電子設計 - 製造に使用するPCB材料および積層材について

PCB材料 選択はPCB設計プロセスの第一歩である. 回路基板の全体的な性能に影響するので、あなたのデザインのための適切な材料を選ぶことは非常に重要です.

開始する前に、考慮する多くの要因があります。マテリアルプロパティが特定のボード要件とエンドアプリケーションを満たすことを確認します。

PCBsを製造するとき、我々が直面する主な問題の1つは、デザイナーがしばしば物質的なデータシートに頼りすぎているということです。データシートは、材料の電気的特性の包括的な記述をデザイナーに提供する。しかし，現実世界の製造課題を考慮すると，データシートは不十分であり，実世界の製造課題は出力やコストに影響を及ぼすため重要である。

このブログ記事では、次の点に焦点を当てます。

プリント基板材料

PCB材料：銅張積層板

プリント基板の製造には以下の3点を使用する。

Prepreg：Bステージ材料は、粘着性であり、異なるラミネートまたは箔の接合を可能にします。

銅箔：PCB上の導電性トレース

銅張積層板（芯材）：プリプレグと銅箔でラミネートし、硬化させる。

PCB材料：箔，コアおよびプリプレグ

PCBラミネートを選ぶ方法？

The PCB積層板 誘電材料でできている. を選択する PCB積層板, 誘電体材料の主要な特性のいくつかを考慮する必要がある. 以下の属性を指定します。

熱性能の電気特性

ガラス転移温度（Tg）誘電率（DK）

損失温度（TD）損失正接度または損失係数（tan＝またはdf）

熱伝導率

熱膨張係数

ガラス転移温度（Tg）：ポリマー鎖が移動しやすくなるほど、PCB基板がガラス状、剛性状態から軟化変形可能な状態に変化する温度。tgは摂氏度で表される。

ガラス転移温度

370の人的資源

180°

ロジャース4350 B 280

分解温度（Td）：物質が化学的分解を受ける温度。SI単位：摂氏。

分解温度

370の人的資源

340度

ロジャース450 B 390

熱伝導率（K）：熱を伝導する材料の特性；低い熱伝導率は低い熱伝達を意味します、そして、高い伝導率は高い熱伝達を意味します。SI単位：ワット/メートルケルビン。

熱伝導率

370の人的資源

0.4 W / m

ロジャース4350 B

熱膨張係数（CTE）：加熱時のPCB材料の膨張率。CTEは、摂氏1度あたり100万部（ppm）で表されます。Si単位：PPM／READ℃

材料の温度がTgより高くなると、CTEも上昇する。

基板のCTEは、通常、PCBが加熱されるときに相互接続の問題を引き起こす可能性がある銅のそれよりも高い。

X軸とY軸のCTEは通常摂氏10度から20 ppm程度低い。これは通常、XとY方向の材料を制約する織布ガラスのためです。材料の温度がTGより高くなっても、CTEはあまり変化しない。それで、材料はZ方向に拡大しなければなりません。

Z軸に沿ったCTEは、できるだけ低くなければなりません;目標は、材料がTGを超えて増加する摂氏70度未満未満であることです。

材料の膨張は熱膨張係数（cte）で測定した。この図はZ方向のCTEを示している。PCB材料の熱的考慮についてもっと知りたい場合は、PCBアセンブリの熱解析とは

熱膨張係数

370の人的資源

X 13 ppm /残留度C

Y 14 ppm／残留度C

z 45 ppm

ロジャーズ4350 B×10 ppm

Y 12 ppm／残留度C

Z 32 ppm /残留度C

誘電率（DK）または比透過率（ER）：自由空間の誘電率（IE、真空）に対する材料の誘電率の比。相対浸透率とも呼ばれる。

データシートは、材料の特定の（通常50 %）樹脂含有率に適用される。コア材料又はプリプレグの樹脂の実際のパーセンテージは組成から組成によって変化するので、DKは変化する。押出しプリプレグの銅の割合および厚さは、最終的に媒体の高さを決定する。

使用されるPCB材料のほとんどは、2.5〜4.5の範囲のERを有する。あるマイクロ波用途では、より高いEr値を有する材料も使用される。周波数が高くなると通常は減少する。

誘電率（DK）または相対透過率（ER）

370の人的資源

3.92＠50 %の樹脂内容

ロジャース4350 b 3.48

損失正接（tanτ）または損失係数（df）：損失正接または損失係数は、誘電体の抵抗電流と無効電流との間の位相角の正接である。dfの値が増加すると誘電損失は増加する。低いDF値は「高速」基板をもたらす。その一方で、大きい値は「遅い」基板に結果としてなる。dfの周波数とわずかに増加非常に低いdf値を持つ高周波材料では，周波数がほとんど変化しない。値範囲は0.001〜0.030である。

10 GHz 370人的資源0.0250ロジャース4350 bの損失正接0.0037

信号損失と動作周波数

信号損失は誘電損失と銅損を含む。

誘電損失は全信号損失の一部である：誘電体材料は分極分子からなる. これらの分子は信号軌道上の時変信号によって生成される電場で振動する. これは誘電体材料を加熱し、信号損失の一部として誘電損失を引き起こす. 信号損失は周波数と共に増加する. 損失の少ない材料を用いることによってこの損失を最小化することができる. 信号性能を理解する PCBトレース