銅箔積層板（CCL）とは？
銅箔積層板（CCL）は、PCB（プリント基板）の主要な基板材料であり、銅箔層を非導電性の基材に接着剤を用いて貼り付けて作られます。銅箔は通常、厚さ0.005mmから0.5mmであり、優れた導電性と可鍛性を備えているため、電子機器に理想的な素材です。
CCLの基材層には、ガラス繊維や紙ベースの複合材料が使用され、構造的な支持と絶縁性を提供します。これらの素材を組み合わせることで、CCLはPCB製造において重要な役割を果たし、電子回路の電気性能、熱管理、全体的な信頼性に寄与しています。
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PCBおよびAI業界におけるCCL
銅箔積層板（CCL）は、プリント基板（PCB）の主要な基板材料であり、回路基板の骨格を形成し、電子部品間の接続を可能にします。CCLは、電気通信の重要な架け橋として、PCB上の複雑な回路間の相互作用を支えています。
PCBは、GoogleのTensor Processing Unit（TPU）やNVIDIAのGPUといったAIハードウェアで、複雑な電子回路や部品を接続するプラットフォームとして機能します。また、機械学習、深層学習、スマートカメラ、音声認識デバイス、自動運転車、スマートホーム技術、IoT（モノのインターネット）など、AIが活用される多くの分野に応用されています。
要するに、CCLはPCB製造の基盤として高度な電子ネットワークの機能を支え、AI技術やスマートデバイスの統合を促進する重要な役割を果たしています。
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CCL（銅箔積層板）の種類
銅箔積層板（CCL）は、プリント基板（PCB）製造における基盤材料であり、高性能で信頼性の高い回路基板を作るために不可欠です。主なCCLの種類には以下があります：
- リジッドCCL：FR-4やCEM-1などが代表的で、優れた電気特性と機械的強度を備えています。
- フレックスCCL：柔軟性があり、多様な用途に適応可能です。
CCLの種類は、絶縁材料、補強材料、性能特性といった要素に基づいて分類されます。
CCLに含まれる銅箔は、電気伝導性を支える重要な要素であり、以下の形態があります：
- 電解銅箔（Electrodeposited Copper Foil）
- 圧延銅箔（Rolled Copper Foil）
- 接着性銅箔（Adhesive Copper Foil）
- 耐腐食性銅箔（Corrosion-Resistant Copper Foil）
- EMIシールド銅箔（EMI Shielding Copper Foil）
- 薄膜銅箔（Thin Film Copper Foil）
- フレキシブル銅箔（Flexible Copper Foil）
- 難燃性銅箔（Flame Retardant Copper Foil）
これら多様な銅箔の種類は、PCBの要件に応じて選ばれ、熱伝導性、柔軟性、環境耐性などの特性に影響を与えます。
ED（電解銅箔）
電解銅箔は、高い導電性、純度、均一な厚み、滑らかな表面で知られ、特に高度な電子機器において重要な役割を果たしています。特にPCB（プリント基板）の製造や電子機器内部の接続に欠かせない素材です。この銅箔は、以下の主要な工程を含む電解析出プロセスによって製造されます：
電解銅メッキ: ガラス繊維布やセルロース紙などの基板を銅硫酸溶液を満たした電解浴に吊り下げ、電流を流すことで銅イオンが還元され、カソードに均一な銅層が形成されます。
剥離工程: メッキされた銅箔は基板から分離されます。
メッキの強化: ここでは、DC電源に接続されたチタン製のドラムが使用されます。このドラムがゆっくり回転しながら、電解溶液から銅イオンがその表面に堆積し、強化された銅層が形成されます。
エッチング: 化学的または機械的方法を用いて、銅箔の表面に所定の回路パターンをエッチングします。
切断: 最後に、大きな銅箔を必要なサイズに切断し、輸送および将来の使用のために巻き取ります。
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圧延焼鈍銅箔（RA銅箔）
RA銅箔は、電解銅箔に比べて優れた柔軟性、延性、高温耐腐食性を持ち、フレキシブルプリント基板（FPC）やその他の曲げ可能な電子部品など、フレキシブル電子機器に最適な素材です。
RA銅箔の製造は、銅インゴットを圧延機で圧延しながら、徐々に薄い銅箔シートへと加工する工程を経て行われます。
ビレット加熱: 高純度の銅ビレット（インゴット、ロッド、板、またはシート）が、適切な圧延温度に予熱されます。
一次圧延: 加熱された銅ビレットは、圧延機などの装置で一次圧延され、銅の形状を整えながら薄くします。
