電子産業の急速な発展は、多くの産業を急速な進歩へと駆り立てている。近年、自動車産業における電子製品の応用はますます広範囲になっている。従来の自動車産業は、主に機械、動力、油圧および伝達機構に重点を置いてきた。しかし現代の自動車産業は、より一層電子応用に依存しており、それらは自動車においてますます重要かつ潜在力のある役割を果たしている。自動制御、センシング、情報伝達および記録のすべてに電気電子化が用いられており、これらはプリント基板（PCB）なしには実現できない。自動車の近代化およびデジタル化の要求に加え、人々の安全性、快適性、簡便な操作性および自動車のデジタル化に対する要求により、PCB は自動車産業で広く用いられるようになっており、一般的な片面 PCB、両面 PCB から、複雑な多層 PCB に至るまで多岐にわたっている。高密度相互接続（HDI）PCBクロスレイヤーのブラインドビアやダブルビルドアップ層を備えている可能性があります。
自動車用HDI基板の高い信頼性と安全性を実現するためには、HDI基板メーカーが厳格な戦略と対策に従う必要があり、本稿ではその点を主な焦点として取り上げる。
自動車用PCBの種類
自動車用回路基板の中には、従来の片面PCB、両面PCB、多層PCBがある一方、近年ではHDI PCBが広く用いられるようになり、自動車電子製品の第一選択となっている。一般的なHDI PCBと自動車用HDI PCBの間には本質的な違いが存在する。前者は実用性と多機能性を重視し、コンシューマーエレクトロニクス向けであるのに対し、後者は信頼性、安全性および高品質を追求している。
自動車には、乗用車、トラック、ローリーなど、さまざまな種類の車両が含まれ、それぞれに異なる性能要件や機能上の期待が求められるため、本稿で論じる規制や対策は、特殊なケースを除いた、汎用的に適用される一部のルールに過ぎないことを明示しておく必要がある。
自動車用HDI PCBの分類と応用
HDI PCBは、単層HDI PCB、二層ビルドアップPCB、および三層ビルドアップPCBに分類できます。ここでいう層とは、プリプレグの層を指します。
自動車用電子製品は、通常次の2つのカテゴリーで使用されます。
a. 車両の機械システムと連携して初めて効果的に機能する自動車用電子制御装置例えば、エンジン、シャシーおよび車両のデジタル制御、具体的には電子燃料噴射システム、アンチロック・ブレーキ・システム（ABS）、アンチスリップ・コントロール（ASC）、トラクション・コントロール、電子制御サスペンション（ECS）、電子制御オートマチック・トランスミッション（EAT）および電動パワーステアリング（EPS）など。
b. 自動車環境で単独で使用でき、自動車の性能とは無関係な車載自動車用デバイス自動車情報システムまたは車載コンピュータ、GPSシステム、自動車用映像システム、車載通信システムおよびインターネット機器などを含み、これらの機能は、信号伝送および多数の制御を担うHDI PCBに対応したデバイスによって実装されています。
車載用HDI基板メーカーに対する要件
自動車用HDI基板は信頼性と安全性が高いため、自動車用HDI PCBメーカー高水準の要件に従わなければならない
a. 自動車用HDI PCBメーカーは、統合された管理システムおよび品質マネジメントシステムを順守しなければなりません経営レベルを判断または支援する上で重要な役割を果たすPCBメーカー一部のシステムは、第三者認証によって識別されるまで、PCBメーカーによって所有されているとは見なされません。例えば、自動車用PCBメーカーは、ISO9001およびISO/TS16949の認証を受けなければなりません。
b. HDI PCBメーカーは、確かな技術力と高度なHDI製造能力を備えていなければなりません具体的に言えば、自動車用回路基板の製造を専門とするメーカーは、ライン幅／ライン間隔が少なくとも75μm／75μmで、かつ2層ビルドアップ構造の基板を製造しなければならない。一般に、HDI PCBメーカーは、工程能力指数（CPK）が少なくとも1.33、設備能力指数（CMK）が少なくとも1.67であることが求められる。顧客の承認および確認が得られない限り、その後の製造工程においていかなる変更も認められない。
