- 高周波低損失基板材料
- 低損失高速基板材料
プリント基板材料
プリント基板（PCB）は、ほぼすべての電子機器に組み込まれています。PCBは、電子システムを作るために必ずしも必要ではありませんが、銅配線を使ってさまざまな回路を接続する便利な手段を提供するとともに、コンポーネントを取り付けるための堅牢で信頼性のある表面を提供します。PCBは多くの電気システムに大きな影響を与える可能性があり、使用するPCB材料の選択には常に配慮が必要です。
PCB材料を選定する際に考慮すべき主な特性には、誘電率（Dk）、損失係数（Df）、熱伝導率（TC）、および熱膨張係数（CTE）が含まれます。その他の重要な要素として、信号整合性、材料コスト、製造コストも検討する必要があります。
PCB材料データシート
このガイドで取り扱っている材料は以下の通りです。材料名をクリックすると、その材料のデータシートをダウンロードできます。
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PCB材料特性
損失係数（Df）は、PCB材料における信号損失の程度を決定する上で最も重要な要素です。Dfの値が高いほど、損失は大きくなります。さらに、信号損失は周波数や動作速度に比例して増加します。したがって、高周波数や高速動作での損失を抑えるためには、Dfの値が低いPCB材料を選ぶことが重要です。
PCB材料の誘電率（Dk）は、周波数によって変化します。周波数に伴うDkの大きな変動は、信号歪みや立ち上がり時間の劣化を引き起こし、これは高周波数や高速信号には受け入れ難いものとなります。したがって、信号の周波数や速度が増すにつれて、Dkの変動が少ないことが望ましいです。低損失PCB材料に対するDkの変動を抑える必要性は、すべての基板材料メーカーにより認識され、実施されています。
誘電率（Dk）
ほとんどのPCB材料のDkは2から10の範囲です。PCB材料のDkは、回路基板上でのインピーダンス制御伝送線路のトレース幅に大きな影響を与えます。Dkの値が大きいほど、同じインピーダンス制御のターゲット値に対してトレース幅は小さくなります。また、高いDk値は誘電損失も高くなります。一般的に、高速/低損失の材料はDk値が低いです。したがって、Dkは材料選定において重要な電気的性能基準となります。通常の速度/通常の損失材料ではDkは周波数によって大きく変動しますが、非常に高速/非常に低損失の材料では、Dkは周波数に対してほぼ一定です。例えば、最も一般的に使用される基板材料FR4（例：FR370HR）のDkは10GHzで3.92です。
損失係数（Df）
材料の損失係数は、PCBコンダクタやトレース上を信号が伝送する際の信号減衰や損失を決定する最も重要な要素です。材料の損失係数が低いほど、信号損失は少なくなります。したがって、Dfは信号損失の観点から最も重要な選定基準です。例えば、FR4材料（FR370HR）のDfは10GHzで0.025です。
CTIクラス/電圧
CTI（耐電圧分類）は、材料の表面で2つの電気的導体間で電気的破壊が発生する電圧の閾値を示します。CTIクラスの値が小さいほど、閾値電圧は高くなります。最も一般的に使用されるPCB材料であるFR4（例：FR370HR）のCTIはクラス3で、電気的破壊電圧範囲は175V〜249Vです。
ガラス転移温度（Tg）
Tgは、回路基板の基板材料がガラス状で堅牢な状態から、軟化して変形可能な状態に移行する温度です。Tgを超えると、材料はTg以下の状態よりもはるかに高い熱膨張係数を示します。ただし、Tg付近の温度での変形は完全に弾性であり、Tgより高い温度からTg以下に温度が下がると、材料は元の状態に戻ります。すべての鉛フリー（ROHS適合）材料ではTg要件が>= 170°C以上です。FR4材料（FR370HR）のTgは180°Cです。
分解温度（Td）
Tdは、PCB材料が化学的に分解し、その変化が完全に不可逆的な温度です。材料がTdを超えると、冷却後に元の状態に戻ることはなくなり、完全に機能しなくなります。FR4材料（FR370HR）のTdは340°Cです。
熱膨張係数（CTE）X/YおよびZ方向
熱膨張係数（CTE）は、温度が上昇するにつれて、基板材料がX、Y、Z方向にどれだけ膨張するかを示します。これらの値はTg以下の温度での膨張率を指します。FR4材料（FR370HR）のXおよびY方向のCTEは（13、14）ppm/°Cで、Z軸方向のCTEは45 ppm/°Cです。
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PCB製造とアセンブリ
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