PCBのための原料の選択

この記事では、製造上の問題を制限する（たとえば、反りやねじれ、性能基準の適合など）という2つの重要な要件を満たす多層PCBを製造するための材料を選択するための推奨事項を示します。基板層の数が少ない場合、PCBメーカーのデフォルト材料は信頼性が高く費用対効果が高いため、通常は最良の選択ですが、設計に特別な要件がある場合や多数の層を組み込む場合は、設計者の努力が必要です。彼らの製品のための最良の決定をするために、利用可能な材料の選択に精通している。

PCB製造のための最も重要な材料は生のラミネートです。 それはまた、多層PCBを製造するのに必要とされる他のすべての材料の最大コストを表します。 未加工ラミネートは、PCBの価格と納期に重大な影響を与えます。 PCBの製造に必要な材料の量が多いため、デザインのサイズを最適化することが不可欠です。 わずかなサイズの違いでも、コストに大きな違いが生じる可能性があります。 材料が異なればコストも異なり、また特性も異なりますが、高品質のラミネートは通常さらに高価です。 以下は、さまざまなラミネートの特性を比較する際に注意する必要がある主な特性の一部です。

Ｔｇ ＝ガラス転移温度 - 物理的性質の重大な変化が起こるであろう温度。 ラミネートの場合、それは硬いガラス状の材料から柔らかいゴム状の材料へと移行する。

Ｔｄ ＝分解温度 - 積層体が化学的に分解する温度。

Ｄｋ ＝誘電率（電磁気学においてはΔｒとも呼ばれる） - 絶縁体材料の比誘電率を示し、これは電場に電気エネルギーを蓄積するその能力を指す。 絶縁目的のためには、より低い誘電率を有する材料がより良く、ＲＦ用途においてはより高い誘電率が望ましいであろう。

Df =散逸率 - 機械的振動、電気的振動、または電気機械的振動など、特定の振動モードのエネルギー損失率を示すことによって絶縁材料の効率を示します。

当社の製造施設は中国にあるため、出荷コストと納期を最小限に抑えるために、高品質の地元ラミネートを選択することをお勧めします。 Shengyi S1000-H（Tg 150）ラミネートは、一般的に、高性能の中Tgラミネート用の弊社のデフォルト選択です。 Shengyi S1000-Hは、北米の標準ラミネートオプションであるIsola FR406（Tg 150）に相当します。 以下の表2に概説されているように、FR406は誘電率と散逸率の点でShengyi S1000Hをわずかに上回っていますが、低コストおよび/またはリードタイムの短縮のためにこれらの要素を妥協する人もいます。

表1：PCB材料の比較

Shengyi S1141（TG 130）は、ある程度の品質を犠牲にして、プロジェクトのコストを下げるための優れた選択肢です。 より高い品質が必要な場合は、Isola FR406（Tg 170）に最も近いShengyi S1000-2M（TG 170）をお勧めします。 品質が最優先事項の場合は、RoHSにも準拠しているITEQ IT180A（TG 180）を使用することをお勧めします。 ITEQ IT180A（TG 180）は、品質においてもIsola 370HR（TG 180）と同等です。 私たちBitteleでは、典型的なプロジェクトにShengyi S1000H（Tg 130）を使用することをお勧めします。 これら3つの条件のいずれかが発生した場合は、より高品質のラミネート材料を使用することをお勧めします。PCBデザインが8層以上の場合、銅板の重量が3オンスより重い場合、または板厚0.5mm以下

次に考慮すべき要素は誘電体の厚さであり、これはインピーダンス要件に合わせて指定する必要があります。 多層材料は厚さが0.125mmから1mmの範囲です。 薄いラミネート（すなわち0.1 mm以下）は、多層回路PCBの継続的な高密度化と同様に、いくつかの低電力アプリケーションに必要です。

表2は、通常のFR4のコア重量と銅重量を示しています。

• 1/1 = 1オンス シートの両側に平方フィートあたり銅

• 1/0 = 1オンス シートの片側1面のみにコーティングされた1平方フィートあたりの銅

• Ｈ ／ Ｈ ＝ ０．５オンス。 シートの両面にコーティングされた1平方フィートあたりの銅

• 0/0 = UNCLAD（銅なし）。

表2：利用可能な銅重量におけるコア材の厚さ

プリプレグは、硬化後にコア／ベース層材料と同じ特性を有する多層ＰＣＢ基板の製造に使用される接合材料である。 プリプレグは、ボード製造業者によって使用される様々なガラススタイル１０６、１０８０、３３１３、２１１６、および７６２８を有する。 ボード製造業者は、さまざまなプリプレグガラススタイルを使用しています。 これらのスタイルには、106、1080、3313、2166、7628などがあります。プリプレグの数と種類に制限がある場合があるため、詳細についてはBitteleの担当者にお問い合わせください。

表3：プリプレグ材料の選択

最後に、銅層の厚さを指定する必要があります。 この仕様は通常、ボードのトレースを通過すると予想される電流量に基づいて決定されます。 特定の銅の厚さに対する標準トレース幅を決定するために 私達の トレース幅計算機 を 使用してください 。 太いトレースは、同じ幅の細いトレースよりも多くの電流を安全に処理できます。 ボードが過酷な条件下で動作すると予想される場合は、より堅牢なボード用に厚い銅層を指定することもできます。

銅張FR-4ラミネート材料は、1平方フィートあたりのオンス（oz）重量を使用して測定されます。 以下は利用可能なサイズとそれらの同等の層の厚さです

• 0.25オンス = 0.00035 "（8.75？m）

• 0.5オンス = 0.0007 "（17.5？m）

• 0.75オンス = 0.00105 "（26.25？m）

• 1.0オンス = 0.0014 "（35？m）

• 2.0オンス = 0.0028インチ（70μm）

• 3.0オンス = 0.0042インチ（105 m）

• 4.0オンス 以上= 0.0056インチ（140μm）以上

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