PCB Blog - 基板材質分類

PCB基板の材質は種類が多く、それぞれの材質には独特の特徴と応用シーンがある。

1、紙基板

紙基板はフェノールPCB紙基板とも呼ばれ、パルプ木材パルプなどの材料から構成され、主成分は木材パルプ繊維紙であり、フェノール樹脂を加圧して合成したPCBである。そのため、ほとんどの紙基板材料の欠点は防火ではなく、94 V 0だけが難燃性板紙であり、防火が可能である。紙基板は一般的に、家電製品やスイッチング電源でよく見られるように、建滔（KB文字）、長春（L文字）、斗山（DS文字）、長興（EC文字）、日立（H文字）などの単一パネルを作成するために使用されています。その優位性はコストが低く、価格が安く、比較的密度が小さく、パンチ加工が可能で、よくある材料はXPC、FR-1、FR-2、FE-3、94 V 0などである。

2、アルミニウム基板

アルミニウム基板の単板は3層構造からなり、それぞれ回路層（銅箔）、絶縁層、金属基層である。アルミニウム基板には表裏両面があり、白色の面はLEDピンを溶接するために使用され、もう一方はアルミニウム本来の色を呈している。もう一方の面がアルミニウムであるからこそ、単板にしかできないことが制限されており、LED照明製品によく使われており、優れた放熱機能を備えているのが強みです。

3、FPCソフトボード

FPCのフルネームはFlexible Printed Circuitで、フレキシブル回路基板とも呼ばれ、単にソフトボードと呼ばれています。FPCは、ポリエステルフィルムまたはポリイミドを基材とし、銅箔上にエッチングにより線路を形成し、高い信頼性を持ち、優れた撓み性を有する印刷回路を作製する。その利点は、配線密度が高く、軽量で、厚みが薄く、折り曲げ性が良いことです。

4、エポキシガラス繊維板

最も一般的な板材、通称エポキシ板、ガラス繊維板、繊維板、FR 4は、エポキシ樹脂を接着剤とし、電子級ガラス繊維布を補強材料とする基板の一種である。その接着シートと内芯薄型銅被覆板は、多層プリント配線板を作製するための重要な基材である。動作温度が高く、自身の性能は環境の影響を受けにくい。加工プロセスにおいては、他の樹脂のガラスクロス基板よりも大きな優位性がある。このような製品は主に両面PCBに使用されており、同じくフェノール紙基板よりも2倍ほど高い。

5、複合基板

複合基板は通称粉板と呼ばれ、CEM-1板材は国内の一部でも22 Fと呼ばれ、主にCEM-1とCEM-3複合基銅被覆板を指す。木材パルプ繊維紙または綿パルプ繊維紙を芯材補強材とし、ガラス繊維布を表層補強材とし、両者とも難燃性エポキシ樹脂で作られた銅被覆板に浸漬し、CEM-1と呼ばれる。ガラス繊維紙を芯材補強材とし、ガラス繊維布を表層補強材とし、いずれも難燃性エポキシ樹脂を浸漬して作られた銅被覆板で、CEM-3と呼ばれている。この2種類の銅被覆板は現在最も一般的な複合基銅被覆板であり、このタイプの板材はFR 4タイプの板材より安い。

6、高周波基板

高周波基板は電磁周波数が1 GHz以上の比較的高い周波数の板に見られるが、一般的に高周波高速回路板には炭化水素樹脂、PTFE、LCP液晶高重合体、PPE/PPOなどがある。高周波板は設計者にとってもメーカーにとっても難しいため、価格も高く、電子消費にはあまり使われていません。

6.1、炭化水素樹脂

炭化水素樹脂とは、ブタジエンスチレン共重合体、ブタジエンホモポリマー、スチレン、ホモポリマー、スチレン/ジビニルベンゼン共重合体、スチレン-ブタジエン-ジビニルベンゼン共重合体などを含むポリオレフィンホモポリマーまたは共重合体を指す。主な利点は誘電性に優れ、高い耐熱性、優れた耐化学性である。

6.2、PTFEフレキシブルフィルム

PTFE樹脂は溶融温度と溶融粘度が比較的高い。一般的な商品形態は、樹脂分散液、樹脂懸濁液、樹脂粉末である。一般的な加工方法には、プレス/旋削法、浸漬/プレス法、押出/プレス法などがある。PTFEの線膨張係数が大きく、熱伝導係数が低いなどの欠点があるため、補強改質が必要である。改質後のフィルム製品の形態は、通常、PTFE+セラミックス、PTFE+ガラスクロス、PTFE+セラミックス+ガラスクロスなどである。

6.3、LCP

液晶高分子液晶高分子ポリマー（Liquid Crystal Polymer）は、LCPと略称し、80年代初期に発展した新型高性能特殊エンジニアリングプラスチックである。液晶は形成条件に応じて、熱溶融された熱誘起液晶Thermotropic LCPと溶媒溶解された熱誘起液晶Lyotropic LCPに分けることができる。熱溶融を受けたり溶媒に溶解されたりすると、この材料は固体の巨視的な寸法外形、硬度、剛性などの性質を失い、外観上は液体物質の流動性を得て、同時に結晶物質の配向秩序性を維持して、それによって物理形態上で各異性を形成して、また液体流動性と結晶分子の秩序配列特徴の遷移状態を兼ねて、この中間形態は液晶状態になる。

6.4、PPE/PPO

ポリフェニレンエーテルは1960年代に発展した高強度エンジニアリングプラスチックであり、化学名はポリ2、6-ジメチル-1、4-フェニルエーテルであり、PPO（Polyphenylene Oxide）またはPPE（Polyphenylene ether）と略称され、ポリフェニレンオキシドまたはポリフェニレンエーテルとも呼ばれる。2つのメチル基はフェノール基の2つのオルト位の活性点を閉鎖し、剛性を高め、安定性を高め、耐熱性と耐化学安定性を高めた。エーテル結合は柔軟性を高めるが、耐熱性を低下させる。2つのメチル基は疎水性の非極性基であり、PPO高分子の吸水性と極性を低下させ、フェノール基の2つの活性点を閉鎖し、PPO分子構造中に加水分解可能な基がなく、耐水性が良く、吸湿性、寸法安定性と電気絶縁性が良い。

以上より、PCB基板の材質は種類が多く、それぞれの材質には独特の特徴と応用シーンがある。PCBマテリアルを選択する際には、具体的なアプリケーション要件、コスト予算、パフォーマンス要件に基づいて総合的に考慮する必要があります。適切なPCB材質を選択してこそ、回路基板の性能、信頼性と使用寿命を効果的に高め、異なる電子機器の需要を満たすことができる。