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PCB技術

PCB技術 - FR 4 TGとは

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PCB技術 - FR 4 TGとは

FR 4 TGとは

2024-10-14
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Author:iPCB

FR 4 TGはPCBの性能と信頼性において重要な役割を果たしている。基板材料がPCBの全体的な機能に重要であるように。PCBの性能、耐久性、信頼性は使用する基板材料の特性に大きく依存する。その基材の性質によって、PCBは有機基材と無機基材の2つの大きな種類に分けることができる。各タイプには独自の特性と応用があり、動作温度、周波数、機械的強度などの要素によって決定される。


FR−4は、ガラス繊維布とエポキシ樹脂を編み込んでなる、広く使用されている複合材料である。「FR−4」という用語は、ガラス繊維布のための特定の等級の材料を指す。電気、機械、化学的安定性に優れているため、電子製造業では非常に一般的な材料です。また、FR-4は高い絶縁性と耐高温性を有し、高温高圧環境の理想的な選択である。市場ではFR-4ボードの標準的な厚さは1.6 mmと1.2 mmですが、お客様の要求に応じて長さと幅をカスタマイズすることができます。


FR 4 TG、特に高性能応用において、PCBが現代電子製品を処理できる高動作温度を確保するために重要である。FR−4に用いられる樹脂材料の重要な特性の1つは、そのガラス転移温度(Tg)である。これは、材料が剛性の「ガラス状」からより柔軟なゴム状に変化する温度点を指す。温度がTg未満の場合、材料は硬いガラス状の状態にある。温度がTgを超えると、ゴムのように柔らかく弾性的になります。長年にわたり、Tg値はFR-4基材の等級分類の重要なパラメータであった。通常、Tgが高いほど、材料は信頼性が高い。例えば、Tgが約135°Cの標準的なFR-4材料は通常マザーボードなどの消費電子製品に使用され、Tg値が180°Cのより高いTg材料はCPUマザーボード、DDR 3メモリ基板、ICパッケージ基板などの要求の高い応用に使用される。

FR4-TG


FR4-TG

FR 4−TG材料は熱安定性だけでなく、PCBの機械的および電気的性質にも影響を与える。PCB製造における高Tg材料の使用は世界的に一般化しており、特に電気通信、自動車、工業制御システムなどの高性能電子製品を必要とする業界では一般的になっている。高Tg PCBは標準Tg PCBよりもコストが高いにもかかわらず、いくつかのメリットがあります。高Tg PCBのいくつかの重要な利点は、次のとおりです。

1.より良い付着力と機械的強度

2.防湿性がより強く、吸水率がより低い

3.寸法安定性

4.より高い熱分解閾値

5.耐薬品性の向上

6.耐熱性と熱応力耐性の強化

7.PCB積層板の寿命を延長する

8.スルーホールめっき(PTH)の信頼性向上

9.Z軸に沿った熱膨張係数(CTE)が低い


PCBが高熱負荷に耐えられない場合、特にそのTgが動作温度より25°C低い場合、高Tg PCBは安全で信頼性の高い動作に必要である。これは、動作温度が常に130℃を超える用途において特に重要である。高Tg PCBへの移行部分は、RoHS(有害物質規制)に適合したPCBを採用することが増えているためであり、これらのPCBは無鉛半田を必要とし、より高い温度で使用しなければならない。そのため、これらの鉛フリーはんだプロセスのニーズを満たすために、ますます多くのPCBメーカーが高Tg材料に移行している。


PCB設計ではFR 4 TGを考慮する必要がある。PCBを設計する際には、適切なTg値を持つ材料を選択することが重要である。必要な具体的なTg値は、装置の動作条件、例えば低温に曝すか高温に曝すかに依存する。他の考慮すべき要素としては、熱膨張、電気的性質、機械的強度、高温耐性が挙げられる。高性能応用のためには、特に熱応力下でPCBの信頼性と耐久性を確保するために高Tg材料を選択することが重要である。多くの業界では、高度な通信システム、工業制御パネル、計算システムに使用される高Tg材料に移行しており、熱管理が重要な問題となっています。


要するに、工業がより複雑で強大な設備に発展するにつれて、FR 4 TGはPCB材料の発展の未来を代表している。基板材料はプリント基板の性能と信頼性を決定する上で極めて重要な役割を果たしている。より強力でコンパクトな電子機器へのニーズが高まるにつれ、適切な基板材料(有機であれ無機であれ)を選ぶことの重要性がいくら強調されても過言ではありません。高Tg PCBは世界の電子市場でますます一般的になり、高耐熱性と耐久性を必要とする応用に多くの利点を提供している。何か問題がありますか。私たちに知らせてください。