c. 自動車用HDI PCBメーカーは、選定において最も厳格な規則に従わなければなりませんPCB 原材料最終的なPCBの信頼性と性能を決定するうえで重要な役割を果たすためです。
車載用HDIプリント基板における材料要件
・コアボードおよびプリプレグそれらは、自動車用HDI基板を製造するうえで、最も基本的かつ重要な要素です。HDI基板の原材料となると、コアボードおよびプリプレグ主要な考慮事項となります。一般的に、HDIコア基板と誘電体層はいずれも比較的薄いため、民生用HDI基板ではプリプレグ1層で十分です。しかし、自動車用HDI PCBでは、キャビティの発生や接着剤不足が起こると、プリプレグ1層では絶縁抵抗の低下を招く可能性があるため、少なくとも2層のプリプレグを積層する必要があります。その結果として、最終的には基板全体または製品の故障につながるおそれがあります。
・ソルダーマスクプリント基板表面の回路を直接覆う保護層として、ソルダーレジストはコア基板やプリプレグと同等に重要な役割を果たしている。外部回路を保護するだけでなく、ソルダーレジストは製品の外観、品質および信頼性においても不可欠な役割を担っている。その結果、自動車用プリント基板に用いられるソルダーレジストは、最も厳しい要求を満たさなければならない。ソルダーレジストは、熱保存試験や剥離強度試験を含む複数の信頼性試験に合格する必要がある。
自動車用HDI基板材料の信頼性に関する試験
優れた HDI PCB メーカーは、材料の選定を決して当然のものとは考えません。その代わりに、基板の信頼性に関する各種試験を実施する必要があります。自動車用 HDI PCB 材料の信頼性に関する主な試験には、CAF（導電性アノードフィラメント）試験、高温・低温熱衝撃試験、耐候温度サイクル試験、および熱保存試験が含まれます。
・CAFテストこれは、2 本の導体間の絶縁抵抗を測定するために実施されます。この試験には、層間の最小絶縁抵抗、スルーホール間の最小絶縁抵抗、埋め込みビア間の最小絶縁抵抗、ブラインドビア間の最小絶縁抵抗、および並列回路間の最小絶縁抵抗など、多くの試験値が含まれます。
・高温低温熱衝撃試験本試験は、抵抗変化率が所定のパーセンテージ未満でなければならないことを確認することを目的としています。具体的には、本試験で言及されるパラメータには、スルーホール間の抵抗変化率、埋めビア間の抵抗変化率、およびブラインドビア間の抵抗変化率が含まれます。
・気温サイクル試験. テスト対象の基板は、リフローはんだ付けの前に前処理を行う必要があります。-40°C±3°C から 140°C±2°C の温度範囲内で、基板は最低温度および最高温度それぞれで15分間保持しなければなりません。その結果、適合したプリント基板では、層間剥離、白点、または爆裂は発生しません。
・蓄熱試験この試験は主にソルダーレジストの信頼性、特にその剥離強度に関するものです。この試験は、ソルダーレジストの評価において最も厳しいものと見なすことができます。
上記で紹介した試験の要件に基づき、基材や原材料が顧客の要求を満たさない場合、いくつかの潜在的なリスクが生じます。したがって、材料に対して試験を実施するかどうかは、優れた HDI PCB メーカーかどうかを判断する重要な要素となり得ます。
自動車用HDI PCBメーカーを評価するための戦略や手段は数多く存在し、材料サプライヤーの認証、製造プロセス中の技術条件およびパラメーターの決定、付属品の適用など多岐にわたります。信頼できるHDI PCBメーカーを探す際には、これらはその信頼性を判断・評価するための重要な要素となり得ます。
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