プリント基板の種類のひとつであるアルミ基板とはどんなものなのか、また、設計や実装などを依頼できる取り扱いメーカーを紹介します(当サイトでピックアップしている業者からセレクト。2021年7月時点)。
高純度アルミナ、窒化アルミの二種類を用意しており、アルミをベースとして絶縁層の上に銅箔を重ねる片面アルミ基板のほか、銅箔の代わりに多層基板を重ねる多層アルミ基板の設計、製造にも対応しています。また、両面TH構造も対応することが可能です。
回路図を基にしたAW設計、基板製作、部品調達、実装、検査、組み立てといった一連の工程をワンストップで提供しています。アルミ基板では、アルミ材の表面をアルマイト処理し、ガラスエポキシ基板と一体化させた構造により製作することが可能です。
最大400x400mm、アルミ板厚(1.0、1.5、1.9mm)のアルミ基板の製造に対応しています。また、片面、両面パターン基板、2層スルーホール基板仕様まで幅広い対応が可能。片面ローカル材でフラックスのみの表面処理であれば、1週間以内の納品が可能です。
片面~多層までのアルミコア基板の設計、製造にも対応しており、LED基板などの使用におすすめです。部品調達や試作はもちろん、半田実装、フロー実装、手付け実装など、基板製造後の実装にも高い技術力で対応することができます。
放熱性や冷却性に優れたアルミ基板の設計にも対応しています。国内に6拠点、海外に2拠点を設けて事業を展開しており、納期やコストに合わせた基板の提供が可能。基本的にFace to Faceのコミュニケーションを重視しています。
プラスチックだけでなく、鉄やアルミをベースとした基板の提供にも対応しています。フレキシブルかつスピーディーな対応が可能であるため、開発時、設計時の仕様変更、イメージ先行での設計でも安心感があります。
アルミ基板をはじめとして、プリント基板設計、製造では回路設計初期段階からのSIM検討、設計途中でのEMC解析などにより製品開発後のトラブル防止に努めています。また、UL認定(1990年1月)・ISO9001(2000年2月)・ISO14001(2003年11月)の認証を取得した自社工場で製造、実装しているため、一貫した責任施工が可能です。
複数の営業所ごとに連携分業及び協業を行うことができるため、データや部品の共有、受け渡しにより、アルミ基板製作においても納期短縮が可能です。また、ISO9001(2000年10月)・ISO14001(2006年2月)の取得や徹底した検査体制により、高品質の基板を提供することができます。
プリント基板の中でも広く使用されている金属コア基板の1つであり、メタルコア基板、絶縁金属基板などと呼ばれることもあります。一般的に、アルミ層、誘電層、回路層、アルミ薄膜の4つの層に分かれており、熱を迅速に取り除くことができるため、温度管理が容易であることが大きな特徴です。
また、軽さとともに輸送時、使用時の破損のリスクを軽減することが可能。機械的な安定性や柔軟性を持ち合わせているとともに、スピーディーに部品を冷却することができるため、LEDやコンピュータなどに使用されています。
電子機器が抱えている課題の一つが、放熱です。機器が搭載している素子が発熱してしまい、どうしても熱による製品への影響をきたす可能性があります。アルミは金属の中でも熱伝導特性が優れており、熱伝導率も高いため放熱性にも優れた一面を持った金属です。その性能があるアルミ基板はガラスエポキシ基板の約5倍も放熱性があると言われており、高出力かつ高密度の製品であればアルミ基板が最適でしょう。
アルミ基板の特徴と言えば、耐電圧特性も有している点です。高い電圧をかけたとしても、基本的には絶縁層を破壊することはほとんどありません。そのため電子機器の寿命を延ばしたいと考えている商品であれば、アルミ基板の耐電圧特性は役立つでしょう。
アルミ基板は非常に高い物理的な強さも持っています。アルミ自体が非常に軽い金属であり、さらに同じ重さの金属基板と比較しても強さ・柔軟性を有した金属です。そのためアルミ基板であれば、輸送や使用時の破損のリスクを抑えることができるでしょう。
アルミは、他の金属よりも環境への負荷が少ない害のない金属と言われています。非常に分別も簡単で、かつ安価という魅力もあり、企業にとってもアルミ基板は非常に活用しやすい基板と言えるでしょう。
アルミ基板は基本的に通常のプリント基板と同様に表面実装を行うケースがほとんどです。アルミ基板の場合、使用している半田で「半田クラック」と呼ばれる亀裂が入りやすいので注意が必要となります。基板と電気部品を接合している半田に亀裂が入ってしまい、割れてしま現象のことで、熱によって膨張・収縮が起こることが要因で発生すると言われています。
電気を通せば、どんな電子機器であっても発熱する現象が起こりますが、この発熱量は基板に搭載しているパーツによってバラバラです。基板上で一定でない熱が加わってしまい、その温度差が基板のベースを膨張・収縮させ、半田接合部にストレスを抱えてしまいます。アルミ基板は熱伝導率が高いため、パーツからの発熱による影響も大きくなり、膨張・収縮をきたしやすくなるのです。そのため亀裂が発生しやすい基板だと言われています。
パワーLEDとは高輝度LEDよりも非常に明るいLEDのことです。このパワーLEDは大きな電流が必要となるため、素子が熱を多く発生しやすくなります。そのためパワーLEDを用いる場合は熱対策が非常に重要となるため、放熱性に優れているアルミ基板が最適です。
ただアルミ基板とアルミヒートシンクを備える場合には、放熱シートなどの対策を行うことが大切でしょう。もし空気層が出来てしまうと熱を伝達するのにロスが発生してしまうことも。アクリル系やシリコン系の2種類の放熱シートがあるため、空気を入れないように活用してみましょう。
基板の設計、製造、実装の3つに対応するとともに、一貫した製品・サービスの提供と顧客満足向上を実現するISO9001と環境にも配慮したISO14001を取得している3社を紹介します(2021年7月時点)。
コスパを求めるなら
【主な対応基板】
その他の対応基板
放熱基板、銅インレイ基板、アルミ基板、リジットFPC、高周波基板、大型基板、セラミック基板、IVH基板、フレキシブル基板
実績を求めるなら
【主な対応基板】
その他の対応基板
リジットFPC、高周波基板、銅ペースト穴埋め基板、バンプ基板、IVH基板、フレキシブル基板、複合導体厚基板、薄物基板
【選定基準】基板の設計、製造、実装の3つに対応するとともに、一貫した製品・サービスの提供と顧客満足向上を実現するISO9001と環境にも配慮したISO14001を取得している3社を紹介します。