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なぜ電源PCBボードに 3PPの電解層が必要なのか?

なぜ電源PCBボードに 3PPの電解層が必要なのか?

2025-06-19

In Power PCB(プリント基板)製造において、パワーボードの誘電体層の厚さが0.4mm未満の場合、信頼性、製造性、および電気的性能に関連するいくつかの重要な要因から、単層または二層の代わりに3枚のプリプレグ(PP)シートを使用することがよく必要になります。以下に詳細な理由を示します。

1. プロセス信頼性と均一性

より薄いPPシート = より優れた制御: 単一の厚いPP層(例:0.4mm)は、ラミネーション中に樹脂の流れが不均一になり、ボイドや弱点が生じる可能性があります。3枚の薄いPPシート(例:3 × 0.13mm ≈ 0.39mm)を使用すると、樹脂の分布が改善され、厚さのばらつきが最小限に抑えられます。

樹脂不足領域の回避: 複数の層は、銅層間の均一な樹脂充填を助け、剥離や誘電強度低下の原因となる乾燥スポットを防ぎます。

2. 電気絶縁と高電圧要件

破壊電圧の安全性: パワーボードは高電圧を扱い、誘電体の厚さは絶縁に直接影響します。3枚のPP層は、弱い絶縁経路を作成する可能性のあるマイクロボイドや欠陥のリスクを軽減します。

電界分布: 複数の層は電界をより均等に分散し、高電圧アプリケーションでの部分放電やアーク放電の可能性を減らします。

3. 機械的強度と剥離抵抗

応力分布: 薄い誘電体層は、熱的または機械的応力下でひび割れを起こしやすくなります。3枚のPP層は、より優れた応力吸収を提供し、マイクロクラックのリスクを軽減します。

接着性の向上: より多くのPP層は、熱サイクル(例:リフローはんだ付けまたはパワーサイクリング)中の剥離を防ぎ、層間の接着を強化します。

4. 製造プロセスの最適化

制御された樹脂の流れ: ラミネーション中、より薄いPPシートは、樹脂の流れをより正確に制御し、過度のブリーディングや不十分な接着を防ぎます。

コアの厚さとの互換性: 超薄型コア(例:0.1mm)は、適切な充填を確保し、銅の特徴付近での樹脂不足を回避するために、複数のPP層を必要とします。

5. 信号インテグリティと熱管理

一貫した誘電特性: 複数のPP層は、高周波電力インテグリティに不可欠な均一な誘電率(Dk)と損失正接(Df)を維持するのに役立ちます。

熱伝導率: PP層を重ねることで、より均質な熱経路を作成し、放熱を改善できます。

 

PPの数量を特定する方法は?

実際には、PCBボードのマイクロセクションを行うことができ、PPの数量を特定できます。スタックアップが要件を満たしているかどうかを確認できます。

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結論

0.4mm未満の誘電体層を持つパワーPCBに3枚のPPシートを使用することで、以下が保証されます。
✓ より良いプロセス歩留まり (ボイド/剥離の減少)
✓ より高い電圧信頼性 (絶縁リスクの軽減)
✓ より強力な機械構造 (ひび割れに強い)
✓ 制御された製造 (樹脂の流れ、接着品質)

このアプローチは、サーバー電源、自動車エレクトロニクス、産業用PCBなどの高信頼性アプリケーションで一般的です。PP層の正確な数は、材料仕様(例:樹脂含有量、ガラス織り)とラミネーションパラメータによって異なる場合があります。 

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