中間熱圧延: 銅箔は特定の温度を維持しながら圧延機を通過し、材料を長くし、厚さを減らし、均一性を高めます。
冷間圧延: この工程では、銅箔をさらに薄くし、より細かく均一な結晶構造を得ることで、銅箔の機械的特性を向上させます。
焼入れ: 冷間圧延後、銅箔を焼入れして硬度と強度を高めることがあります。焼入れは、箔を一定の温度に加熱し、急速に冷却することで構造を安定させ、硬度と強度を向上させます。
最終圧延: 焼入れ後、銅箔は所定の厚さを達成するために最終圧延されます。この工程では、高精度な機器を使用して、指定された厚さと表面の平滑さを確保します。
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銅箔産業における流量計とノズルの用途
ノズルの用途：水洗工程
銅箔製造では、表面に残る化学添加物、残留物、その他の不要物を除去するために、水洗工程が必要とされることが多いです。ノズルは、清浄水や洗浄剤を均一にスプレーするために使用されます。
異なる銅箔製造プロセスでは、さまざまな洗浄圧力が求められる場合がありますが、ノズルの圧力調整機能により、特定の洗浄ニーズに対応することが可能です。
さらに、一部の工程では、銅箔の表面保護が必要とされることがあります。これは、洗浄中に不要な損傷や酸化を防ぐためです。このような場合、ノズルを使用して表面保護剤を塗布することで、水洗工程中の銅箔の完全性を確保します。
事例：日本を代表するプリント基板（PCB）用電解銅箔メーカー
状況：
この企業は、水洗工程で使用される輸入装置と日本製のノズルに課題を抱えていました。日本から交換用ノズルを定期的に購入する手間に加え、工場は0.8 kgf/cm²未満の低圧、約0.2 LPMの低流量で稼働していました。このような低圧・低流量条件では、市販の従来型ノズルでは扇形スプレーパターンを維持するのが難しく、噴霧分布が不均一になるという問題が発生していました。その結果、この企業は代替となるノズルソリューションを模索していました。
解決方案: LORRIC 一体型ファンノズル (NH 01-100)
この特定のケースにおいて、LORRIC は NH 01-100 一体型ファンノズルをお客様に推奨しました。このノズルは、0.8 kgf/cm² の低圧環境および 0.2 LPM の流量において、最大 100 度の均一なスプレー角度を維持する能力を示しました。これにより、銅箔表面を損傷させることなく、効率的な洗浄性能が保証されました。テスト後、企業は LORRIC の製品が機器の要件を満たしていることを確認し、機器の水洗用ノズルを完全に当社製品に置き換えました。
流量計の用途 - 硫酸銅溶液の測定
電解銅箔の製造プロセスでは、硫酸銅溶液の濃度が銅箔の品質に大きく影響します。そのため、オペレーターは硫酸銅溶液の使用量を監視し、濃度を適切に制御することで銅箔の品質を維持する必要があります。
また、銅箔製造後の表面洗浄やその後の表面処理プロセスでは水が使用されます。流量計を利用することで、水洗工程における水の使用量を監視し、洗浄手順の効率を最適化することが可能です。
事例：台湾の大手石油化学企業
状況：この企業では、電解銅箔の製造装置において、硫酸銅溶液の使用量を測定し、濃度を監視するために流量計が必要です。従来は、フロート式の簡易な面積流量計を使用していました。このタイプの流量計は構造がシンプルでコストパフォーマンスが良い一方、浮き球の位置を目視で確認して流量を読み取る必要があり、リアルタイム監視ができないという課題がありました。
スマートファクトリーの概念が普及する中、この企業は設備の流量計をデジタル式のものに置き換え、中央制御システムと統合してコンピュータによる設備監視を実現することを目指しました。
解決方案: LORRIC クランプ型超音波流量計 (FU-ES EchoSense)
お客様の要件を満たすために、LORRIC は FU-ES EchoSense クランプ型超音波流量計を推奨します。EchoSense 超音波流量計は、小口径の配管向けに設計されています。その設置は従来の超音波流量計とは異なり、プローブと本体を一体化した設計を採用し、特許取得済みのクイックロックデザインを活用しています。これにより、90秒で設置が可能となり、設置の複雑さを大幅に軽減します。さらに、EchoSense 超音波流量計は、パイプの材質、壁厚、液体音速、その他の環境要因を自動検出するクイックセットアップ機能を備えており、ボタン一つで環境設定を完了できます。通信面では、EchoSense 超音波流量計は 3 種類の通信出力オプション (4-20mA アナログ出力、Modbus RTU RS485 制御信号、フォトカプラスイッチ信号 - パルス信号) を提供しており、工場内の中央制御機器の通信形式に適応でき、包括的な通信ソリューションを提供します。