FR-4 とは何か
FR-4 は、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸させ、銅箔を片面または両面に重ねて熱と圧力で積層したものです。ガラススタイルが厚みと機械的安定性を決め、樹脂含有率が流動性、比誘電率、そしてドリル加工時の挙動を決めます。
押さえるべき3つの特性
- ガラス転移温度（Tg） — 樹脂が軟化し始める温度です。標準グレードは 130〜140 °C、高 Tg グレードは 170 °C を超えます。
- 熱膨張係数（CTE） — リフロー時の Z軸方向の膨張です。層数の多い厚板ほど、めっきスルーホールのバレルに応力が蓄積します。
- 比誘電率と誘電正接 — 多くのデジタル設計には十分ですが、RF の設計が専用積層材へ移る理由はここにあります。
製造指示書に書くこと
積層材のグレードまたは Tg クラス、板厚、各層の銅厚、表面処理を明記します。インピーダンス制御が設計の前提なら、目標インピーダンスと基準層を加えます。この4項目があれば、製造側は意図を逆算するのではなく、安定して積層できる構成を選べます。
FR-4 が限界になる地点
使用温度が樹脂の許容範囲を超える場合、あるいは目標周波数の挿入損失がロスバジェットを支配する場合、FR-4 は適切な基材ではありません。金属ベース、セラミック、高周波積層材を検討すべき分岐点です。工場が実際に積層できる範囲——層数、板厚、銅厚、基材——はプリント基板の製造対応能力にまとめてありますので、スタックアップを確定する前に確認してください。