ちょっと、そこ！ MCPCB (メタル コア プリント基板) のサプライヤーとして、私は機械的ストレスがどのように作業に支障をきたす可能性があるかを直接見てきました。それでは、機械的ストレスが MCPCB にどのような影響を与えるかを詳しく見てみましょう。
MCPCB について
まず、あまり詳しくない人のために説明すると、MCPCB は金属ベース (通常はアルミニウム) を持つプリント基板の一種です。 LED照明、電源、自動車エレクトロニクスなど、熱放散が重要な用途に最適です。金属コアはコンポーネントから熱を逃がし、すべてがスムーズに動作するようにします。についてさらに詳しく知ることができますアルミ基板当社のウェブサイトで。
機械的応力とは何ですか?
機械的応力は基本的に物体に加えられる力です。 MCPCB の場合、これはさまざまなソースから発生する可能性があります。たとえば、製造プロセス中に、穴を開けたり、基板を切断したり、コンポーネントをはんだ付けしたりすることによってストレスがかかる可能性があります。実際のアプリケーションでは、振動、衝撃、熱膨張と熱収縮も機械的ストレスを引き起こす可能性があります。
電気的性能への影響
MCPCB に対する機械的ストレスの主な影響の 1 つは、その電気的性能です。ストレスがかかると、基板上の配線に亀裂や破損が生じる可能性があります。この痕跡は電気が通る道路のようなものなので、損傷すると電気信号が正常に流れなくなります。これにより、短絡、断線、または断続的な接続が発生する可能性があります。
大きな亀裂のある道路を運転していると想像してください。車が通行するのが難しくなり、故障する可能性もあります。同じことが MCPCB 上の電気信号でも起こります。トレースが損傷すると、ボード上のコンポーネントが正常に動作しなくなる可能性があります。これにより、誤動作、パフォーマンスの低下、さらにはデバイスの完全な故障が発生する可能性があります。
熱性能への影響
もう 1 つの重要な側面は、熱性能です。 MCPCB は熱を効果的に放散するように設計されていますが、機械的ストレスにより放熱が台無しになる可能性があります。基板に応力がかかると、基板の層が剥離する可能性があります。層間剥離は、サンドイッチの層が剥がれ始めるようなものです。
MCPCB の金属コアは熱伝達に重要です。層が分離すると、熱がコンポーネントから金属コアに、そして基板の外に効率的に伝達されなくなります。これにより過熱が発生し、コンポーネントが損傷し、デバイスの寿命が短くなる可能性があります。たとえば、LED ライトの場合、過熱によりライトが暗くなったり、早期に切れてしまったりする可能性があります。
構造の完全性への影響
機械的応力も MCPCB の構造的完全性に大きな影響を与える可能性があります。応力が高すぎると、ボードが反ったり曲がったりする可能性があります。ボードが歪んでいると、本来のデバイスに正しく収まらない可能性があるため、非常に問題になる可能性があります。
さらに、ボードが歪んでいると、ボード上のコンポーネントがトレースに適切に接触できない可能性があります。これにより、さらに電気的な問題が発生する可能性があります。また、ボードを曲げすぎると亀裂が生じる可能性があり、これは大きな問題です。ひび割れたボードは基本的に役に立たないため、交換する必要があります。
機械的ストレスの影響を軽減する方法
サプライヤーとして、私たちは機械的ストレスに対処する方法についていくつかのことを学びました。 1つの方法は、高品質の素材を使用することです。材料が優れているほど、MCPCB の応力に対する耐性が高くなります。たとえば、高品位のアルミニウム コアを使用すると、ボードがより多くの応力に耐えられるようになります。
私たちが行うもう 1 つの作業は、設計の最適化です。トレースが十分に厚く、熱伝達を助けるのに十分なビアがあることを確認します。また、応力が集中する可能性があるため、デザインでは鋭利な角を避けるように努めています。
製造工程では、適切な取り扱い技術を使用しています。基板を落としたりぶつけたりしないようにし、穴あけやはんだ付けの際には固定具を使用して基板を所定の位置に保持します。
実際の例
実際の例を見てみましょう。当社には、大型機械などの高振動環境で当社の MCPCB を使用しているお客様がいました。彼らは機械的ストレスによる多くの故障を経験していました。振動により基板上の配線に亀裂が生じ、電気的な問題が発生していました。
私たちはお客様と協力して解決策を考え出しました。より厚いアルミニウムコアを使用し、ボードに追加の補強を追加しました。応力集中を軽減するために設計も調整しました。これらの変更後、故障率は大幅に低下し、お客様は非常に満足していました。
結論
ご覧のとおり、機械的ストレスは MCPCB にかなり大きな影響を与える可能性があります。基板の電気的性能、熱的性能、構造的完全性に影響を与える可能性があります。しかし、高品質の素材を使用し、設計を最適化し、適切な製造技術を使用することで、これらの影響を軽減できます。
MCPCB の市場に参入していて、機械的ストレスへの対処方法について詳しく知りたい場合、またはその他の質問がある場合は、お気軽にお問い合わせください。お客様のニーズにどのようにお応えできるか、いつでも喜んでお話しさせていただきます。
参考文献
- プリント基板に対する機械的ストレスの影響に関するいくつかの研究論文。
- 業界は、さまざまな環境における MCPCB のパフォーマンスについて報告しています。
