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鉛フリー実装のための高 Tg 積層材

RoHS はリフローのピークを引き上げました。それで高 Tg 積層材が必須になるかは、板厚、層数、そして基板がリフローを受ける回数で決まります。

Hitech Circuits エンジニアリングデスク

中国・深セン · PCB製造・実装

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技術監修: プロセス数値は公開中の能力表と照合済みです。

鉛フリー実装で検討する高 Tg 積層材の選択

Tg が変えるもの

Tg は樹脂がガラス状態からゴム状態に変わる温度です。これを超えると膨張が急に増え、機械的な剛性が落ちます。鉛フリーのリフロープロファイルでは、基板は 200 °C を大きく超えるピークを短時間受けます。したがって問いは、積層材が軟化するかどうかではなく、損傷せずに戻るかどうかです。

アップグレードがコストに見合うとき

  • 厚板・多層基板 — 絶縁層と銅が多いほど、リフロー中に蓄積される応力が増えます。
  • 繰り返しの実装 — 両面実装や、その後に選択はんだを通る基板は、熱サイクルが増えます。
  • 大きな銅ベタ — 熱が不均一に広がり、局所の膨張が基板の他の部分と変わります。
  • 微細ビアと小さなアニュラリング — バレルの応力に余裕がありません。

1回のリフローで済む単純な4層の制御基板なら、標準 Tg で通常は足ります。厚銅を使う12層のバックプレーンなら、アップグレードは安い保険です。

何を指定するか

Tg クラスまたは積層材名、銅厚を含むスタックアップ、そして特殊なら実装プロファイルを製造側にお渡しください。インピーダンス制御がある設計では、積層材の変更を配線形状に反映する必要があります。Dk の異なる高 Tg 材は、同じ幅では同じインピーダンスを保てません。どのグレード、板厚、基材が実際に使えるかはプリント基板の製造対応能力にありますので、スタックアップは想定ではなく実際の限界に対して書けます。

技術仕様

標準 Tg
通常 130〜140 °C
高 Tg グレード
170 °C 以上
層数
1〜38層

よくあるご質問

  • RoHS 対応の基板はすべて高 Tg 積層材が必要ですか。

    いいえ。薄い2層・4層基板は、鉛フリーのプロファイルでも標準 Tg の材料で問題なく実装できることが大半です。リスクが上がるのは板厚、銅面積、リフロー回数が増えたときで、Z軸方向の膨張がめっきバレルやビアに応力をかけます。

  • Tg を上げるとスタックアップの何が変わりますか。

    樹脂系が変わり、比誘電率やドリル加工の挙動が動くことがあります。インピーダンス制御がある基板では、以前の配線幅をそのまま持ち越さず、新しい積層材で配線形状を計算し直します。

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