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PCB基板材料の紹介

2023-05-10

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PCB基板材料の紹介

銅張プリント基板は、プリント基板全体において、主に導電、絶縁、支持という 3 つの役割を果たします。

 

銅張プリント基板の分類方法

  • 基板の剛性に応じて、リジッド銅張PCBとフレキシブル銅張PCBに分けられます。

  • 強化材の種類により、紙系、ガラスクロス系、複合系(CEMシリーズなど)、特殊素材系(セラミック系、金属系など)の4つに分類されます。

  • 基板に使用される樹脂接着剤は次のように分類されます。

    (1)紙ベースのボード:

    フェノール樹脂XPC、XXXPC、FR-1、FR-2、エポキシ樹脂FR-3基板、ポリエステル樹脂など

    (2)ガラスクロス基材:

    エポキシ樹脂(FR-4、FR-5基板)、ポリイミド樹脂PI、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)系、ビスマレイミド・トリアジン樹脂(BT)、ポリフェニレンオキサイド樹脂(PPO)、ポリジフェニルエーテル樹脂(PPE)、マレイミド・スチレン脂肪酸樹脂(MS)、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂など

  • 銅張プリント基板の難燃性能により、難燃タイプ(UL94-VO、V1)と非難燃タイプ(UL94-HB)の2種類に分けられます。

銅張プリント基板の主原料のご紹介

銅箔の製造方法により、圧延銅箔(W種)と電解銅箔(E種)に分けられます。

 

  • 圧延銅箔は銅板を繰り返し圧延して作られており、電解銅箔に比べて反発力や弾性率が大きくなります。銅純度(99.9%)は電解銅箔(99.8%)よりも高いです。電解銅箔に比べ表面が平滑であり、電気信号の素早い伝達に役立ちます。そのため、圧延銅箔は高周波・高速伝送の基板や細線プリント基板、さらにはオーディオ機器のプリント基板にも使用されており、音質効果を向上させることができます。また、「メタルサンドイッチ基板」で作られた細線および高層の多層回路基板の熱膨張係数(TCE)を低減するためにも使用されます。
  • 電解銅箔は銅製の円筒状の陰極上に専用の電解装置(メッキ装置とも呼ばれます)によって連続的に製造されます。一次製品は生箔と呼ばれます。粗化層処理、耐熱層処理(紙ベース銅張プリント基板に使用される銅箔にはこの処理は必要ありません)、不動態化処理などの表面処理後。
  • 厚さ17.5㎜(0.5OZ)以下の銅箔を極薄銅箔(UTF)といいます。厚さ12㎜以下の生産の場合は「キャリア」を使用する必要があります。現在生産されている厚さ9㎜、5㎜のUTEのキャリアとしては、アルミ箔(0.05~0.08mm)や銅箔(0.05㎜程度)が主に使用されています。

ガラス繊維クロスは、アルミニウムホウケイ酸ガラス繊維 (E)、D または Q タイプ (低誘電率)、S タイプ (高機械強度)、H タイプ (高誘電率)、および大部分の銅被覆 PCB でできています。 Eタイプを使用

 

  • ガラスクロスには平織りが使用されており、引張強度が高く、寸法安定性が良く、重量や厚みが均一であるという利点があります。
  • ガラスクロスを特徴付ける基本性能項目としては、たて糸とよこ糸の種類、生地の密度(たて糸とよこ糸の本数)、厚さ、目付、幅、引張強さ(引張強さ)が挙げられます。

  • 紙ベース銅張プリント基板の主な強化材は含浸繊維紙であり、綿繊維パルプ(綿の短繊維からなるパルプ)と木繊維パルプ(広葉樹パルプと針葉樹パルプに分けられる)に分けられます。主な性能指標としては、紙量の均一性(一般的には125g/㎡または135g/㎡が選択されます)、密度、吸水性、引張強さ、灰分、水分等が挙げられます。

 

フレキシブル銅張プリント基板の主な特徴と用途

必要な機能 主な使用例
薄くて高い屈曲性 FDD、HDD、CDセンサー、DVD
多層 パソコン、コンピュータ、カメラ、通信機器
細線回路 プリンター、液晶ディスプレイ
高い耐熱性 車載電子製品
高密度実装と小型化 カメラ
電気的特性(インピーダンスコントロール) パソコン、通信機器

 

絶縁フィルム層(誘電体基板とも呼ばれます)の分類に応じて、フレキシブル銅張積層板は、ポリエステルフィルムのフレキシブル銅張積層板、ポリイミドフィルムのフレキシブル銅張積層板、およびフルオロカーボンエチレンフィルムまたは芳香族フィルムのフレキシブル銅張積層板に分類できます。ポリアミド紙。CCL。フレキシブル銅張積層板には、性能によって難燃性と非難燃性があります。製造工程法の分類により二層法と三層法があります。3層基板は、絶縁フィルム層、接着層(接着層)、銅箔層から構成されています。2層方式基板は、絶縁フィルム層と銅箔層のみを有する。

 

製造プロセスは 3 つあります。

 

絶縁フィルム層は、熱硬化性ポリイミド樹脂層と熱可塑性ポリイミド樹脂層とから構成される。

 

まず、絶縁膜層上にバリアメタル層(バリアメタル)を塗布し、その後、銅を電気めっきして導電層を形成する。

 

真空中で銅を蒸着し、蒸着した銅を絶縁膜層上に蒸着する真空スパッタリング技術や蒸着技術が採用される。2層法は3層法に比べて耐湿性、Z方向の寸法安定性に優れています。

 

銅張積層板の保管時に注意すべき問題点

  • 銅張積層板は、温度25℃以下、相対温度65%以下の低温、低湿の場所に保管してください。

  • 基板に直射日光が当たらないようにしてください。

  • 基板を保管する場合は、基板を傾けた状態で保管したり、梱包材を剥がして露出させたりしないでください。

  • 銅張積層板の取り扱いおよび取り扱いの際は、柔らかく清潔な手袋を着用する必要があります。

  • 基板の取り出しや取り扱いの際には、基板の角が他の基板の銅箔表面を傷つけ、段差や傷が発生しないようにする必要があります。

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