プリント基板（PCB）に使用される一般的な材料は何ですか？

プリント基板（PCB）製造で一般的に使用される材料の一つは銅張積層板（CCL）であり、これは木パルプペーパーまたはガラス繊維布などの補強材に樹脂を含浸させ、その後片面または両面に銅箔を貼り合わせ、熱プレス工程で圧着して製造されます。CCLは導電性、絶縁性、構造的サポートという3つの重要な機能を果たしており、電子機器において欠かせない部品となっています。

銅張積層板（CCL）は、機械的特性によって剛性タイプと柔性タイプに分類され、補強材料によってガラス繊維布基、紙基、複合基のバリエーションに分けられる。ガラス繊維布基のCCLはガラス繊維布地で補強されており、優れた機械的強度と電気的性能を備えており、最も広く使用されているタイプである。紙基のCCLは紙を補強材として使用しており、コストが低く抑えられる一方で、機械的および電気的特性は比較的劣り、通常は低価格帯の電子機器に用いられる。複合基のCCLは、ガラス繊維や紙など複数の補強材料を組み合わせることで、コストと性能のバランスを実現している。

現在、銅張積層板の60％以上でFR-4シートが補強材料として使用されています。一般的に、FR-4シートは機械的強度を高めるために無アルカリガラス繊維布を使用しています。この布地はエポキシ樹脂を含浸させられており、優れた接着性、電気絶縁性および化学的安定性を示します。

樹脂系は主に低臭素エポキシ樹脂、高臭素エポキシ樹脂、イソシアネート変性エポキシ樹脂およびフェノールエポキシ樹脂から構成されています。これらの樹脂の配合比率を調整することで、異なるガラス転移温度（Tg値）を実現できます。

難燃性を確保するため、トリブロモビスフェノールA（TBBPA）などの臭素系難燃剤や、リン系・窒素系化合物などのハロゲンフリー難燃剤が添加されます。

使用される銅には電解銅箔または圧延銅箔があり、これらは銅張積層板表面の導電性金属層の主要材料として機能します。

RDS Compositeは、厚さ12μm、18μm、または35μmの高品質なFR4 CCLを提供しており、コア基板の厚さは0.2mmから3.2mmの範囲です。

FR4 CCLの特徴は何ですか？

機械的特性：高い剛性を持ち、優れた曲げ強度および衝撃耐性があり、曲げ強度と引張強度が良好で、PCB実装時のはんだ付け圧力や機械加工ストレスに耐えることができます。

電気的特性：誘電率は1GHzにおいて4.2～4.8の範囲で安定しており、誘電損失が低く、絶縁抵抗が高いことから、高周波伝送時の信号減衰および干渉を効果的に低減できます。

耐熱性：標準的なFR-4のガラス転移温度（Tg）は130～150°Cですが、高Tg FR-4は170°C以上に達し、高いはんだ付け温度に耐えられ、優れた熱衝撃耐性を示します。

難燃性：UL94 V-0規格に適合し、火源から取り除かれた後10秒以内に自己消火し、滴下しないため、電子機器の安全性を確保します。

寸法安定性：X／Y方向の熱膨張係数は比較的低く（約13～18ppm／℃）ですが、Z方向ではやや高くなります。多層PCBの積層時における熱膨張差による層間の亀裂や回路のずれを効果的に防止します。

FR-4銅張積層板は、コストパフォーマンスに優れ、絶縁性が安定しており、高い機械的強度と優れた難燃性を持つため、現在最も広く使用されている剛性PCB基板です。家電製品、車載電子機器、産業用制御装置、通信機器などのコア分野で採用されています。