FR-4銅張積層板に関する5つの「What」

FR-4 銅張積層板（CCL）とは何ですか？

ガラス繊維布ベースのCCL製品の中で、FR-4 CCLは、基材としてガラス繊維布を用い、接着剤として臭素化エポキシ樹脂または変性エポキシ樹脂を使用した難燃性CCLを指します。

基板のスルーホールは金属化することができ、めっきスルーホールとも呼ばれます。これにより、ガラス繊維布ベースのCCLが有する高強度、優れた耐熱性、高い誘電特性といった特性に基づき、両面または多層PCBにおいて層間の回路導通が実現されます。近年、電子製品の更新・高度化に伴い、基板に対する耐熱性の要求が高まっており、一部の紙ベースCCL製品は徐々にガラス繊維ベースCCLに置き換えられてきました。その結果、FR-4ガラス繊維ベースCCLは、CCLを基盤とする全製品の中で、最も大量かつ広く使用されるカテゴリへと発展しました。

FR-4 CCL の特性は何ですか？

FR-4 CCL をベースとした製品は、その利点により、大量に使用され、すべてのガラス繊維布基材 CCL の中で最大の数量を占めています。
・PCB の製造性
・CCL の製造性
・優れた電気絶縁性 ・難燃性 ・豊富な供給量

FR-4 CCL を基板とした製品にはどのようなものがありますか。

これまで、FR-4 CCL をベースとしたさまざまな製品が、異なる性能レベルに応じて創出・開発されており、その分類も段階的に形成・発展しつつあります。FR-4 CCL を基盤とする主な製品は、以下の内容に示すとおりです。
•一般的なFR-4：難燃性ガラス繊維クロス基材を基板材料とし、難燃性臭素化エポキシ樹脂を接着剤として用いる。
•中 Tg FR-4：基材材料として難燃性ガラス繊維クロスを使用し、接着剤として優れた難燃性を有する臭素化エポキシ樹脂を用いる。
•高Tg FR-4：基材材料として難燃性ガラス繊維クロス基材を用い、接着剤としてより優れた難燃性を有する臭素化エポキシ樹脂を使用する。
•鉛フリーはんだ付け用 FR-4難燃性ガラス繊維クロス基材を基板材料とし、優れた難燃性を有する臭素化エポキシ樹脂を接着剤として用いる。鉛フリーはんだのはんだ付け温度が高いため、基板の熱分解に対してはるかに高い要求を満たさなければならない。
•ハロゲンフリーFR-4：難燃ガラス繊維クロス基材を基材材料とし、難燃リン酸塩窒化エポキシ樹脂を接着剤として使用する。
•中Tg（Tg150°C）ハロゲンフリーFR-4：基材材料として難燃性ガラス繊維布基材を使用し、接着剤として優れた難燃性を有するリン酸塩窒化エポキシ樹脂を用いる。
•高Tg（Tg170℃）ハロゲンフリーFR-4：基材材料として難燃性ガラス繊維クロス基材を用い、接着剤としては、より優れた難燃性を有するリン酸塩処理窒化エポキシ樹脂を使用する。
•高性能FR-4銅張積層板：難燃性または非難燃性のガラス繊維基材。この種のCCLは、高い耐熱性と特有の特性を備えており、基材としてガラス繊維クロスを使用し、接着剤として、極めて優れた耐熱性を有する変性エポキシ樹脂、トリアジン／ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、PPE樹脂、ジフェニルエーテル樹脂、シアネートエステル樹脂、またはポリテトラフルオロエチレン樹脂を用いる。
•プリプレグガラス繊維布の基材を樹脂接着剤に含浸させ、その後 B ステージまで乾燥させると、プリプレグが生成される。プリプレグには 2 つの機能があり、1 つは CCL 製造に使用されることであり、もう 1 つは多層プリント配線板製造において内層の接着材料として使用されることである。これは CCL の一種ではないが、大きな販売量を誇っている。
・さらに、高弾性率FR-4基板、低熱膨張係数FR-4基板、低誘電率FR-4基板、高CTI FR-4基板、高CAF FR-4基板、LED用高熱伝導FR-4基板があります。

FR-4 CCL の製造プロセスは何ですか？

CCL の製造方法は、バッチ式製造と、さらに積層工程連続製造および接着から積層までの連続製造に分類される連続製造の 2 つに大別される。現在までのところ、バッチ式製造が製造方法の大部分を占めている。

•FR-4 CCL の間欠製造

図1は、FR-4 CCL の間欠製造手順を示している。手順の各工程は間欠的に実施される。

•FR-4 CCL の連続製造

FR-4 CCL の非連続製造は、生産効率が低く、材料消費量が多いという顕著な欠点を有するため、連続製造については以前から研究が行われており、新たな進展も生まれている。リジッド基板の連続製造は、CCL の連続積層と、接着剤塗布から積層までを連続して行う製造という、2 つの製造方法に分類される。

1). FR-4 CCL の連続積層製造

この種の製造は、ラミネーターの作業によって実施されます。連続積層製造は、薄いCCLの製造に比較的適しており、薄い製品は熱伝導性に優れているため、積層時間を短縮することができます。製品がラミネーターを通過する時間が比較的短いため、積層されるプリプレグのすべての工業パラメータは、通常のプリプレグとは異なります。プリプレグおよび樹脂成分の各技術項目について、改良が不可欠です。

2). 剛性CCLの連続接着・積層製造

上記で述べた連続積層製造は、工程全体の積層運転にのみ適用される。この種の製造は、接着剤による接着から開始される工程全体の各運転に利用可能である。

FR-4 CCL の優れた製造における最初の要素は何ですか？

FR-4 CCL の優れた製造は、合理的な配合比の樹脂成分に由来しており、それが優れた CCL 製品および電子製品の前提条件となる。CCL メーカーにとって、製品モデルが決定された後も、樹脂成分に対する要求は変わらない。

従来の樹脂成分を次の表に示します。

この原料において、比率とは、その範囲内のすべてのデータがメーカーによって活用されることを意味します。各グループの分布比率の違いは、製造方法や製品の違いにつながります。そのため、最も適切で合理的な原料を得るためには、製造前に原料をテストする必要があります。成功する樹脂原料の鍵となるのは、エポキシ樹脂、硬化剤、促進剤の種類および使用量です。

この樹脂成分は、FR-4 CCL と FR-4 ラミネートの両方に適しています。前者は、銅箔の剥離強度および銅箔のブリスター品質に関する要求がないため、樹脂成分および製造技術の面で比較的高い自由度を有しています。

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役立つリソース
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