プリント基板 (PCB) は、電子デバイスまたは機器内のコンポーネントの配置に対する機械的なサポートを提供します。 そのため、これらのボードにはパフォーマンスを向上させるための多くの要素が必要です。
銅張積層板は設計者の間で人気となっていますが、これにはいくつかの正当な理由があります。 この記事では銅張積層板の意味や用途について解説します。
銅張積層板とは何ですか?
銅で覆われた積層板であると解釈できます。 理想的には、CCL 銅張積層板は、両面または片面のみが接着された薄い銅シートです。
接着する理由には、PCB に必要な機械的サポートを提供すること、および PCB を回路基板の開発の中核または主要な基盤にすることが含まれます。
銅張積層板の構成要素は何ですか?
これらのラミネートは 2 つの構成要素で構成されており、機能は異なりますが、最終的には一体化します。
構成要素は以下の通りです。
基板
基板またはコアが主な構成要素です。 PCB に導入される幅広い機能が注目に値します。 例としては、熱伝導性、剛性/機械的強度の向上、電気絶縁性などがあります。
CCL銅張積層板の基板の機能は、前述の機能を提供することです。 表面が平らな薄いボードとして設計されています。
銅箔
これらのフォイルは、プリント回路基板に追加の電気機能を提供するために使用されます。 それらはまた、基板と箔との結合にも関与する。
接着を確立するには、銅箔が片面または両面で基板/コアに接着または接合される必要があります。
以下は、PCB 用の銅箔の規定の一部です。
- グランドプレーンと電源プレーンの提供。
- 導電性トレース。
- 導電性メッキスルーホール (PTH) および;
- PCB コンポーネントを取り付けるためのパッド。
銅張積層板の種類
さまざまな種類のラミネートを利用して、銅シートから作られた最高のラミネートを作成できます。
以下にオプションの一部を示します。
1. エポキシガラス繊維布基板
ガラスエポキシ銅張板とも呼ばれ、補強と接着からなる積層板の一種を指します。 一方では、強化ラミネートとして機能する電子ガラス繊維クロスがあり、他方では、接着剤として機能するエポキシ樹脂があります。
ラミネートのプロパティには次のものが含まれます。
- Tg 前では最大 55ppm/℃、Tg 後では最大 285ppm/℃の熱膨張係数。
- UL-94V0 可燃性
- 最大0.8w/mKの熱伝導率。
- 1MHzの誘電率 – ~4.7
エポキシガラス繊維基板の特性としては、水分含有率が重量比15%以下、吸湿率(吸湿性)が挙げられます。 また、熱伝導率が低く、遮音性・吸音性にも優れています。
2. 紙基材
銅張積層板で使用される紙基材の 2 つの主なタイプは、エポキシ紙基材と紙フェノール銅張積層板です。
エポキシ系の場合、特に FR-1 ラミネートと比較した場合、機械的特性と電気的特性が向上しています。
フェノール紙ラミネートの特性は次のとおりです。
- より高い銀イオン移行防止能力。
- 相対密度が低く、
- 手頃な価格
3. 金属ベース銅張積層板
アルミニウム系銅張積層板とも呼ばれます。 これらのラミネートは、より高い熱放散と高い熱伝導率の機能で注目されており、幅広いアプリケーションでの PCB の使用を可能にします。
アルミニウム銅張積層板には次のような利点があります。
Tri-Structure: 3 つの異なるレイヤーの統合をサポートします。 1 つ目の回路層は、FR-4 ラミネートと同じ線幅と厚さでより大きな電流を流すことができます。 金属ベース/層は熱伝導率と熱膨張係数を管理し、絶縁層は熱の拡散を促進することで出力を向上させ、モジュールの電力負荷を増加させます。
これは、ハイブリッド集積回路 (IC)、高電流機器、オフィス オートメーション ソリューションで広範囲に使用または応用されています。
4. ポリイミド (PI) フレキシブル銅積層板
略してポリイミド（PI）とも呼ばれ、耐熱性の高分子有機ポリマーから作られた銅張積層板の一種を指します。
- 属性には次のものが含まれます。
- 折り曲げ、動的曲げ、圧着などに使用できます。
- 柔らかくて効率的です。
- 耐熱性は最高です。
- 薄く、軽く、柔軟な構造がそれを表します。
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ポリイミド（PI）の種類
フレキシブル銅張積層板 (FCCL) の 2 つの主なタイプは、2 層 FCCL (2L-FCCL) と 3 層 FCCL (3L-FCCL) です。 違いは、前者は接着剤を使用しないのに対し、後者は接着剤を使用することです。
5. ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)
「特殊樹脂ガラス繊維クロス基材」の一つです。 耐熱性が高く、誘電特性が向上しているため、このように呼ばれています。
PTFE 銅張積層板には次の特性があります。
- これらは主に無線周波数 (RF) およびマイクロ波アプリケーションで使用されます。
- 合成ポリマー ラミネートは、特に一部の高周波 PCB ラミネートと比較した場合に、誘電特性が向上しています。
銅張積層板に使用する材料の種類
以下は、CCL 銅張積層板に使用できる材料の一部です。
1. プリプレグ
それは本質的に樹脂を含浸させたグラスファイバーです。 これは、多層 PCB の追加層を構築するために使用される追加層としても機能します。
プリプレグの特性には次のものがあります。
含まれる樹脂の量に応じてさまざまなバリエーションがあります。 例としては、高樹脂 (HR)、中樹脂 (MR)、および標準樹脂 (SR) があります。
グラスファイバーを強化した後、接着剤を塗布して強化を強化します。
2.FR-4材質
これは、より高いガラス転移温度に使用される難燃性 (FR) 銅張積層板材料を指します。 その他の特徴としては、熱膨張係数が低く、熱伝導率が良いことが挙げられます。
3. 銅箔
これは依然として銅張積層板にとって重要な材料である。 電解銅 (陰極材料) として、PCB のベースにある薄層上に堆積として作成されます。
銅箔を PCB のベースにうまく接着できれば、保護材を塗布して回路基板の表面の保護を強化する方法がわかります。
4. 複合エポキシ材料、グレード 3 (CEM3)
難燃性4（FR-4）材の代わりに使用される銅張積層板材の一種です。
次の理由により優先されます。
FR-4 材料に代わるコスト効率の高い代替品です。
軽量設計のため、CEM3 材料が推奨されます。
逆に、CEM3 と比較して耐久性が高いことを考慮すると、FR-4 材料を使用する方が良い選択肢のように思えるかもしれません。
銅張積層板の基本要件
銅張積層板は、外観、化学組成、物理的特性などの特定の基本要件を満たしている場合に選択できます。
決定する前に考慮すべき点がいくつかあります。
1. 身体的要件
これは積層体の物理的特性を指します。 物理的に頻繁に使用される傾向があることを考慮すると、打ち抜き品質、曲げ強度、および剥離強度 (PS) を検証する必要があります。
考慮に値するその他の身体的特徴は次のとおりです。
耐熱性。 これには、熱応力 (T288、Td、T300、および T260) が含まれる必要があります。
2. 外見要件
これらは、ラミネートが「危険」に過度にさらされた場合に何が起こるかを示しています。 たとえば、処理中の取り扱いプロセスによっては、基板に次のような製造上の欠陥が生じる可能性があります。
凹んだ銅表面
泡
レジンポイント
ピンホールと;
その他は傷やシワがあります。
3. 化学的性能
化学的特性は標準仕様を満たしていますか? ここで考慮すべき重要な点は次のとおりです。
寸法安定性
化学薬品が化学試薬に抵抗する、または耐える能力。
可燃性に耐える能力
Z-CTE または Z 軸の熱膨張係数を満たしていること。
ガラス転移 (Tg) 温度。
4. 電気的性能
この要件は、銅張積層板のさまざまな電気的特性のバランスを取るのに役立つため、重要です。
文脈としては、積層板が高度な電子回路で使用される場合、さまざまなパラメーターの電気的性能が最高である必要があります。
以下は、電気的性能を判断するための最も重要なパラメータの一部です。
比較追跡指数 (CTI)
絶縁抵抗
誘電正接 (Df)
体積抵抗
誘電率 (DK)
耐電圧
表面抵抗
耐アーク性
5. 環境への配慮
銅張積層板が特定の環境にさらされたときに成長できるかどうかを判断することも重要です。 耐水率や耐腐食性を確認したい。
まとめ
適切な銅張積層板を選択するには、サイズ、環境、化学的および物理的要件を見極めるために細部に注意を払う必要があります。
この記事で共有するヒントは、これらのラミネートを扱う際に何に注意すべきかについて正しい方向に導くためのヒントとなります。
最後に重要なことですが、専門の銅張積層板メーカーに連絡して、PCB の特性を指定するだけでなく、性能を定義し、回路基板に望ましい形状を与える積層板をカスタマイズするよう努めてください。
