまたは標準外の厚みが必要な場合を明確にすることが不可欠です。
フレキシブルおよびウェアラブルPCB
• 柔軟性と快適性を維持するため、超薄型の基板（0.2～0.4mm）が必要です。
• 主な指針：最小曲げ半径を常に確認し、強度を損なうことなく製造業者が正確な厚さ制御を実現できるよう確認してください。
高周波およびRF回路
• 精確なインピーダンス制御には、誘電体層の厚さ公差が厳密であることが求められます。
• 多層構成では、専用のプリプレグ材料を使用し、信号の忠実度を最適化するために全体の厚さを最小限に抑えるべきです。
高電力／産業用／自動車用電子機器
• サージ保護、熱管理、安全性の要件を満たすために、頑丈な厚芯（≥2.0mm）と厚銅（2～3オンス）を使用します。
• スルーホール型電源コネクタや大型取り付けねじを使用する場合、カスタム厚さが必要になることがあります。
LED照明および電源モジュール
• アルミニウムまたはセラミック基板は、部品からの効率的な放熱を確保するために、通常総厚さが2mmを超えます。
• 熱管理は、厚さ設計における主要な検討事項となる。
PCB厚さの選定に関する簡単なガイドをご説明します。
用途と環境を定義する： 自問してください：基板はどのような機械的、電気的、熱的要求に直面しますか？これにより最適な厚さが決まります。
可能であれば標準規格を選ぶ： 1.6mmはほとんどの設計で採用される標準であり、PCB製造コストを下げ、実装工程もスムーズになります。
銅厚の要件を計算する： ピーク電流に対する最小銅厚を決定するために、IPC規格および計算ツールを使用してください。
PCBの層数を考慮してください： 層数が多いほど＝厚さが増加します。同じコア材料を使用しても、多層PCBは常に2層PCBよりも厚くなります。
積層構造のシミュレーションを行う： PCB設計ツールを使用して積層構造を可視化し、検証してください。性能と製造性を最適化するための厚さのスイープ機能を持つツールもあります。
PCB製造業者に相談する： 早い段階でのフィードバックにより、性能と製造の容易さのバランスを取ることができ、製造上の障壁を回避できます。
要件を文書化する： 製造仕様書に厚さ、銅厚、誘電体の積層構成を明記することで、誤解を減らし、期待通りのPCBが得られるようになります。
Q: 標準的なPCBの厚さはどれくらいですか？
A: 標準的なPCBの厚さは1.6mmですが、0.4mmから3.2mmまでのさまざまな厚さがサポートされています。
Q: 基板の全体的な厚さはどのように指定されますか？
A: 厚さとは、すべての層と表面処理を含めた、PCBの片面からもう片面までの全高を指します。
Q: PCB基板の厚さが重要な理由は何ですか？
A: 厚さは強度、信号特性、放熱性および製造工程との互換性に影響を与えます。
Q: 2層のPCBを使用していますが、推奨される厚さはどれですか？
A: 多くの2層基板では1.6mmが使用されており、量販向けコネクタや取り扱い性の面で最適とされています。
Q: PCBの厚さをカスタム指定することは可能ですか？
A: はい、カスタム厚さに対応可能です。ただし、標準外の厚さの場合、リードタイムが長くなることや、PCB製造コストが高くなる可能性があります。カスタム厚さの要件がある場合は、常にPCB製造業者と早期に打ち合わせを行ってください。
Q: PCBの厚さは実装に影響しますか？
A: もちろんです。標準より薄い基板（例：1.0mm未満）は、PCB実装時に特別な取り扱いが必要になる場合があり、一方で2.4mmを超える厚さの基板は、改造なしでは一般的な自動実装装置やコネクターシステムに適合しない可能性があります。
Q: 厚さを増すことで信頼性は向上しますか？
A: 常にとは限りません。厚いPCBは機械的強度や放熱性能を高める効果がありますが、必要以上に厚くすると材料費が増加し、高密度PCB設計に必要な微細構造の実現が難しくなる場合があります。
Q: PCBの銅厚さを選定するためのガイドラインはありますか？
A: はい！電流容量に応じた推奨銅厚については、IPC-2221およびPCB製造業者の設計ガイドを参照してください。ほとんどの用途では1ozまたは2ozが使用されますが、高出力設計では3oz以上が必要になる場合があります。
Q: 銅の厚さはエッチングや製造プロセスにどのように影響しますか？
A: 銅箔の厚さが増すと、最小トレース幅／ピッチが大きくなる必要があり、特に複数の層で高銅厚を使用する多層PCBにおいて、エッチングの難易度が上昇する可能性があります。
Q: すべてのPCB設計に最適な厚さはありますか？
A: すべてに最適な厚さというものは存在しません。各プロジェクトの機械的、電気的、コスト要件を分析し、最適な厚さを決定してください。この包括的なガイドを参考にしてご選定ください。
PCBの厚さの規格、銅の厚さの重要性、および基板全体の厚さに影響を与える要因を理解することは、現代のPCB設計と製造において不可欠です。PCBの適切な厚さは、電気的性能、熱管理、機械的強度、製造容易性、コスト効率など、デバイスのあらゆる重要な側面に直接影響します。
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