マイクロ波技術 - 高周波PCBと高速基板材料紹介

（1）高周波・高速板材料紹介

使用する基板を選択する場合 高周波PCB, 異なる周波数での材料DKの変動特性を特別に調べなければならない. 高速信号伝送または特性インピーダンス制御の必要条件, 周波数の条件下でのDFとその性能, 温度, 主に湿度.

周波数変化の条件下では、一般的な基板材料のDkとDF値は大きく変化する。特に1 mhzから1 ghzの周波数ではdkとdf値は明らかに変化した。一般的なタイプのエポキシ樹脂ガラス繊維布製基板材料（一般式FR−4）は、1 MHzの周波数でDk値が4.7であり、1 GHzの周波数でDk値が4.19である。1 GHz以上ではdk値が緩やかに変化する。例えば、L 0 GHzではFR−4のDK値は4.15である。高周波・高速基板を用いた基板材料では，周波数が変化するとdk値はほとんど変化しない。周波数が1 MHzから1 GHzに変化すると、DK値は0.02の範囲で大きく変化する。dk値は，低周波数から高域までの周波数条件がわずかに減少する傾向を示した。

一般的な基板材料の媒体損失係数（df）は周波数変化（特に高周波数範囲の変化）の影響を受け，df値の変化はdkのそれより大きい。変更規則は増加傾向にある。したがって、基板材料の高周波特性を評価する場合、その検討の焦点は、DF値の変化でなければならない。高速・高周波特性を有する基板材料としては、高周波数でのばらつき特性によって一般的な基板材料が2種類ある。基板材料の1つのタイプは、周波数の変化に伴う（df）値の非常に小さな変化を有する。一般的なタイプと同様の変化範囲には、基板材料の種類もあるが、その（df）値は低い。

2, 高周波PCB 高速基板ガラス繊維布紹介

ガラス繊維強化材料は複合材料の機械的強度の主な基礎である。一般的には、その誘電率は、樹脂マトリックスのそれより高く、複合材料におけるより高い体積含有量を占めるので、複合材料の誘電特性を決定する主要な要因である。FR - 4銅板の製造では従来のEガラス繊維布を使用しています。電子ガラス繊維布の総合性能は良好であり，性能価格は理想的であるが，誘電特性が悪く，誘電率が高く（6.6），高周波，高速の分野での応用に影響を及ぼす。

現在, 世界中で製造されたケイ酸塩組成物によるガラス繊維組成物の組成はほぼ同じである, その基本組成はSiO 2である, A 1203, 三成分系, 重量割合は小範囲で変動する. 室温で, シリコン酸素, ホウ素酸素, アルミニウム酸素骨格イオンはほとんど電気を伝導しない. しかし, ネットワークが陽で満たされるとき, 特にアルカリ金属イオン, 格子構造はアルカリ金属イオンで中断される, 弱結合イオンの形成と熱分極の発生. これはガラスの誘電特性に影響する主要な因子である. 現在, アルカリフリーガラス繊維E, その誘電率は7である.2 (1 MHz), の要件を満たすことができない 高周波・高速ボード.

最初のオプションは交絡です。Eガラス繊維に加えて、Dガラス繊維（DK＝4.7、L MHz）、Qガラス繊維（DK＝3.9、L MHz）、Dガラス繊維、Qガラス繊維もある。彼らは優れた誘電特性を持っていますが、2つの大きな欠点があります：（1）劣った加工性、ビット上の摩耗（2）高コスト、10倍以上の価格、非常にEガラスの布は、単独で使用することは適切ではない。異なる種類のガラス繊維の合理的な選択により、優れた低誘電性及び加工性を確保するだけでなく、工業生産のコスト問題を解決することが求められる。

高周波・高速基板実装

高周波基板材料の製造における充填材料は、基板材料の組成物中の強化繊維材料に加えて、樹脂充填材として使用される化学物質を指す。基板材料全体の樹脂中の充填材の割合、品種、表面処理技術等は、すべて基板材料の誘電率に影響する。

無機フィラーは一般的に使用されている：タルク、カオリン、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、シリカ粉末、アルミナなど、フィラーの添加は、効果的に製品の吸湿性を減らすことができ、プレートの耐熱性を向上させると同時に、プレートの熱膨張係数を減らすことができます。フィラーの選択には、耐熱性、粒度分布、硬度、表面処理、分散の使用その他の要因を考慮する必要がある。そこで，日立化成は，フィラーと樹脂との界面を可能とし，高分散・高ボンディングを実現する新しい界面制御システム技術を開発し，応用した。プレート成形後の凝集，低分散性，ボイドなどの樹脂充填の問題を克服した。

（四）高周波高速基板樹脂導入

ガラス繊維強化材料は複合材料の機械的強度の主な基礎である。一般的には、その誘電率は、樹脂マトリックスのそれより高く、複合材料におけるより高い体積含有量を占めるので、複合材料の誘電特性を決定する主要な要因である。FR - 4銅板の製造では従来のEガラス繊維布を使用しています。電子ガラス繊維布の総合性能は良好であり，性能価格は理想的であるが，誘電特性が悪く，誘電率が高く（6.6），高周波，高速の分野での応用に影響を及ぼす。

現在，世界各国で生産されている珪酸塩組成のガラス繊維組成物はほぼ同一であり，その基本組成はsio 2，a 1203，cao三成分系であり，重量割合は小範囲で変動する。室温では、シリコン酸素、ホウ素酸素、アルミニウム酸素骨格イオンはほとんど電気を伝導しない。しかし、ネットワークが陽イオン、特にアルカリ金属イオンで満たされると、格子構造はアルカリ金属イオンで中断され、弱結合イオンを形成し、熱分極を生成する。これはガラスの誘電特性に影響する主な因子である。現在，高周波・高速回路基板の要求に応えることができない，誘電率が7.2（1 mhz）のアルカリフリーガラス繊維eガラスファイバが使用されている。

シアナートエステル（ce）樹脂は1970年代後半に開発された高性能樹脂マトリックスの一種である。熱または触媒の作用下でce樹脂を環化し，トリアジン環を含むネットワーク構造の高分子を形成する。硬化可能なCe樹脂は、多くの優れた特性を持ちます：低い誘電率（2.8 - 3.2）と最小の誘電損失角正接（0.002～0.008）；高耐熱性（Tgは摂氏240度摂氏290度）低水分吸収率熱膨張係数優れた機械的性質と結合特性しかし、Ce樹脂の靱性は悪く、硬化温度が高い。ce樹脂の改質は，通常，bt樹脂と呼ばれる高周波・高速板紙に適用したce樹脂改質の最も成功例である。

伝統的なエポキシ樹脂は、極性基が大きい, 誘電特性が悪い. 通常の変更方法は以下のようになります。, 材料の自由体積を増やす, と極性グループの濃度を減らす；二重結合構造をエポキシ樹脂に添加して樹脂分子を回転させないまたは大きな空間容積または非極性ポリマー樹脂を占有するグループを導入する 高周波PCB と高速ボードの材料は、極グループのコンテンツを減らすために, 誘電特性を改善する.