●アートワーク設計、プリント基板設計にも影響大、基板材料/FR-4について

●こんにちは、株式会社ティー・エム・ユニティー営業のSuzukiです。

●弊社にご依頼頂きますアートワーク設計、プリント基板設計、パターン設計ですが、インピーダンスコントロール(インピーダンスマッチング)を必要とする回路(基板)が増えているのは以前の記事でもご紹介させて頂きました。そこで、今回は設計業務にも影響する「プリント基板の材料/FR-4」についてのお話しをさせて頂きます。

●ガラスエポキシ基板材/FR-4 (Flame Retardant Type 4)

おそらく、最も一般的/ポピュラーな基板材(汎用性も高い材料)になり、弊社で製造するプリント基板の80%程度はFR-4を使用しています。

材料構成としては「ガラス繊維の布/クロス」を重ねたものに「エポキシ樹脂」を浸透させて「熱硬化処理」をした材料となり、両面板(2層板)はもちろん、多層板(4層板以上)でも使用するのは主にこの基板材になります。

材料特徴としては「難燃性と低導電率のバランスがとれた素材」であることから、幅広い分野/用途で使用されています。また、厚みに対するセレクション幅も広く、薄物(0.2mm～)から厚物(2.0mmオーバー)までカバー出来る点も高評価となります。物としては硬く、耐久性も高いのですが、専用工具や機械/マシンがないと加工が難しい材料でもあります。

●インピーダンスコントロール(インピーダンスマッチング)を必要とする回路(基板)のアートワーク設計、プリント基板設計、パターン設計を行う場合、まずは「FR-4」をベースに考えます。(要求仕様によっては他の基板材をセレクションすることもあります)

●主な基板材料メーカー

・パナソニック電工

・日立化成株式会社

・ニッカン工業株式会社

・利昌工業株式会社

●ガラスエポキシ基板材/FR-5/FR-5相当材について

材料構成としては「FR-4とほぼ同じ」となりますが、FR-4との一番の違いは耐熱性が高い(高耐熱材)という点になります。ガラス転移温度(Tg)が、一般的なFR-4で「130℃～150℃程度(DMA)」に対して、FR-5/FR-5相当材については「180℃～200℃程度(DMA)」と高耐熱になります。(注：メーカー、製品型番によって℃特性にばらつき/差がある旨はご認識下さい)

●使用用途として多いのは「車載用基板」「ICテストボード/バーン・イン・ボード」「ビルドアップコア材」などになります。

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●Writing by Tmunity/Suzuki