PCBニュース - 回路基板の業界動向と重要性

回路基板の業界動向と重要性

1、FR-4ボードの継続的な革新簡単に言えば、回路基板基板は主に3つの原材料：銅箔、樹脂、補強材料を含む。しかし、現在の基質をさらに研究し、その長年の変化を考察すると、基質の内容の複雑さは本当に想像できないことがわかります。無鉛時代の回路基板メーカーの基板品質への要求が厳しくなるにつれて、樹脂と基板の性能と規格はますます複雑になるに違いない。基板ベンダーが直面する課題は、お客様のさまざまなニーズの間に最適なバランスを見出し、最も経済的な生産性を獲得し、その製品データをサプライチェーン全体に提供することを参考にすることです。

FR-4シートの発展の歴史を見ると、長年、一部の業界参加者はFR-4シートが枯渇すると考えてきたため、他の高性能代替品に転向した。仕様要件が増加するたびに、板金ベンダーはお客様のニーズに対応するように努力しなければなりません。近年、市場で最も顕著な発展傾向は、高Tgシートに対する需要が大幅に増加していることである。実際、多くの業界参加者がTg問題について理解しているように、高Tgは高性能またはより良い信頼性を持っている。本文の主な目的の一つは、次世代FR-4シートに必要な特性がTgによって完全に表現されなくなったことを説明することである。そこで、鉛フリー溶接に対応するための新たな強耐熱性規範を提案した。に挑戦

2.基材規格をリードする業界トレンド一連の進行中の業界トレンドは、リフォーミュラパネルの市場応用と採用を促進する。これらの傾向には、次のように、多層パネルの設計傾向、環境保護法、電気的要件が含まれます。

2.1多幅板の設計トレンド現在のPCBの設計トレンドの1つは配線密度を高めることである。この目標を実現するには3つの方法がある：まず、線幅と線間隔を小さくして、単位面積がもっと密集した配線を収容できるようにする、次に、回路基板の層数を増やす、最後に、パッドの穴径とサイズを小さくします。

しかし、単位面積当たりにより多くの線路がある場合、その運転温度は必然的に上昇する。また、基板層数が増加するにつれて、完成品基板は同時に厚くなることは避けられない。そうでなければ、元の厚さを維持するために薄い誘電体層だけを積層することができます。PCBが厚いほど、熱蓄積による貫通孔壁の熱応力が大きくなり、Z方向の熱膨張効果が増加する。より薄い誘電体層を選択する場合、より高い糊含有量を有する基材及びフィルムを使用しなければならないことを意味する。しかし、ゴム含有量が高いと、貫通孔のZ方向の熱膨張と応力が増加する。また、貫通孔の孔径を小さくすると、必然的にアスペクト比が増加し、そのため、めっきスルーホールの信頼性を保証するために、使用する基板は、欠陥が発生しないように、より低い熱膨張とより良い熱安定性を持たなければならない。上記の要因に加えて、回路基板の組立部品の密度が高くなると、ビアのレイアウトもより密に配置されることになる。しかし、この動作は、ガラス束の漏れをより緊張させ、基板ガラス繊維を孔壁の間に架橋させ、短絡させることもある。この陽極糸状漏洩現象は現在の金属板無鉛時代のテーマの一つである。もちろん、次世代基板は、鉛フリー溶接における頻繁な発生を防止するために、より良好なCAF耐性を持たなければならない。

2.2.環境保護法律法規環境保護法規は政治介入下の基材に対して多くの追加要求を増加した。例えば、RoHSやWEEEなどのEU指令はシート規格の策定に影響を与える。多くの法規では、RoHSは溶接中の鉛含有量を制限している。スズ鉛半田はすでに組立工場で長年使用されている。その合金の融点は183°Cであり、溶接過程の温度は通常約220°Cである。無鉛主流のはんだ銀銅合金（例えばSAC 305）の融点は約217°Cであり、通常、溶接中のピーク温度は245°Cに達する。溶接温度の上昇は、基材がより良い熱安定性を持っていなければ耐えられないことを意味する。複数回の溶接による熱衝撃。

RoHS指令はまた、ポリ臭素ビフェニル及びポリ臭素ジフェニルエーテルを含むハロゲン含有難燃剤を禁止する。しかし、PCB基板で最も一般的に使用される難燃剤TBBAは実際にはRoHSブラックリストには含まれていない。それでも、TBBAを含む板材は昇温時に灰化反応が不適切なため、一部のブランドの整機メーカーはハロゲンフリー材料への切り替えを検討している。

2.3.電気的に要求される高速、広帯域、無線周波数の使用は、回路基板により良い電気的性能、すなわち誘電率Dkと散逸因子Dfを抑制する必要があるだけでなく、回路基板全体に安定した性能を有することを強制し、また適切であるべきである。制御可能性のために準備する。これらの電気的要件を満たす人も、熱安定性に劣る必要があります。このようにしてこそ、彼らの市場需要と市場シェアは日増しに増加することができる。

3.基板の重要な特性、回路基板メーカーが無鉛市場に必要な耐熱安定性を考慮するために注意しなければならない物理性能は：ガラス転移温度（Tg）、熱膨張係数CTEs、及び高温無鉛溶接に新たに要求される耐クラック温度Tdを含む。次のように説明します。

3.1.TMA方法によるガラス転移温度（Tg）のガラス転移温度の測定は樹脂基材の特性を判断する最も一般的な重要な指標である。樹脂のTgとは、ポリマーが一定の温度範囲に加熱されると、樹脂が室温で比較的硬い元の「ガラス状」（非固定成分固体物質の総称）から高温での塑性に変化することを意味する。Tgの前後では、各種シートの各種性能が全く異なります。

すべての物質は温度変化によって膨張と収縮の変化を起こし、Tg前の基板の熱膨張率は通常より低く、より温和である。熱機械分析方法（TMA）は、温度に応じた基板サイズの変化を記録することができる。外挿法を用いて、2つの曲線によって延びる破線の交点を用いて温度、すなわち基板のTgを示すことができる。Tg前後の曲線勾配の大きな違いは、両者が完全に異なる熱膨張率を有することを示している。すなわち、いわゆる熱膨張係数（CTE）はIsla±1とIsla±2である。板材のZ-CTEは完成品板材の信頼性に影響を与え、下流組立にとってより重要であるため、すべてのメーカーはこの点を無視してはならない。注意すべきことは、小さな熱膨張は貫通孔の銅壁に小さな応力を示すため、信頼性がより良くなければならないことである。しかし、多くの人はTgがかなり一定の温度点だと考えている。実際には、そうではありません。温度がTg付近に上昇すると、シートの物性が顕著に変化し始める。